迷人的化學火焰彩虹

張嘉麟 張笑瑜 鄭慧嫻

九年級化學第二單元《氧氣》，讓我們觀察到了硫在氧氣中燃燒的現象。硫在氧氣中燃燒會產生非常好看的藍紫色火焰，看到這一現象，我們產生了一個疑問：平常見到的火焰顏色一般是藍色或者黃色的，那么有沒有什么物質燃燒時會產生其他顏色的火焰？

帶著疑問，我們查閱了資料，詢問了老師，了解到：不同的金屬元素在燃燒時的確會產生不一樣的火焰顏色，如鈉燃燒是黃色火焰，鈣燃燒是磚紅色火焰，銅燃燒是綠色火焰。因此，我們想設計一個實驗，探究不同金屬元素燃燒時會產生什么顏色的火焰。

資料顯示，在實驗室里，化學家將不同種類的金屬或它們的化合物進行灼燒，產生了五光十色的火焰。這是因為每種金屬元素都有自己特定的光譜。這個原理被稱為“焰色反應”。五顏六色的煙花正是利用了這一原理，將夜空裝點得璀璨美麗。我們還找到了高中課本，發現高中教材里有一個蘸取少量金屬鹽溶液后在火焰上燃燒的實驗。經過實踐，我們發現這個實驗的效果不夠明顯，因此我們萌生了改變這些金屬燃燒的介質，使實驗效果更顯著、能夠真正看到不同顏色火焰的想法。

◎實驗儀器及方法

1.實驗藥品：酒精溶液，硫酸銅，氯化鈣，氯化鉀，氯化鈉，氯化鋇和氯化鐵。

2.實驗用品及儀器：棉花，餐巾紙，濾紙，蒸發皿（小），蒸餾水，酒精燈，玻璃棒，燒杯，石棉網，鑷子。

3.實驗方法：

實驗一：在酒精溶液中燃燒。

實驗步驟：分別取一勺硫酸銅、氯化鈣、氯化鉀、氯化鈉、氯化鋇和氯化鐵放于小燒杯中，再分別加入約10 ml 95%的酒精溶液和3 ml水，用玻璃棒攪拌液體使其充分溶解。

從左往右依次是氯化鈣、氯化鉀、硫酸銅、氯化鐵、氯化鈉、氯化鋇在酒精溶液中燃燒產生的火焰。觀察可知，氯化鈣在酒精中燃燒，火焰呈磚紅色;氯化鉀在酒精中燃燒，火焰呈紫粉色;硫酸銅在酒精中燃燒，火焰呈綠色;氯化鐵在酒精中燃燒，火焰呈藍色;氯化鈉在酒精中燃燒，火焰呈黃色;氯化鋇在酒精中燃燒，火焰呈黃綠色。

實驗二：在濾紙上燃燒。

實驗步驟：分別取一勺硫酸銅、氯化鈣、氯化鉀、氯化鈉、氯化鋇和氯化鐵均勻鋪在濾紙上，再將濾紙置于石棉網上，點燃濾紙，觀察火焰顏色。

從左至右分別為氯化鈉在濾紙上燃燒、硫酸銅在濾紙上燃燒、空白濾紙燃燒對照。觀察可知，將氯化鈉放在濾紙上燃燒，得到較弱的黃色火焰，與空白濾紙燃燒現象區別不大;放在濾紙上燃燒的硫酸銅，雖然也可以看到綠色火焰，但不明顯。氯化鈣、氯化鉀、氯化鋇與氯化鐵在濾紙上燃燒的效果不明顯，故不展示。

實驗三：在紙巾上燃燒。

實驗步驟：（1）將撕碎的紙巾置于石棉網上，取一勺硫酸銅粉末均勻撒在紙上，點燃，觀察火焰顏色;（2）將硫酸銅換成氯化鈣、氯化鉀、氯化鋇和氯化鐵，再分別重復步驟（1）。

從左至右分別為氯化鈉在紙巾上燃燒、硫酸銅在紙巾上燃燒、空白紙巾燃燒對照。觀察可知，將氯化鈉放在紙巾上燃燒得到了黃色火焰，而放置了硫酸銅的紙巾火焰邊緣僅有小部分地方出現了綠色。氯化鈣、氯化鉀、氯化鋇、氯化鐵在紙巾上燃燒效果不明顯，故不展示。

◎實驗結論

經過三個實驗對比，我們發現，直接將可溶性的金屬化合物加在酒精溶液中燃燒效果最佳，且可以幾個容器同時展示。

（指導老師：利海媚 張 智）