化學反應是指分子破裂成原子，原子重新排列組合生成新分子的過程。在反應中常伴有發光、發熱、變色、生成沉淀物等，判斷一個反應是否為化學反應的依據是反應是否生成新的分子。

化學反應類型按反應物與生成物可以分：

1、化合反應指的是由兩種或兩種以上的物質反應生成一種新物質的反應(combination reaction)。其中部分反應為氧化還原反應，部分為非氧化還原反應。

2、分解反應是化學反應常見的基本反應類型，指由一種物質反應生成兩種或兩種以上新物質的反應，可簡單理解為“一變多”。其中部分反應為氧化還原反應，部分為非氧化還原反應。

3、置換反應是單質與化合物反應生成另外的單質和化合物的化學反應，包括金屬與金屬鹽的反應，金屬與酸的反應等。它是一種單質與一種化合物作用，生成另一種單質與另一種化合物的反應。

4、復分解反應是由兩種化合物互相交換成分，生成另外兩種化合物的反應 ，其實質是發生復分解反應的兩種化合物在水溶液中交換離子，結合成難電離的沉淀、氣體或弱電解質(最常見的為水)，使溶液中離子濃度降低，化學反應向著離子濃度降低的方向進行的反應。

化學的神奇魅力可是不是隨便說說的，神奇起來讓人嘆為觀止，下面就讓我們來看一下。

? 硫氰酸汞分解(“法老之蛇”)

原理：硫氰酸汞受熱分解，部分產物燃燒。

2Hg(SCN)2→2HgS +CS2+C3N4

CS2+3O2 →CO2+2SO2

2C3N4→3(CN)2+N2

花絮：硫氰酸汞于1821年由德國人合成，之后不久它燃燒的特殊現象就被發現。很長一段時間里作為一種焰火在德國出售，但是終因多例小孩誤食而中毒的事故被禁止。

錄制者：ChemToddler

危險：高。汞化合物有毒，反應產生的硫化汞、二氧化硫和氰氣也有毒。沒有通風櫥和專業人士指導，切勿自行嘗試！

? 火柴燃燒

原理：火柴頭包含紅磷、硫和氯酸鉀。擦火柴時產生的熱量使紅磷和硫燃燒、氯酸鉀分解出氧氣輔助燃燒。

花絮：最早的摩擦式火柴頭上只有硫，1826年英國化學家約翰?沃克首先使用了氯酸鉀，但他的火柴非常危險，經常有火球掉下去把衣服和地毯點著。

錄制者：UltraSlo

危險：很低，但請勿給小孩火柴玩，可能造成火災。

? 氫氣遇到火

原理：氫氣易燃易擴散，在空氣中可以爆炸式燃燒。

花絮：興登堡號飛艇的下場就是這一幕的放大版。

錄制者：Prf Slo & Dr Mo

危險：中。由于爆炸可能傷人，請遙控點燃。

? 鐵棒與硫酸銅

原理：將除銹處理后的鐵棒放入硫酸銅溶液中，鐵單質比銅更加活潑，置換出來的銅形成漂亮的松散沉淀。溶液原本是藍色的(水合銅離子顏色)，隨著反應進行，藍色逐漸變淡。

花絮：銅離子本身并沒有藍色，無水硫酸銅是白色粉末。水溶液中藍色的是六水合銅離子。

錄制者：DizzyCtube

危險：低。銅溶液有毒，不可食用。

? 氣體點燃

原理：燃燒需要可燃物和氧氣接觸，狹窄的瓶口使得氧氣只能逐漸進入，燃燒面逐漸下移。

錄制者：FabianOefner

危險：中高。可燃氣體處理不當易導致爆炸。

? 燃燒的鎂投入水中

原理：常溫下鎂與水其實就可以反應，但除非是鎂粉，否則速度很慢。高溫時二者會劇烈反應生成氧化鎂和氫氣。氫氣繼續燃燒，和燃燒的鎂一起產生炫目的光影效果。

花絮：這個反應是日本設計的一種試驗性發動機的基本原理。鎂和水反應生成的氧化鎂在激光的作用下重新分解成鎂單質和氧氣，整個反應只消耗水，而激光則由太陽光提供動力。不過這一發動機投入使用似乎還很遙遠。

錄制者：Periodic Videos

危險：中。鎂燃燒時高溫，遇水劇烈反應可能濺出紅熱液態鎂導致燙傷。

? 丙酮“溶解”泡沫塑料

原理：淺淺一層丙酮并不能真的把整塊泡沫塑料“溶解”，實際上它只是溶解了聚苯乙烯的長鏈，讓泡沫塑料里的大量空氣逃逸出去。但長鏈交聯的地方丙酮無能為力，所以碗底部還會剩下殘存的聚苯乙烯。

花絮：502膠滴到泡沫塑料上發生的事情與此類似。

錄制者：Barrett

危險：低。丙酮有一定毒性和揮發性，應在通風處實驗，勿飲用。

? 血液和過氧化氫

原理：血液中有高效的過氧化氫酶，能夠催化過氧化氫分解為水和氧氣，大量氧氣形成泡沫效果。

花絮：過氧化氫酶是一種常見的酶，幾乎所有好氧生物體內都有發現。在細胞內它的主要作用是催化活性氧成為氧氣，阻止它破壞細胞。過氧化氫酶也是所有酶中效率較高的酶之一，每個酶分子每秒鐘可以催化數百萬個過氧化氫分子。

錄制者：Igor30

危險：低至中。高濃度過氧化氫腐蝕性很強，但低濃度比較安全。

? 燈泡中的的宇宙

原理：這是一個閃光燈泡，內裝鋅絲和氧氣，通電即點燃，只能使用一次。外面包有一層塑料膜以防萬一燈泡破碎。在現代電子閃光燈出現之前它是主要的閃光道具，抵達滿亮度所花時間更長，但燃燒時間也更長。

這個傳播時很多人說它是燈泡燒斷的瞬間，可惜普通鎢絲燈泡到壽命時只會慢慢黯淡下去。

花絮：早期的閃光燈泡使用鎂絲，亮度不如鋅。更早的則是敞開環境下鎂粉和氯酸鉀混合點燃。這就是“鎂光燈”一詞的來歷。此外，許多網友表示，“這就是我們的宇宙啊”。

錄制者：2FC filmpruduction

危險：低。使用后燈泡會非常燙，不可立即用手碰。

? 五光十“銫”

原理：銫是活潑的堿金屬，和水爆炸式反應生成氫氣。高速攝影需要強光，光照產生的高溫使得銫無法保持固態，因此實驗采用安瓿來裝液態銫。小錘擊碎安瓿瞬間，銫液滴傾瀉而出，在空中就和水蒸氣、氧氣反應留下尾跡，大塊入水后產生爆炸式反應。

花絮：在互聯網上有這樣一個釣魚貼，“……愛迪生等得不耐煩了，拿過銫塊，浸在水中，將溢出的水倒在了量杯里量出體積，就知道了銫塊的體積。”也許這才是愛迪生耳聾的真正原因？

錄制者：PeriodicVideos

危險：高。銫與水反應非常劇烈，注意防護。

? 鋅火

原理：這種液體是二乙基鋅。它是一種易燃燒的有機鋅化合物，接觸氧氣便自燃。真正的二乙基鋅是藍色火焰，但是網上流傳廣的視頻/動圖來自2008年諾丁漢大學，他們拍到了黃色的火焰，照他們自己的說法，這是鈉污染所致。

花絮：二乙基鋅于1848年發現，是第一個有機鋅化合物。它在有機合成中的應用很廣泛，也曾被早期火箭研究者用作液體燃料。

錄制者：PeriodicVideos

危險：高。能自燃的沒幾個好東西，何況是液態。

? 火山炎魔

原理：外層紅色粉末是重鉻酸銨，它不穩定，受熱分解可以產生大量暗綠色灰燼(三氧化二鉻)和明亮的紅色火焰。

(NH4)2Cr2O7(s)→Cr2O3 (s)+N2(g)+4H2O(g)

這一效果很像火山爆發。而藏在里面的就是上期介紹過的硫氰酸汞“法老之蛇”了。

花絮：重鉻酸銨有個外號叫“維蘇威之火”，就是因為它的這個效果。它在焰火和早期攝影術里都有應用。搭配硫氰酸汞感覺像是召喚了克蘇魯……

錄制者：Trollator

危險：高。重鉻酸銨和所有六價鉻一樣有毒、有刺激性。密閉容器中受熱可能導致爆炸。

? 鋁遭遇溴

原理：鋁是很活潑的金屬，因為表面致密氧化層而在空氣中穩定，但會和很多其它氧化劑劇烈反應。溴就是其中之一，生成的三溴化鋁溶于水的反應也會放熱，可能導致爆炸。實驗完的試管必須先冷卻然后用輕柔的水流慢慢溶解，清洗后還要加入硫代硫酸鈉溶液以還原任何殘留的溴。

花絮：“三溴化鋁”真正的存在形態其實是Al2Br6，它十分穩定，哪怕氣化之后也只有一部分會分解成AlBr3。

錄制者：ChemToddler

危險：高。溴有揮發性和腐蝕性，吸入有毒，需防護措施。反應劇烈且有噴濺，請務必從少量開始！

? 紅與黑

原理：這是“碘鐘反應”的一個變種。

實驗中所用到的三種無色透明溶液(從前到后)分別加入了：

1、可溶性淀粉和焦亞硫酸鈉；

2、氯化汞；

3、碘酸鉀。

其中發生的反應包括：

1、焦亞硫酸鈉與水反應生成亞硫酸氫鈉Na2S2O5+H2O→2NaHSO3；

2、亞硫酸氫鈉將碘酸根還原為碘離子IO3-+3HSO3-→I-+3SO42-+3H+；

3、隨著碘離子濃度的升高，可溶性的汞鹽開始與碘離子形成碘化汞沉淀(橙紅色)Hg2++2I-→HgI2；

4、剩余的碘離子與碘酸根離子生成碘單質IO3-+5I- +6H+→3I2+3H2O；

5、碘單質與可溶性淀粉結合形成藍黑色的包合物。

花絮：這個改良版的反應由兩名普林斯頓大學的學生發明，他們在其中加入了汞鹽，使這個反應可以先后形成橙紅色和黑色，而橙黑配正是普林斯頓大學的代表色。這個反應通常被稱為“Old Nassau Reaction”，其中“Old Nassau”指的就是普林斯頓大學。因為顏色的緣故，它也被叫做“萬圣節反應”。

錄制者：ChemToddler'schannel

危險：高。氯化汞毒性很強，吸入、皮膚接觸或誤食時均有較高風險，請勿在家嘗試。

? 小熊糖火山

原理：試管中是加熱到熔融狀態的氯酸鉀，氯酸鉀發生熱分解產生氧氣，試管中的氧氣和熱足以點燃小熊軟糖中的糖類等有機物。氧氣促進燃燒，而燃燒產生的熱量又進一步促進氯酸鉀分解產生更多氧氣，因此就產生了劇烈的燃燒反應。

花絮：這個實驗還有一個超大號版本(原視頻錄制者：Vat19)

錄制者：wallsacc

危險：高。反應非常劇烈，尤其是超大號版本絕對不建議在家嘗試。

? 金雨

原理：這是硝酸鉛與碘化鉀發生的復分解反應，其中析出的金黃色結晶為碘化鉛。反應式：Pb(NO3)2+2KI→2KNO3+PbI2↓

花絮：碘化鉛晶體是一種可以用于X射線和γ射線探測的材料。

危險：高，處理鉛鹽時必須謹慎防護以防中毒。

錄制者：Thoisoi2 -Chemical Experiments

? 魔性之環

原理：這是一個發生在平皿薄層上的B-Z反應(Belousov-Zhabotinsky反應)的例子。B-Z反應是一種化學震蕩反應，它早在20世紀50年代被發現。反應體系會在兩種狀態之間不斷進行周期性變化，平皿上的“波紋”也會不斷變換。B-Z反應有多種版本，上圖中是它的一個常見版本，溴酸鹽與丙二酸發生氧化還原反應，以鈰鹽及鄰二氮菲亞鐵離子(ferroin，在還原態為紅色，氧化態為藍色)作為催化劑和反應指示劑。

花絮：目前，對B-Z反應的動力學研究依然在進行中，研究者們也對反應過程進行了很多數學計算。

危險：中低。反應本身并不劇烈，不過溴酸鹽對人具有刺激性，配制反應溶液時依然要注意防護。

錄制者：Tim Kench

? 水下花園

原理：在硅酸鈉的水溶液中加入一些金屬鹽類的結晶顆粒(例如銅鹽、鈷鹽等)，就可以觀察到溶液中樹枝狀的結構逐漸“生長”的過程。投入的結晶顆粒逐漸溶解，釋放出金屬離子，而這些金屬離子又會與硅酸鈉形成難以溶解的硅酸鹽結晶，沉積在最初的結晶顆粒之上。而且，各種過渡金屬離子的硅酸鹽還可以呈現不同的顏色，使花園更加美麗。以下是“花園”中常用的一些反應物和對應的硅酸鹽顏色：

明礬(硫酸鋁鉀)——白色

硫酸銅——藍色

三氯化鉻——綠色

硫酸鎳——綠色

硫酸亞鐵——綠色

三氯化鐵——橙色

氯化鈷——紫色

花絮：如果把化學花園搬到太空中會是什么樣？NASA曾在國際空間站上進行過實驗。

危險：較低。

錄制者：XTrBass

? 金色氧化鋅

原理：在加熱至高溫時，白色的氧化鋅粉末會逐漸變成金黃色，在空氣中冷卻時顏色又會褪去。產生顏色的原因是高溫下氧化鋅晶體失去部分氧原子，從而形成晶格缺陷。

花絮：很多寶石的色彩也與晶格缺陷有關，例如彩色的鉆石。

危險：中高。觀察氧化鋅變色需要將其加熱到800℃左右，使用高溫火焰需要格外當心。

錄制者：AppliedScience

? 魯米諾發光

原理：魯米諾(3-氨基鄰苯二甲酰肼)是一種常用的發光化學試劑。在演示實驗中，一般用雙氧水和一種氫氧化物堿(例如氫氧化鈉)的溶液作為激發劑，并用含鐵化合物催化過氧化氫分解。魯米諾與氫氧化物反應生成了一個雙負離子，這個離子又可以與過氧化氫分解產生的氧氣反應，生成激發態的3-氨基鄰苯二甲酸，當它回到基態時就會發出藍色的光。

花絮：估計不少人都是從刑偵劇或者推理小說中聽說魯米諾試劑的，如果將上述反應中的催化劑換成血液中的鐵，這也就成了一個檢測痕量血跡的反應。

危險：較低，需要留意氫氧化物和雙氧水的腐蝕性。

錄制者：bkrieg564

? 火球

原理：右邊兩個表面皿中的固體和液體分別是高錳酸鉀與濃硫酸。在這里濃硫酸表現出了它的“脫水性”，它與高錳酸鉀固體反應，生成了七氧化二錳(高錳酐)。七氧化二錳是一種不穩定的強氧化物，當它接觸到棉花時，可以與之反應并造成燃燒。

花絮：在歷史上，硫酸也曾經被用于引燃火柴。第一個現代意義上的火柴是1805年時讓?斯爾(JeanChancel)發明的，火柴頭上加入了氯酸鉀、硫磺、糖等物質，使用時需要在裝硫酸的小瓶中浸一下引發反應。

危險：中高，濃硫酸需要格外小心操作，注意防護并遠離易燃物，需要在通風良好處進行。高錳酐具有腐蝕性、強氧化性和爆炸性，實驗時應佩戴護目鏡或面罩，并保證只進行少量混合。不要擅自增加反應物量或用其他有機物反應，因為反應可能會過于劇烈。

錄制者：royalchemistry society

? 聚合泡沫

原理：這是生成聚氨酯泡沫材料的反應，原料包括異氰酸酯、多元醇以及發泡劑等助劑。聚氨酯(PU)是指主鏈中含有氨基甲酸酯特征單元的一類高分子，它們化學性質穩定，而且力學性能也有很大的可調性，因此在工業和生活中都有廣泛的應用。聚氨酯泡沫可以作為保溫材料使用。

花絮：舉個例子，就能體會到聚氨酯的“戲路”有多廣。市面上的人造皮革制品大多是聚氨酯材質的，而常見的非乳膠型避孕套所用的也是聚氨酯，它還可以做成沙發軟墊和鞋底。

危險：較低，應注意避免吸入，避免接觸皮膚和眼睛。聚氨酯泡沫本身是相當易燃的，因此很多商業產品都會預先加入阻燃劑。

錄制者：MaciejMiksztowicz

? 紅綠燈

原理：瓶中的溶液加入了3種成分：氫氧化鈉、D-葡萄糖和靛藍胭脂紅(indigo carmine或稱酸性靛藍)。靛藍胭脂紅是一種氧化還原指示劑，而同時它又有酸堿指示劑的作用，也就是說，在氧化還原反應和pH值的作用下，它可以變幻出多種顏色。靛藍胭脂紅有三種顏色不同的氧化還原狀態，在這個反應體系中，當振搖瓶子時，它會被空氣中的氧氣氧化，而在靜置時又被葡萄糖還原，由此就造成了變色。如果在不同的pH環境中進行反應，顏色也會隨之改變。

花絮：除了指示劑，靛藍胭脂紅還有別的用途。它是一種食品色素(E132)，在一些泌尿系統手術中也會用到它。

危險：低。在這里氫氧化鈉起到調節pH的作用，不會用到很濃的溶液，葡萄糖和靛藍胭脂紅也比較安全。

錄制者：royalchemistry society

? 分層變色

原理：試管下面橙色的部分是加入了一些硫酸的重鉻酸鉀溶液，上面透明的部分是乙醚，引發反應時在其中加入了一些雙氧水。接下來，體系內會發生劇烈的反應，上面的有機層變成藍色，并產生氣體。

當加入過氧化氫時，水相中會發生如下反應：K2Cr2O7+H2SO4+H2O2→2CrO5+K2SO4+5H2O。這里生成的過氧化鉻(CrO5又叫五氧化鉻)是一種不穩定的過氧化物，它可以溶于乙醚并帶來深藍色。而不穩定的過氧化鉻還會繼續發生反應，生成三價鉻鹽：2CrO5+7H2O2+3H2SO4→ Cr2(SO4)3+10H2O+7O2，試管中冒出的氣泡就是這步反應中產生的氧氣。

花絮：過氧化鉻在水溶液中也是藍色的，只不過通過乙醚萃取，可以讓藍色保持較長的時間，以方便觀察。

危險：中高，反應劇烈，需要戴好手套和護目鏡，不要把試管裝得太滿。

錄制者：Thoisoi2-Chemical Experiments