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氫氫我的寶貝---氫氣爆炸
by yangsp, 2011-08-31 22:31:37, 人氣(4249)

中學化學示範實驗

Chemical Demonstrations for High School


國立彰化師範大學理學院化學系 提供

【策劃者:楊水平】  【製作者:羅世奇 E524005


氫氫我的寶貝---氫氣爆炸

簡介

歌手周華健有一首歌名為「親親我的寶貝」,但是這個實驗寶貝係指利用活性金屬和鹽酸反應所產生的氫氣,來進行小小的爆炸實驗,不是歌曲中華健剛出生的小Baby喔。

示範步驟(實驗中最好戴安全眼鏡

1. 取兩片長約 5 公分的鎂帶。
2. 將鎂帶放入約 3 M 鹽酸溶液中。
3. 由於鎂帶遇酸會產生氫氣,此時鹽酸溶液會開始產生氣泡,如圖一所示。但是因為事先有在溶液中加入微量的沙拉脫,故產生了許多含有氫氣的泡沫,如圖二所示。
4 最後用刮勺挖取些許的泡沫,置於桌上,如圖三所示。
5 再用點燃的火材棒試之,觀察變化,如圖四所示。

圖一   鎂帶遇到鹽酸產生氫氣

圖二   氫氣產生後形成大量的泡沫

圖三 用刮勺挖出泡沫

圖四 點火瞬間會產生爆鳴聲

溶液和器材

1. 鎂帶少許。
2. 3M 鹽酸溶液 200-300 mL。
3. 刮勺一支。
4. 火柴棒若干。
5. 250 mL 燒杯一個。
6. 沙拉脫一小滴。

原理和概念

1. 活性大的金屬例如鎂,和酸作用會產生氫氣。
2H+(aq) + Mg(s) → H2(g) + Mg2+(aq)
2. 所產生的氫氣在含沙拉脫的鹽酸溶液中會形成許多泡沫。
3. 當這些泡沫遇到火時會發生爆鳴聲,泡沫的量越多爆鳴聲越大,因為泡沫內所含的氫氣具有可燃性。

教學提示

1. 注意不要等太久才開始引燃氫氣泡沫,否則氫氣會透過泡沫膜而逸散到空氣中,這樣會無法點燃而產生爆鳴聲。
2. 除了鎂帶以外,還可以使用其他活性金屬例如鋁片、鋅片等。
3. 不要使用硝酸,因為它會在金屬鋁的表面形成氧化物。
4. 不可直接在產生氫氣的燒杯中點火,因為大量的氫氣爆炸可能有危險性(例如把燒杯炸碎而傷害到周圍學生),應該先用刮勺挖取少許泡沫,再另外點燃比較保險。

問題和參考答案

1. 如何證明所產生的氣體是氫氣?
答: 由於氫氣具有可燃性,從實驗結果產生的爆鳴聲可以證明該氣體應是氫氣。
2.  試比較鎂鋁鋅三種金屬在相同酸液下產生氫氣的速率快慢?
答: 理論上金屬活性大小為 鎂〉鋁〉鋅,推論產生氫氣的速率應該也是依此順序。

參考資料

1. Summerlin, Lee R. And Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a sourcebook for Teachers, 2nd Ed., 1988, Volume 2, p 35, Washington, D.C., American Chemical Society.
2 國中理化,第二冊,頁 55,國立台灣編譯館,台北市,民 88 年。

適用程度

國民小學 ˇ國民中學 ˇ高級中學 大學普通化學

安全

 示範這個實驗必須戴安全眼鏡及可丟棄的手套。
 示範這個實驗實行適當的風險評估是老師的責任。

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