钠燃烧实验的改进

2013-04-29万华明向大荣

课程教育研究·中 2013年8期

关键词：洗耳橡皮塞铝片

万华明　向大荣

【摘要】通过对钠燃烧实验的改进，使实验操作更加合理，更安全，更环保，实验效果更明显。

【关键词】钠燃烧实验研究

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2013）08-0181-01

1.问题的提出

笔者认为人教版化学课程必修一实验[3～2]钠在空气中燃烧实验存在如下问题：⑴在敞口容器中实验，产生大量的白烟，污染环境；⑵在坩埚中加热实验，坩埚不透明，大多数学生无法清晰观察实验现象，且坩埚容易破裂；⑶实验过于剧烈，学生在观察实验时容易被烟熏而无法享受实验过程。针对上述问题，我们进行了如下改进。

2.实验改进

2.1装置改进

首先，我们在发生装置上做了较大改进：（1）将坩埚换成硬质试管，便于观察实验现象；（2）用一个带塑料袋的单孔橡皮塞收集烟，以防止污染；（3）使用一个带气阀的洗耳球及單孔橡皮塞，用以控制反应速率；（4）用一小片铝片置于试管中部，目的是控制实验温度。为了便于实验操作中装进钠粒，并在单孔橡皮塞上插了一段光洁无锈的铁丝。实验装置如上图所示。这样，使整个实验在密闭条件下进行。

经过实验，我们发现用硬质试管进行实验比用坩埚现象明显而且安全。加热后，试管内观察到钠融化成的光亮小球在铝箔上滚动、表面产生白色固体、随后钠燃烧并产生黄色火焰、燃烧结束留下固体为淡黄色。改进之后，现象更明显，实验效果更佳，说服力更强。实验中，只要用试管底有破损的试管就行，能够起到废旧物品利用的作用。

2.2加热方式改进

钠燃烧实验的关键之一是控制反应温度。先用酒精灯加热试管，再用试管加热铝片，最后用铝片加热钠，钠受热相对均匀，可以很好的控制反应温度。钠的熔点为97.81℃，在150℃～200℃反应生成氧化钠，在氧气充足条件下在300～400℃反应生成过氧化钠，铝的熔点660℃，氧化铝熔点2050℃，加热时钠燃烧铝片不融化。反应结束后，可将铝片取出进一步观察过氧化钠的状态、颜色。

2.3空气用量改进

钠燃烧实验的关键之二是控制反应空气的量，在温度达到着火点之后，通过挤压带气阀的洗耳球，可以很好的控制空气的量，从而控制反应速率，钠燃烧的整个过程得到控制。挤压洗耳球鼓气，钠剧烈燃烧，停止鼓气，反应停止。实验现象明显、壮观、清晰。

3.实验用品

铁架台（带铁夹）、硬质试管、酒精灯、镊子、小刀、滤纸、双孔橡皮塞、玻璃导管、橡胶管、气袋、气阀、洗耳球、止水夹钠、铝片、无锈铁丝（φ1mm）。

4.实验操作

4.1用一小块铝片衬在一支废硬质试管中部，用铁夹固定好废硬质试管，用带塑料袋的单孔橡皮塞塞紧废硬质试管一端，点燃酒精灯先预热废硬质试管，再固定在废硬质试管中部加热。

4.2用镊子从试剂瓶中取出金属钠，用小刀切去表面的氧化膜，让学生观察钠的颜色及其变化之后，截取黄豆粒大小的钠，用滤纸吸净表面的煤油，其余放回原试剂瓶。

4.3用镊子将金属钠固定在光洁无锈的铁丝上，塞好单孔橡皮塞，继续加热，观察现象，当观察到有少量火星时，迅速撤走酒精灯，慢慢挤压洗耳球，鼓入空气，控制空气的量，从而控制反应的剧烈程度。

4.4实验结束，关闭止水夹，取下单孔橡皮塞，将废气通入到水中处理，用镊子取出铝片，让试管自然冷却，并进一步观察过氧化钠的颜色。

5.实验效果及改进的意义

5.1用酒精灯加热试管，用试管加热铝，用铝加热钠，可以很好的控制反应温度；用洗耳球控制通入空气的量，可以很好的控制反应的剧烈程度，延长反应时间，使现象更明显、更直观。

5.2整个实验在密闭装置中完成，避免了钠反应产生的灰尘污染。