六水硫酸镍 超震撼！33个神奇的化学反应，不看简直遗憾
各种神奇的化学反应，
也许你会爱上化学。
1、硫氰酸汞（“法老之蛇”）的分解
原理：硫氰酸汞受热分解，部分产物燃烧。
2Hg(SCN)2 → 2HgS + CS2 + C3N4
CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2
2C3N4 → 3(CN)2 + N2
故事：硫氰酸汞于1821年由德国人合成，不久其奇特的燃烧现象就被发现。 长期以来，它在德国作为烟花出售，但由于多起儿童误食中毒的案例而最终被禁止。
危险：高。 汞化合物有毒，反应产生的硫化汞、二氧化硫和氰气也有毒。 在没有通风柜和专业指导的情况下，请勿自行尝试！
2. 火柴燃烧
工作原理：火柴头含有红磷、硫和氯酸钾。 划火柴时产生的热量使红磷和硫燃烧，氯酸钾分解成氧气以助燃。
故事：最早的摩擦火柴头上只有硫磺。 1826年，英国化学家约翰·沃克首先使用氯酸钾。 然而，他的比赛非常危险。 火球经常落下并点燃衣服和地毯。
危险性：低。 但请不要给儿童玩火柴，因为它们可能引起火灾。
3. 氢遇火
原理：氢气易燃且易扩散，在空气中能发生爆炸燃烧。
故事：兴登堡号飞艇的命运就是这个场景的放大版。
危险：中等。 它很容易爆炸并伤人。 最好如图所示远程点燃。
4.水银和铝锈
原理：铝是一种活性很高的金属，但表面的氧化铝层阻止其与空气中的氧气完全反应。 汞会破坏这个保护层，导致铝很快“生锈”。
这是延时摄影。 实际过程时间约为半小时。 如果你平移下来，你会看到下面有一大堆铝锈粉。
故事：这是飞机上严格禁止使用汞的原因之一。 有传说，二战期间一些美军突击队员携带水银来摧毁德国飞机。
危险性：中度到低度。 汞本身有毒且不可食用。 实验需要在空气流通的地方进行，以避免汞蒸气中毒。
5、铁棒和硫酸铜
原理：将除锈的铁棒放入硫酸铜溶液中。 铁元素比铜更活泼，被取代的铜形成美丽的疏松沉淀物。
溶液原本呈蓝色（水合铜离子的颜色），随着反应的进行，蓝色逐渐变浅。
故事：铜离子本身不是蓝色的，无水硫酸铜是白色粉末。 水溶液呈蓝色的是六水铜离子。
危险性：低。 铜溶液有毒，不宜食用。
6. 气体点火
原理：燃烧需要可燃物与氧气接触。 狭窄的瓶口只能让氧气逐渐进入，燃烧面逐渐向下移动。
危险性：中到高。 易燃气体处理不当很容易导致爆炸。
7、将燃烧的镁投入水中
原理：镁和水实际上可以在室温下发生反应，但除非是镁粉，否则反应会很慢。 在高温下，两者会剧烈反应，生成氧化镁和氢气。 氢气继续燃烧，与燃烧的镁一起产生令人眼花缭乱的光影效果。
故事：这种反应是日本设计的实验发动机的基础。 镁与水反应生成的氧化镁在激光作用下重新分解为镁元素和氧。 整个反应只消耗水，激光由阳光提供动力。 不过，目前看来这款发动机距离投入使用还很遥远。
危险：中等。 镁在高温下燃烧，与水发生剧烈反应，可能导致炽热的液态镁溅出，造成灼伤。
8.丙酮“溶解”泡沫
原理：浅层丙酮并不能真正“溶解”整块泡沫。 事实上，它只是溶解了聚苯乙烯的长链，让泡沫中的大量空气逸出。 然而，丙酮不能对长链交联产生任何作用，所以你会在碗的底部留下残留的聚苯乙烯。
故事：当 502 胶水滴到泡沫上时，也会发生类似的情况。
危险性：低。 丙酮具有一定的毒性和挥发性。 应在通风处测试，切勿饮用。
9. 血液和过氧化氢
原理：血液中存在高效过氧化氢酶，能催化过氧化氢分解成水和氧气。 大量氧气形成泡沫效果。
故事：过氧化氢酶是一种非常常见的酶，几乎存在于所有需氧生物中。 它在细胞内的主要功能是催化活性氧转化为氧气并防止其损害细胞。 过氧化氢酶也是所有酶中最有效的一种，每个酶分子每秒能够催化数百万个过氧化氢分子。
危险：低至中度。 高浓度的过氧化氢腐蚀性很强，但低浓度更安全。 除非你的血源有问题，否则不会有其他威胁。
10.大象牙膏
原理：这个反应的核心和上期的血液反应一样，都是过氧化氢的分解。 将30%的过氧化氢和液体肥皂混合，添加一些食用色素，并添加碘化钾作为催化剂。 少量的过氧化氢可产生大量的氧气，在肥皂的作用下形成泡沫。
更安全的版本是使用低浓度（3%-6%）过氧化氢和干酵母作为催化剂。 原料比较容易获得，但反应没有那么剧烈。
故事：反应结束后，瓶内会积聚大量氧气。 您可以尝试关掉灯并将火柴扔进去观察燃烧情况。 谨防火灾。
危险：低至中度。 浓过氧化氢具有很强的腐蚀性，因此操作时请戴手套。
11. 灯泡里的宇宙
原理：这是一个充满锌丝和氧气的闪光灯泡。 通电时会点燃，且只能使用一次。 外面有一层保鲜膜，可以防止灯泡破裂。 它是现代电子闪光灯出现之前的主要闪光灯道具，它需要更长的时间才能达到完全亮度，但燃烧时间也更长。
当这张照片在网上流传时，很多人都说那是灯泡烧坏的那一刻。 不幸的是，普通的钨丝灯泡在使用寿命结束时只会慢慢变暗。
故事：早期的闪光灯使用镁丝，其亮度不如锌。 此前，镁粉和氯酸钾混合并在开放环境中点燃。 这就是“聚光灯”一词的由来。
此外，不少网友表示，“这就是我们的宇宙”。
危险性：低。 使用后灯泡会很烫，请勿立即触摸。
12.五个灯和十个“C”
原理：铯是一种活泼的碱金属，与水发生爆炸反应生成氢气。 高速摄影需要极强的光线，而光线产生的高温使铯无法保持固态，因此实验使用安瓿来盛装液态铯。 小锤击碎安瓿的瞬间，铯滴就倾泻而出，与空气中的水蒸气和氧气发生反应，留下痕迹。 当大块进入水中时，会产生爆炸反应。
故事：网上有这样一个钓鱼帖，“……爱迪生不耐烦了，拿起铯块，把它泡在水里，把溢出来的水倒进量杯里，量出体积，就知道了铯块的体积”。铯块……” 也许这就是爱迪生耳聋的真正原因？
危险：高。 铯与水发生非常剧烈的反应，因此要采取预防措施。
13.锌火
原理：这种液体就是二乙基锌。 它是一种极易燃的有机锌化合物，接触氧气时会自燃。 真正的二乙基锌有如图所示的蓝色火焰，但网上流传最广的视频/动画来自诺丁汉大学，2008年，他们捕捉到了黄色火焰——根据他们自己的说法，这是由钠污染。 到。
故事：二乙基锌于 1848 年被发现，是第一个有机锌化合物。 它广泛用于有机合成，也被早期火箭研究人员用作液体燃料。
危险：高。 能自燃的好东西并不多，更不用说液体了。
14. 炎魔火山
原理：红色粉末外层是重铬酸铵，不稳定，受热分解能产生大量深绿色灰分（三氧化铬）和鲜红色火焰。
(NH4)(s)→Cr2O3(s)+N2(g)+4H2O(g)
其效果很像火山喷发。
里面隐藏着上期介绍过的硫氰酸汞“法老之蛇”。
故事：重铬酸铵因其功效而被昵称为“维苏威火山火”。 它用于烟花和早期摄影。 与硫氰酸汞搭配，感觉就像在召唤克苏鲁……
危险：高。 与所有六价铬一样，重铬酸铵具有毒性和刺激性。 在密闭容器中受热可能会引起爆炸。
15.铝遇到溴
原理：铝是一种极其活泼的金属。 由于表面有致密的氧化层，在空气中稳定，但与许多其他氧化剂会发生剧烈反应。 溴就是其中之一。 形成的三溴化铝溶解在水中也会发生放热反应，并可能导致爆炸。 实验结束后，必须将试管冷却并在温和的水流下缓慢溶解。 清洁后，必须添加硫代硫酸钠溶液以减少残留的溴。
故事：“三溴化铝”的真实存在形式是它非常稳定。 即使汽化后，也只有部分会分解成AlBr3。
危险：高。 溴具有挥发性和腐蚀性，吸入有毒，因此需要采取防护措施。 反应剧烈，可能会导致飞溅，因此请务必从小剂量开始！
16. 黑暗之柱
理由：黑咖啡不会变成这样。 杯中是对硝基苯胺和浓硫酸的混合物。 加热后，会发生非常复杂的反应——事实上，我们并不完全了解反应的详细过程。 所得黑色泡沫的原子比为0.5S0.15O1.3，几乎可以肯定是对硝基苯胺的交联聚合物。 整个反应有时称为“爆炸聚合”。 膨胀到如此大的尺寸和长度是由于产生二氧化碳等气体的反应。
故事：这种反应是由 NASA 研究人员在 20 世纪 70 年代发现的。 他们考虑将其用作灭火剂，因为产生的黑色泡沫非常稳定并且具有优异的隔热性能。
危险性：中到高。 对硝基苯胺有毒，浓硫酸也有危险。 该反应还产生氮氧化物和硫氧化物气体。
17.红黑
原理：这是“碘钟反应”的一种变体。 实验中使用的三种无色透明溶液（从前到后）依次添加：
1、可溶性淀粉和焦亚硫酸钠
2.氯化汞
3、碘酸钾
发生的反应包括：
1、焦亚硫酸钠与水反应生成亚硫酸氢钠+H2O→2
2. 亚硫酸氢钠将碘酸根还原为碘离子 IO3- + 3HSO3- → I- + 3SO42- + 3H+
3、随着碘离子浓度的增加，可溶性汞盐开始与碘离子反应，形成碘化汞沉淀（橙红色）Hg2+ + 2 I- → HgI2
4、剩余的碘离子和碘酸根离子生成碘元素IO3- + 5I- + 6H+ → 3I2 + 3H2O
5、碘元素与可溶性淀粉结合形成蓝黑色包合物
故事：这种反应的改进版本是由普林斯顿大学的两名学生发明的。 他们向其中添加了汞盐，使反应形成橙红色，然后形成黑色。 橙黑组合是普林斯顿大学的代表色。 这种反应通常被称为“Old”，其中“Old”指的是普林斯顿大学[1]。 由于颜色的缘故，它也被称为“万圣节反应”。
危险：高。 氯化汞具有剧毒，吸入、皮肤接触或摄入时会造成更高的风险。 请不要在家尝试。
18. 铜和硝酸
原理：铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水。 产生的气体进入水中。 随着气体停止产生并逐渐溶解，水被吸回反应瓶中，最终形成浅蓝色的硝酸铜溶液。 。
Cu(s) + 4HNO3(aq) → Cu(NO3)2(aq) +2NO2(g) + 2H2O(l)
开始出现的绿色与浓酸条件下铜离子与硝酸根离子的结合有关[2]，引入更多的水后，溶液呈现水合铜离子的蓝色。
故事：铜和浓硝酸可能是高中最难记住的化学反应……等等，还有稀硝酸。 你还记得如何平衡它吗？
危险：中浓硝酸具有强腐蚀性，建议戴手套和护目镜。 二氧化氮气体有毒，但在本实验中产生的大部分气体被水吸收。 后半段吸力引起的“喷泉”现象，对烧瓶造成损坏的风险较小。 如果在开放实验室进行，应使用安全屏幕来保护观众。
19.锂树银花
原理：这是金属锂燃烧的场景。 在燃烧过程中，固体金属锂不断熔化并生成氧化锂。 锂的火焰颜色反应为红色，但剧烈燃烧时，火焰呈现“亮银色”状态。
故事：与其他碱金属一样，锂火灾不能用水扑灭，需要专门的干粉灭火剂。
危险：中等。 决不能掉以轻心。
20. 糖果熊火山
原理：试管内装有加热至熔融状态的氯酸钾。 氯酸钾受热分解产生氧气。 试管中的氧气和热量足以点燃小熊软糖中的糖和其他有机物。 氧气促进燃烧，燃烧产生的热量进一步促使氯酸钾分解产生更多的氧气，于是发生剧烈的燃烧反应。
故事：这个实验还有一个更疯狂、更大的版本
危险：高。 反应非常剧烈，尤其是超大版本，在没有保护的情况下切勿尝试。
21.金雨
原理：这是硝酸铅与碘化钾的复分解反应，析出的金黄色晶体就是碘化铅。 反应式：Pb(NO3)2 + 2KI → 2KNO3 + PbI2 ↓
故事：碘化铅晶体是一种可用于X射线和伽马射线探测的材料。
危险性：高，处理铅盐时必须小心，防止中毒。
22.魔法阵
原理：这是在板的薄层上发生的 BZ 反应（-反应）的示例。 BZ 反应是一种化学休克反应，首次发现于 20 世纪 50 年代。 反应体系会不断地在两种状态之间发生周期性的变化，板上的“波纹”也会不断地变化。 BZ 反应有多种版本。 上图是普通版本。 溴酸盐和丙二酸发生氧化还原反应，生成铈盐和邻菲离子（还原态呈红色，氧化态呈红色）。 为蓝色）作为催化剂和反应指示剂。
故事：目前，BZ反应的动力学研究仍在进行中，研究人员也对反应过程进行了许多数学计算。 下面是平板上 BZ 反应的计算机模拟图像。 是不是感觉更神奇了……
危险性：中度到低度。 反应本身并不剧烈，但溴酸盐对人体有刺激性，因此在配制反应液时仍应采取预防措施。
23. 水下花园
原理：在水玻璃的水溶液中加入一些金属盐（如铜盐、钴盐等）的结晶颗粒，可以观察到树枝状结构在溶液中逐渐“生长”的过程。 输入的晶粒逐渐溶解，释放出金属离子，这些金属离子会与硅酸钠形成不溶的硅酸盐晶体，沉积在初始晶粒上。 而且，各种过渡金属离子的硅酸盐还可以呈现出不同的颜色，使花园更加美丽。 以下是“花园”中一些常用的反应物和相应的硅酸盐颜色：
明矾（硫酸铝钾）-白色
硫酸铜 – 蓝色
三氯化铬 – 绿色
硫酸镍 – 绿色
硫酸亚铁 – 绿色
氯化铁 – 橙色
氯化钴 – 紫色
故事：将化学花园带到太空会是什么样子？ NASA在国际空间站上进行了实验[1,2]：
危险性：低。
24.氢化钠
原理：这是氢化钠与水反应生成氢氧化钠和氢气。 溶液中加入酚酞作为指示剂，故呈紫红色。
故事：氢化钠是一种强碱性物质。 它可以夺走许多化合物中的质子，形成相应的钠化合物，在有机合成中非常实用。
危险：高。 氢化钠的反应性很强，反应剧烈。
25. 碘化铝反应
原理：将单质碘与金属铝粉混合，加入少量水即可引发剧烈反应。 主要反应式为：2Al(s) + 3I2(s) → Al2I6(s)，其中水充当催化剂。 随着反应的进行，碘元素也会升华，形成紫色碘蒸气。
故事：说起铝粉，最令人印象深刻的恐怕就是铝热反应了。 下面我们就来回顾一下：
危险性：中到高。 反应剧烈，碘蒸气有刺激性。 您应该保护您的眼睛并在通风橱中进行。 加水后可能需要一段时间才能开始反应，这个时候不要急于仔细观察。
26.金色氧化锌
原理：白色氧化锌粉末加热至高温时会逐渐变成金黄色，在空气中冷却时颜色会褪色。 产生颜色的原因是氧化锌晶体在高温下失去了一些氧原子，从而形成晶格缺陷。
故事：许多宝石的颜色也与晶格缺陷有关，例如彩色钻石。
危险性：中到高。 要观察氧化锌的变色情况，需要将其加热到800℃左右，使用高温火焰时需要格外小心。
27. 鲁米诺发光
原理：鲁米诺（3-氨基邻苯二甲酰肼）是一种常用的发光化学试剂。 在演示实验中，一般采用过氧化氢和氢氧化物碱（如氢氧化钠）的溶液作为引发剂，并使用含铁化合物来催化过氧化氢的分解。 鲁米诺与氢氧化物反应生成双负离子，可与过氧化氢分解产生的氧气反应生成激发态3-氨基邻苯二甲酸。 当它返回基态时，它会发出蓝光。
故事：估计很多人都在刑侦剧或者悬疑小说中听说过鲁米诺试剂。 如果上述反应中的催化剂被血液中的铁取代，这将成为检测微量血迹的反应。
危险性：低，需注意氢氧化物和过氧化氢的腐蚀性。
28. 人造烟
原理：预先将浓盐酸和浓氨水滴在纸张的不同位置。 这两种物质都极易挥发，当它们在空气中相遇时，会形成氯化铵，产生烟雾效果。
故事：另一个常见的演示实验“氨喷泉”展示了气体在水中的极高溶解度。 当瓶中的氨与含有酚酞的水接触时，它们迅速溶解，导致瓶内压力降低，形成粉红色的吸喷泉：
危险性：低，但浓盐酸、浓氨有刺激性，需通风，避免吸入。
29. 火球术
原理：右边两个表面皿中的固体和液体分别是高锰酸钾和浓硫酸。 在这里，浓硫酸表现出“脱水”作用，与高锰酸钾固体反应生成七氧化二锰（高锰酸酐）。 七氧化锰是一种不稳定的强氧化物，与棉花接触时会与棉花发生反应并引起燃烧。
故事：历史上，硫酸也被用来点燃火柴。 第一根现代火柴是Jean Sirl于1805年发明的。火柴头中添加了氯酸钾、硫磺、糖等物质。 使用时需要将其浸入一小瓶硫酸中引发反应。
危险：中到高浓度的硫酸需要极其小心地处理。 注意防护，远离易燃物品。 需要在通风良好的地方进行。 高锰酸酐具有腐蚀性、强氧化性和爆炸性。 实验过程中应佩戴护目镜或口罩，并确保仅进行少量混合。 请勿擅自增加反应物的用量或与其他有机物质发生反应，因为反应可能过于剧烈。
30. 聚合物泡沫
原理：这是生成聚氨酯泡沫材料的反应。 其原料包括异氰酸酯、多元醇和发泡剂及其他添加剂。 聚氨酯（PU）是指主链中含有氨基甲酸酯特征单元的一类聚合物。 它们具有稳定的化学性能和高度可调的机械性能，因此在工业和生活中得到广泛应用。 聚氨酯泡沫可用作保温材料。
故事：举个例子让你了解聚氨酯的“玩法”有多么广泛：市场上的人造革产品大部分都是聚氨酯材质，最常见的非乳胶避孕套也是聚氨酯材质，还可以制成沙发垫和鞋底。
危险性：低，应注意避免吸入以及接触皮肤和眼睛。 聚氨酯泡沫本身非常易燃，因此许多商业产品都预先添加了阻燃剂。
31.干冰和镁
原理：将镁条点燃并置于干冰中。 反应式为：2Mg+CO2→2MgO+C。反应发出耀眼的光芒。
故事：最早的闪光灯是利用镁发出的强光，所以又被称为“镁光”。
危险：高。 反应过程中，有可能产生火花飞溅。 有必要清除附近所有可燃材料并使用防护隔断。
32. 交通灯
原理：瓶中的溶液含有3种成分：氢氧化钠、D-葡萄糖和靛蓝胭脂红（或酸性靛蓝）。 靛蓝胭脂红是一种氧化还原指示剂，同时也起到酸碱指示剂的作用。 也就是说，它在氧化还原反应和pH值的作用下可以转变为多种颜色。 靛蓝胭脂红具有三种不同颜色的氧化还原态。 在这个反应体系中，当瓶子摇晃时，它会被空气中的氧气氧化，静置时会被葡萄糖还原，导致变色。 如果反应在不同的pH环境下进行，颜色也会发生变化。 具体变色情况总结如下图：
该图转载自英国皇家化学学会提供的内容。
故事：除了作为指示剂之外，靛蓝胭脂红还有其他用途。 它是一种食用色素（E132），也用于一些泌尿外科手术。
危险性：低。 这里，氢氧化钠起到调节pH值的作用，并且不使用非常浓的溶液。 葡萄糖和靛蓝胭脂红也相对安全。
33.分层变色
原理：试管下面的橙色部分是加入了一些硫酸的重铬酸钾溶液，上面的透明部分是乙醚，在反应开始时加入了一些过氧化氢。 接下来，体系中发生剧烈反应，上面的有机层变成蓝色并产生气体。
添加过氧化氢时，水相中会发生以下反应：+ H2SO4 + H2O2 → 2 CrO5 + K2SO4 + 5H2O。 这里生成的过氧化铬（CrO5，也称五氧化铬）是一种不稳定的过氧化物，可溶于乙醚并带来深蓝色。 不稳定的过氧化铬继续反应生成三价铬盐：2CrO5 + 7H2O2 + → Cr2(SO4)3 + 10H2O + 7O2。 试管中出现的气泡是该反应中产生的氧气[1]。
故事：过氧化铬在水溶液中也是蓝色的，但用乙醚萃取后可以保持蓝色的时间更长，以便于观察。
危险性：中到高。 反应剧烈，因此需要戴上手套和护目镜，并且不要将试管装得过满。