试管炸裂之谜.docVIP

碳酸氢铵受热分解实验失败缘由 江都国际学校 王丽 内容提要：在正确做碳酸氢铵受热分解实验中，发现试管总是容易破裂，通过多次实验比较，发现同一批试管破裂的原因与晶体的熔点有关，对于在加热过程中会熔化且温度远低于酒精灯焰的晶体，试管一般较易因内外壁温差大而破裂，但我们可以通过将药品平铺和不断的移动酒精灯来克服。对于加热过程中会熔化，但熔点接近酒精灯焰温度的晶体，试管一般完好无损，对于加热过程中无熔化现象的晶体的试管很难破裂 关键词：碳酸氢铵晶体、 熔点低 、试管内外温差、试管炸裂 发现问题 沪教版第一章第一节中的观察与思考----加热碳酸氢铵实验。实验器材为：酒精灯、三脚架、蒸发皿。如按课本实验装置实验，实验现象不明显，只能闻到刺激性气味，水珠的现象也不明显。于是，在我第三年的化学教学中，将装置改成了试管、导管，加一个装澄清石灰水的烧杯。这样实验现象会更加明显，且可以检验二氧化碳气体，并对以后的氧气制取，二氧化碳等气体制取做一个铺设和埋伏。为了确保实验的成功,作为老师我事先在实验室将本实验试做，非常成功。 在下午的第一个班级的实验中，现象明显，实验顺利。第二个班级的实验时，我已经很有把握了，在进行预热后，对准加热时间不长就听见“咂”的一声，试管的底部炸裂掉了下来。 在此我先简单的陈述一下这个实验的简单步骤 首先，检查装置气密性，然后连接装置，因为是加热固态物质,试管口要略向下倾斜。操作的各个方面都是规范的。 在第一次炸裂试管后，我又进行了第二次实验。各个环节有特别仔细的把关了一下。刚开始实验很顺利，可是就在实验进行约一分钟后，“咂”的一声又出现了，试管底掉下来了。 我再简单的分析一下加热固体试管炸裂的一些原因： 试管外壁或内壁有水 未对试管预热 加热时试管口未略向下倾斜 试管过靠近灯芯 上述的几点会引起试管炸裂的原因，我都仔细检查过。并未出现失误的地方。 那么，究竟怎么了？连续炸裂了两次。 虽然以前没做过加热碳酸氢铵实验，但是初中化学的加热高锰酸钾制取氧气的实验，在制取氧气的过程中，从未见过试管炸???的现象。怎么这次的加热碳酸氢铵实验，在短短的两次实验中，连续炸裂两根？ 实验探究 为了打破“试管”问到底, 誓将试管破裂之因探究个明白。 实验中为了排除一些不必要的因素的干扰，我尽量控制好一下条件 保证试管外壁或内壁无水，操作过程中也不要接触水 对试管进行预热，并做好防风措施 加热时试管口略向下倾斜 保证对试管用外焰加热 探究一、药品用量过多 选4支相同的试管，AB中分别加少量的药品，CD中加入量多点的药品。然后分别加热，发现试管都炸裂了。说明药品的用量与试管炸裂无关。 探究二、与冷凝水有关 选2支试管，一支正常操作，另一支试管口向上。然后分别加热。加热后发现2支试管均炸裂了，但是裂痕有差异，正常操作的试管底部脱落。试管口向上的那支，底部脱落，且冷凝水回流的地方也有裂痕。 综合上述，试管炸裂与冷凝水有关，但应该还有其他原因。 探究三、药品是否尽量平铺 选5支试管，在ABC中分别加入适量的药品并尽量将药品平铺。在DE试管中直接加适量药品。然后分别加热。这时候出现了差异。DE试管全部牺牲，但是ABC中2支试管存活下来，1支牺牲。为什么会有这样的现象出现呢？到底是什么原因导致实验中试管频频炸裂的呢？ 通过多次的实验，我观察到，药品先熔化最后消失。 是不是试管炸裂和药品熔化过程有关？ 探究四、试管炸裂和药品融化过程有关 在做了多次实验后，我检查破裂的试管。发现试管全部都在熔化前的固液共存状态，且裂痕都在药品贴近试管的内壁。这个固液共存可能就是问题的十字路口。因此必须查一下碳酸氢铵的相关知识。 查得信息如下：碳酸氢铵是一种无色或浅色化合物，呈粒状，板状或柱状结晶，比重1.57，容重0.75，较硫酸铵(0.86)轻，略重于粒状尿素(0.66)易溶于水，0℃时溶解度为11.3%；20℃时为21%；40℃时为35%白色斜方晶系或单斜晶系结晶体。无毒。有氨臭。密度1．58g/cm3。能溶于水，水溶液呈碱性，不溶于乙醇。20℃以下性质稳定，温度升高会分解，有吸湿性，潮解后分解加快。熔点为107.5℃。 由以上信息可知，碳酸氢铵是一种白色晶体。熔点107.5℃，但是分解温度很低，只有在20℃下才性质稳定。所以在加热过程中一会就看见碳酸氢铵分解，同时也开始熔化，出现了边分解边熔化的现象，形成了固液共存体。但是为什么会出现试管炸裂的现象呢？会不会和该物质的熔点低有关？ 依靠理论依据，在晶体的熔化过程中，当温度达到熔点，开始熔化，即使继续加热，晶体的固液共存体，会保持在熔点而温度不会继续上升。直到全部熔化为液体。 以上就是强有力的证据，试管破裂之谜有了这样的理论支撑平台，碳酸氢铵放在试管中加热时，酒精灯的温度