化學示範實驗(一)Northern lights

生活科學趣談

這個精彩的示範實驗是中學理化課「鋁+硫酸銅(II)」反應的進階版

反應式:2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu
不過影片中出現氣泡倒是一件有趣的事,顯然是同時產生氫氣。這是因為銅離子能和水中的氫氧根離子反應生成氫氧化銅,反應式為 Cu2+ + 2H2 Cu(OH)2 + 2H+ 。因此硫酸銅水溶液會呈現酸性,導致鋁箔同時與氫離子作用而生成氫氣。所以這是一部份的鋁和銅離子產生置換反應而生成金屬銅,另一部份的鋁和酸反應而產生氫氣,反應式為 2Al + 6H+ → 2Al3+ + 3H2↑。至於剛開始看不到氣泡生成,這是因為鋁表面被一層緻密的氧化膜 Al2O隔絕,不過其可以與酸反應  Al2O+ 6H+ → 2Al3+ + 3H2O,等到這層氧化膜消失後才會開始生成氣泡。

回來看第一則影片,桌面上那杯藍色的溶液是加入酸的氯化銅溶液(水200ml + 12M鹽酸25ml + 氯化銅6克),加酸的主要目的是讓鋁箔能快速的產出氫氣。然後藉由放熱反應將部分的水汽化並帶出其中的 Cu2+,當點燃其中的氫氣時,隨即產生二價銅的綠色焰色反應。

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