感应线圈在化学实验中的应用
感应线圈是利用高压放电的物理实验装置,它在放电时产生电火花,在化学实验教学中非常有用,现举例说明。 1用感应线圈点火 (1)在“氢气爆鸣”实验中,可用感应线圈来点燃氢气和空气混合气体,发生爆炸,这样既保证实验安全,又可以使实验效果明显。如图1,在一块15cm×20cm的木板中央钻3个孔,在中间一个孔中插上通入氢气的导管,两侧的孔中插上电极,两电极分别连在感应线圈的两极上,再在电极和导管上倒扣一只瓶口涂有凡士林的塑料瓶,在实验操作时,先通一会儿氢气,再打开感应线圈上的开关,就能听见一声巨响,同时,塑料瓶被高高地弹起,效果非常明显。
图1 (2)在铝热反应中,教材中铝热剂的引燃是点燃镁条并在氯酸钾助燃的条件下进行的,这样操作较繁琐,且有时还不易成功,若用感应线圈来做该实验,就能既省事,成功率又高。如图2,在铝热剂的表面上固定两极铁丝作电极,电极与感应线圈的两极扣连,电极间距离约1cm。实验时,接通感应线圈上的开关,两电极放电引燃铝热剂。这样做,既不需要氯酸钾,实验操作简单,且成功率大大提高了。 图2 2用感应线圈放电,模拟雷电效果 在《高中化学(必修)》第一册第六章氮和磷中,讲氮气的性质时,指出“氮气在放电条件下,能跟氧气能直接化合生成无色的一氧化氮,N2+O2=2NO,一氧化氮在常温下很容易跟空气中的氧气化合生成二氧化氮,2NO+O2=2NO2,二氧化氮易溶于水,生成硝酸和一氧化氮3NO2+H2O=2HNO3+NO。” 用感应线圈可以模拟以上实验过程:如图3,在集气瓶中插入2根连在感应线圈上的铁丝做电极,在两极之间悬挂一条0.5cm×3cm浸湿的蓝色石蕊试纸,接通感应线圈,大约1min后,就能看到蓝色石蕊试纸慢慢变成红色。其原理是在感应线圈电火花作用下,集气瓶中空气中的氮气与氧气作用生成NO,NO进一步与O2作用生成NO2,NO2与蓝色石蕊试纸中的水作用生成HNO3,从而使蓝色石蕊试纸显蓝色。 图3 3实验说明 (1)感应线圈可以用J1206型或轻型感应线圈。 (2)实验操作中切勿用手接触感应线圈的电极和接线柱,以防触电。
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