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能自燃的金屬

【原理】有些金屬處于極細的粉末狀態(tài)時，能在空氣中自燃。這類活性較強的金屬粉末一般要用化學方法制得。例如，能自燃的鐵粉，可以用草酸亞鐵加熱分解制得，反應式是

FeC2O4·2H2OCO↑+CO2↑+2H2O+FeO

3FeOFe2O3+Fe

4FeOFe3O4+Fe

得到的鐵粉表面積很大，在室溫下遇到空氣會發(fā)生激烈的氧化還原反應，放出大量的熱而燃燒起來，反應式是

4Fe+3O2=2Fe2O3

【準備】

（1）實驗室里如沒有草酸亞鐵，可以自制。配制一定濃度的草酸溶液和亞鐵鹽溶液（如FeCl2、FeSO4），使這兩溶液以等摩爾混合，就能得到黃色的草酸亞鐵沉淀。然后經(jīng)過過濾、洗滌、干燥等處理，得到粉末狀草酸亞鐵，可以裝在瓶里長期保存。

（2）為了防止加熱時鐵粉跟空氣接觸而發(fā)生反應，試管口要配一個單孔塞子，孔里插一段細玻管，用來阻止外面的空氣進入反應管。

【操作】

（1）在大試管中加入約4藥匙粉狀草酸亞鐵，塞上帶有導管的塞子，再固定在鐵架臺上（見下圖）。

（2）用煤氣燈（也可以用酒精燈）較徹底地預熱準備好的試管，然后加熱試管尾部，使草酸亞鐵慢慢地分解。實驗時管口如果出現(xiàn)冷凝水珠，可再次在試管前端加熱，盡量趕去水分。

（3）加熱到發(fā)生反應時，試管內(nèi)粉末會出現(xiàn)翻騰現(xiàn)象，隨之黃色粉末慢慢變黑。到試劑呈黑色而不再有翻騰現(xiàn)象時，停止加熱，留在試管里的是自燃鐵粉。

（4）趁熱取下帶導管的塞子，重新塞上橡皮塞，讓它自然冷卻。冷卻后再檢查一下塞子是否漏氣，要保證在演示前沒有空氣混入。如果存放時間較長，最好用蠟封住塞子和管口的相接邊。

（5）實驗時先把鐵粉堆放在近試管口處，再拔下塞子，立即使鐵粉分批輕輕撒出。鐵粉在空氣中下落時發(fā)生自燃，產(chǎn)生一束束火花。

【說明】

（1）在制取自燃鐵粉時有大量氣體產(chǎn)生，極可能發(fā)生沖料現(xiàn)象，所以試管口應向上傾斜。為了防止凝冷水回落而使試管破裂，所用試劑應充分干燥。此外，還應選用硬質(zhì)試管，同時在反應前對整個試管作較徹底的預熱。

（2）撒出的鐵粉在空氣中自燃的時間較長，不能把它撒在地毯或木質(zhì)地板上。

（3）做鉛粉的自燃實驗時，取硝酸鉛60g溶于100g水中。再取酒石酸鉀鈉45g，溶于100g水中。這兩種溶液混合后得到酒石酸鉛的沉淀。把沉淀洗滌2～3次，再抽濾、干燥，即得粉末狀酒石酸鉛試劑。用酒石酸鉛制取自燃鉛粉以及表演鉛粉自燃的裝置和方法，與上述用草酸亞鐵加熱制自燃鐵粉的實驗相同。酒石酸鉛受熱分解而得到自燃鉛粉的化學反應式是

PbC4H4O6Pb+2C+2CO2↑+2H2O↑

（4）把草酸鎳放在上述裝置的試管內(nèi)，用加熱草酸亞鐵相同的方法操作，能制得自燃鎳粉。自燃鎳粉也能在空氣中迅速自燃。下面是自制草酸鎳的方法。取0.5mol/L硫酸鎳（NiSO4）溶液和0.5mol/L草酸溶液以等體積混合，攪拌后有淡綠色的草酸鎳沉淀生成。再將沉淀洗滌、過濾、干燥（當pH達到7時，放在烘箱內(nèi)在50℃下烘干）即可。由草酸鎳制得自燃鎳粉的反應式是

NiC2O4Ni+2CO2↑

自燃鎳粉封存及表演的方法同上述自燃鐵粉實驗。