焰色反應創新設計

江蘇省昆山震川高級中學(215300) 沈玉紅

1 問題的提出

蘇教版化學1教材中,在常見物質檢驗部分涉及到了焰色反應實驗,并在“活動與探究”板塊進行了實驗設計,具體操作如下。

取1根鉑絲(或用細鐵絲代替),放在酒精燈(或煤氣燈)火焰上灼燒至無色。用鉑絲蘸取少量氯化鉀溶液,置于火焰上灼燒,透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色。再用稀鹽酸洗凈鉑絲,并在火焰上灼燒至無色,蘸取少量硫酸鉀溶液,重復以上實驗。

這樣的實驗操作,略顯以下不足：由于實驗所用的酒精燈火焰,本身就略顯黃色,所以使得檢驗鈉元素時,黃色不夠明顯；另外檢驗鉀元素時,由于紫色比較淺,容易被酒精燈的黃光所掩蓋,所以必須透過藍色鈷玻璃才能看到,但是真正在使用藍色鈷玻璃時,其實現象沒有那么明顯,特別是做課堂演示實驗時,坐在后排的學生基本看不見實驗現象。

為了使得實驗操作更簡便,現象更明顯,筆者在查閱資料的基礎上,對本實驗進行了改進,并且經過實踐的檢驗,獲得良好的效果。

2 實驗器材與試劑

大試管(1個)、長頸漏斗(1個)、帶孔墊片(1個)、鐵架臺(1個)、鐵夾(1個)、雙孔塞(1個)、帶活塞的玻璃導管(1個)、鋁片、鋅片、稀硫酸、火柴。

3 實驗操作步驟

3.1 氫氣火焰制作

利用大試管、長頸漏斗、活塞、導管、鐵架臺、鐵夾等組成一套簡易的啟普發生器裝置,如圖2所示。當加入適量鋅片和稀硫酸,檢驗完氫氣純度并點燃后,發現火焰仍然呈黃色,這是由于玻璃的主要成分中含有鈉元素所致。為了使火焰呈現無光焰(藍色火焰),可以選擇用一片鋁片卷成一個圓錐形,并剪去最上面的尖頂,將它套在氫氣出口處的玻璃導管上,如圖3所示。

圖2 簡易氫氣發生裝置

圖3 自制氫氣藍色火焰

實驗時,首先在裝置中放入試劑,一段時間后收集氫氣并檢驗其純度。然后套上事先準備好的鋁片圓錐,并點燃氫氣。剛開始火焰會略顯黃色,大約30s后,火焰就會呈現出淡藍色,如果不仔細看,幾乎觀察不到明顯的火焰。

3.2 噴壺裝水溶液備用

將氯化鈉、氯化鉀、氯化鋰、氯化銣、硫酸鍶、硫酸銅、氯化鋇等物質配成較濃的水溶液,裝入“氣壓式噴水壺”中。拉動噴水管的抽氣桿10次左右,為后續的持續噴霧做準備。

3.3 焰色實驗操作

(1)點燃已經準備好的氫氣,并燃燒一會,直至火焰顏色為淺藍色。

(2)使用裝有水溶液的“氣壓式噴水壺”,將噴壺內的液體噴向氫氣火焰。

(3)觀察不同液體遇到氫氣火焰時呈現的不同顏色。

4 創新實驗優點

(1)使用氫氣的無光焰(藍色火焰),比原有酒精燈的黃色火焰現象更明顯,特別對于檢驗鈉元素的黃色,減少了火焰顏色的干擾。

(2)使用“氣壓式噴水壺”,拉動抽氣桿10次后,按住噴霧手柄,可以連續噴霧30s,不但便于學生對火焰顏色的持續性觀察,而且可以讓火焰明亮穩定,避免了因氣流的變化而使火焰晃動的影響。

(3)采用濃度較大的溶液進行實驗,從而使得火焰的顏色更明顯,特別對于鉀元素的觀察,無需再通過藍色鈷玻璃來觀察,簡化了實驗的操作,現象更加直觀明顯。且一次實驗準備,可以提供多個班級進行使用,循環利用率高。

(4)實驗所用器材均為實驗室或者生活中常見的儀器與設備,來源廣泛,師生可積極參與到實驗儀器的創新上來。