創新實驗研究“焰色反應”

張娟

摘 要：改進了“焰色反應”的傳統實驗裝置，從無色火焰的制取到火焰載體的改進再到藥物托體的改造，全部煥然一新，彌補了原裝置的不足，獲得更明顯的實驗現象。

關鍵詞：實驗；化學；焰色反應

一、實驗研究的背景

在普通高中課程標準實驗教科書、化學I（必修）中介紹了幾種金屬的焰色反應及實驗操作，但在實際中使用教材介紹的實驗方法很難得到明顯現象。

二、實驗研究的過程

為了獲得無色火焰，筆者經過不斷的研究從而確定了用以氫氣為燃料的氫氧焰來取代酒精燈火焰，實現了低成本、簡易裝置就可獲得明顯實驗現象的目的，實驗研究過程如下：

1.儀器藥品

儀器：鐵架臺、膠管、帶導管的橡皮塞、啟普發生器、燒杯、酒精燈、酒精噴燈、帶膠塞的洗氣瓶、直徑約4 mm的不銹鋼金屬管、玻棒、水槽、蒸發皿、錫箔、不銹鋼芯、容量瓶。

藥品：鋅粒、體積比為1∶3的硫酸、濃硫酸、BaCl2溶液、LiNO3溶液、NaCl溶液、Sb（NO3）溶液、CuCl2溶液……

2.無色火焰的制取

（1）火焰原料的選擇

①酒精火焰

酒精燈火焰為黃色，原因可能在于酒精燈玻璃中鈉離子的干擾，而理論上酒精噴燈產生的火焰為無色，但實驗中無法取得無色火焰，原因在于噴燈口的金屬銅的焰色有影響。

②氫氣火焰

氫氣的純度是獲得無色火焰的關鍵，使用揮發性酸制取氫氣會影響火焰的穩定性，硫酸的濃度為1∶3時，反應速度最快。

（2）藥物托體的改進

（3）實驗裝置

啟普發生器中的反應為：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

鋅粒與硫酸體積之比為1∶3

三、實驗研究的結果

收集的金屬離子焰色如下：

鋇Ba（Ba2+）：黃綠色 錫Sn（Sn2+）：藍紫色

鎘Cd（Cd2+）：淺黃色 鍶Cr（Cr3+）：洋紅色

鋁Al（Al3+）：無色 鈉Na（Na+）：黃色

……

四、實驗研究的討論

1.改進后實驗有哪些用途

2.關于無色火焰制取的討論

實驗中采用氫氣作為火焰原料，避免了酒精中碳粒子激發所發出的黃光，保證了火焰成無色或極淺藍色，而且氫氣可燃燒范圍大。使用啟普發生器制取氫氣裝置簡單，操作簡便，可以隨時調整和終止反應。為加快H2的制取速率，可加入三氯化鐵溶液。為保證火焰的穩定性，可用濃硫酸除去H2中的水蒸氣。

參考文獻：

林綺玲.“焰色反應”的創新實驗研究[B].化學教學，2010（06）∶47.

（作者單位 四川省西昌市禮州中學）