用易拉罐改進(jìn)“鈉燃燒實驗”

文 福建省泰寧第一中學(xué)江程翔程志遠(yuǎn)

“鈉在空氣中燃燒實驗”是魯科版高中一年級教材活動與探究的實驗內(nèi)容，也是高一學(xué)生學(xué)習(xí)金屬鈉知識的重要內(nèi)容。按教材要求，需將金屬鈉顆粒放在石棉網(wǎng)上加熱至燃燒來觀察生成物的顏色和狀態(tài)（如圖1）。

事實上，這種方法很難得到淡黃色的過氧化鈉，生成的固體以黑色物質(zhì)居多，隱約有少許淡黃色，同時產(chǎn)生大量白煙，污染環(huán)境。

為解決這一問題，我們在科技創(chuàng)新化學(xué)實驗小組課上提出“金屬鈉在空氣中燃燒實驗改進(jìn)”這一課題。

一、實驗過程

分別用鐵片、銅片、薄鋁片、瓷片、玻璃器皿（如試管、小燒杯）、蒸發(fā)皿、坩堝等進(jìn)行試驗，發(fā)現(xiàn)用銅片、瓷片難于操作，鈉珠易滴落；用鐵片產(chǎn)生的黑色物質(zhì)更多；用鋁片容易被燒熔；用試管容易炸裂；用坩堝不易觀察；用小燒杯、蒸發(fā)皿會出現(xiàn)裂痕。

圖1

鑒于此，能否找到理想的替代品作為實驗載體，使其既能看清黃色固體，又能降低儀器的損壞率呢？后來，我們發(fā)現(xiàn)廢棄的易拉罐底部跟蒸發(fā)皿類似，因此決定用易拉罐底部做鈉的承載體。

1.改進(jìn)后的實驗裝置（如圖2、圖3）。

圖2

2.承載體的制作

取一個廢棄的鋁制易拉罐，在離罐口3cm至5cm處用剪刀剪一圈，留下易拉罐的下部；再在易拉罐上剪開3個通風(fēng)口（以迅速提高酒精燈的溫度）；將其倒蓋在酒精燈上，用易拉罐底承載金屬鈉。

3.實驗操作步驟

（1）按圖2組裝好儀器。

（2）點燃酒精燈，預(yù)熱鋁制易拉罐。

（3）用小刀切取一塊黃豆大的金屬鈉，將表面的附著物切掉，用鑷子夾取放在濾紙上，并使勁擠壓鈉，便于吸干鈉內(nèi)外的煤油，盡量將鈉用手壓成厚實的形狀。

（4）提起倒蓋的漏斗，把金屬鈉放在加熱的部位，放好漏斗（玻璃漏斗口徑要比易拉罐的略寬）。

（5）片刻，鈉開始融化，然后燃燒，漏斗里充滿白煙。

（6）反應(yīng)結(jié)束后，移去并熄滅酒精燈。冷卻后，可以觀察到易拉罐上有菊花狀的淡黃色物質(zhì)（如圖4）。

（7）用鑷子、小刀刮取淡黃色物質(zhì)，用小試管收集。滴加少量水，用帶火星的木條檢驗產(chǎn)生的氣體，證明是氧氣，說明淡黃色的物質(zhì)是過氧化鈉。

（8）取下漏斗，用小試管收集漏斗上的白色物質(zhì)（如圖5）。

圖3

圖4

圖5

（9）往小試管中滴加少量水，有氣泡產(chǎn)生，堵住試管口，用帶火星的木條檢驗，證明產(chǎn)生的氣體是氧氣。

（10）再往試管中滴幾滴無色酚酞試液，溶液變紅。因此，判斷漏斗里收集的白色物質(zhì)是過氧化鈉。

二、實驗效果

（1）改進(jìn)后的實驗用時少，現(xiàn)象明顯，加熱不到1分鐘就能看到實驗現(xiàn)象。而如果用石棉網(wǎng)，一般需要加熱3分鐘以上才能將鈉熔化。

（2）改進(jìn)后的實驗成功率為 100%，生成物過氧化鈉的淡黃色非常明顯。

（3）白煙有效被吸收，減少了環(huán)境污染。

（4）載體材料易得且不易損壞；加熱時間較短，能觀察到鈉燃燒的過程，生成的淡黃色固體明顯，適于學(xué)生做探究實驗。

三、實驗創(chuàng)新點

1.利用廢棄易拉罐做實驗儀器，簡單易得；在易拉罐體開口，提高了酒精燈的使用效率。

2.綠色環(huán)保，降低實驗過程中產(chǎn)生的大量白煙對師生身體健康的損害，符合國家提倡的節(jié)能減排理念。

3.操作簡便，能在較短時間內(nèi)完成，便于學(xué)生自己動手做探究性實驗。