自制氢气球 安全自制会飘的气球

  文章编号:1005-6629(2007)10-0010-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:C      实验材料   草木灰、石灰、铝导线、水;
  水桶、筷子(棍子)、厚布袋、铁锅、大雪碧瓶、塑料管、塑料袋、打气筒、气球等。
  
  实验过程
  (1)从草木灰中提取K2CO3
  从农村的土灶里收集发白的老灶灰2-5公斤,用水桶装好,用尽可能少的水搅拌、浸泡过夜。第二天浆糊状的草木灰用编织纹路紧密的厚布袋包好,压滤到另一个桶里。一次过滤后的滤液中往往还很浑浊,我们可以反复用厚布袋过滤,直到比较清澈为止。滤液为K2CO3溶液。
  
  (2)Ca(OH)2的制备
  在建筑工地讨要一些石灰回来,小心溶解。保持有部分固体不溶,以保证所得溶液为Ca(OH)2饱和溶液。静置后滗出该清液,保留备用。
  (3)KOH的制备
  在搅拌下, 将 Ca(OH)2 溶液慢慢加入到K2CO3溶液中,直到没有白色沉淀生成为止,厚布袋过滤,滤液为KOH的稀溶液。多次用少量KOH溶液在加热情况下清洗烧饭烧菜用的铁锅,到铁锅没有油脂为止。然后将剩下的KOH溶液煮沸浓缩至约300毫升左右,浓缩液为KOH的较浓溶液(浓度未知)。
  (4)铝丝和塑料导管的制备
  将废铝导线一头剥出铝丝,固定。用破布反复握住导线往外拔,用力不要太紧,利用摩擦生热让导线塑料层软化而逐渐将铝丝拔出。铝丝备用,导线塑料层就成了空心导管。
  (5)氢气和氢气球的制备
  如图所示,将KOH浓溶液装入大雪碧瓶,用湿布缠在塑料导管上作为塞子塞在瓶口。导管另一端绑上一个不漏气的塑料袋,塑料袋排完气后,另一端套住打气筒的上口,包括打气手柄。(我们采用的是自行车打气筒,有其他较小的打气筒就更方便。)打气筒出口接还没充气的气球。通过试充一个气球,可以检查整个装置漏气与否:将充气气球拧紧使其不往打气筒里吹气。拔下塞子,小心加入少量铝丝约1-5克左右,根据反应剧烈程度可以适当增加铝丝(千万不要加得太多!)或者用水冷却反应瓶。塑料袋充气后,就可以通过打气筒往气球里充气。充气的气球小心绑好,这时的气球就可以飞上天了。
  
  结果与讨论
  该实验通过一系列简单的操作,基于农村十分简陋的条件下完成多种化学物质之间的转化,最后制成了可以携带各种小物件上天的氢气球。其中涉及到的化学反应有:
  CaO+H2O=Ca(OH)2
  K2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2KOH
  2KOH+2Al+2H2O=2KAlO2+3H2↑
  该实验的完成本身是我们兴趣所致,同时该实验有一定的知识性、趣味性,对化学实验条件比较简陋的农村可操作性很强。
  注:1.该实验所用实验器具都是一些家用物品,我们完全可以根据实际情况自行改变。
  2.在用锅浓缩KOH时,选用的锅要慎重考虑,铝锅是绝对不能选的;同时,铁锅由于用于烧菜附有油脂,应先用KOH溶液先进行清洗,否则会使制备的KOH溶液发生皂化反应,大大降低其浓度。
  3.制备氢气时加铝丝要适量,反应放热,铝丝太多会导致反应过于剧烈而出现危险。同时由于氢气易燃易爆,整个制备氢气和使用过程中都要小心谨慎,特别要防火。