钠在氯气中燃烧实验的优化

李慧静　陈彩凤　陈迪妹

根据浙教版初中八年级下册教材P13课堂实验中《钠在氯气中燃烧》的实验描述，将钠放入燃烧匙里点燃后放入盛满氯气的集气瓶中，燃烧过程中，我们发现该装置在现象明显程度、环境污染等方面存在较多的缺点。对此，我们通过反复讨论，反复实验，不断探究，在实验现象、实验装置、实验药品的使用等方面进行了优化设计。我们使氯气的制取、氯气与钠的反应均在同一个密封装置中进行，只需滴加浓盐酸制备氯气，滴加水使金属钠熔化并更加彻底地除去表面氧化膜，从而引发反应即可。这样大大地减少了实验风险，并提高了实验的可操作性、可控性与可观察性。

一、实验仪器与试剂

试剂：浓盐酸（15mL）、氯酸钾粉末（半匙）、20%的氢氧化钠溶液、金属钠。

实验仪器：脱脂棉、针筒、集气瓶、与集气瓶配套的木塞、燃烧匙、三角漏斗、200mL烧杯、橡胶管、滴管、玻璃导管、滤纸、小刀、药匙等。

二、实验装置

图1钠在氯气中燃烧实验的优化装置

三、实验步骤和现象

1.装置：在与集气瓶配套的木塞上打出三个孔，可以塞进注射器、滴管、玻璃导管，木塞上插入燃烧匙，在玻璃导管上用橡胶管连接三角漏斗，用200mL烧杯接收，搭建成尾气处理装置。

2.加料：在针筒中加入15mL浓盐酸，滴管吸取少量水，用脱脂棉包裹小半钥匙的氯酸钾粉末放入试剂瓶底部，200mL烧杯中加入20mL20%的氢氧化钠溶液，切取绿豆大小钠块，用滤纸吸干表面煤油，放到燃烧匙中。

3.氯气制备：缓慢滴加浓盐酸至包有氯酸钾的脱脂棉处，使之反应，产生黄绿色气体。

4.钠与氯气反应：待黄绿色气体充满集气瓶后，滴加1滴水至钠粒上，使钠块产生火花，停止滴水。

5.实验现象：钠块剧烈燃烧，发出刺眼的黄色火焰，同时集气瓶壁上产生大量的白色固体。

四、实验注意事项

1.在打孔时保证插入滴管后，滴管中的水刚好滴到燃烧匙而浓盐酸不会滴到。

2.三角漏斗一半浸入NaOH溶液，一半不浸入溶液，防止吸收的时候发生倒吸现象。

3.脱脂棉不宜太厚，放入后要压平，不要接触到燃烧匙，也不宜太薄，否则粉末会散开。

五、实验改进后的优点

1.实验气体制备、收集、反应均在一个集气瓶中发生，装置轻便，方便教师搬运与转移，且装置可反复利用，可作为此反应的专属装置，充分体现实验装置的微型化以及绿色化学和环保概念。

2.实验者只需将浓盐酸缓慢滴入，并滴加水即可，不需要加热或点燃金属钠，也不再需要收集氯气，操作方便，可以让学生进行，很好地调动了化学课的课堂气氛。

3.用氢氧化钠吸收多余的氯气，保护环境，防止氯气泄漏带来的环境污染。

4.现场制备氯气，并且制取氯气的时间短、浓度大，实验时火焰明显、白烟较密集，直观性强，可供学生观察。

5.用水滴到钠表面以除去氧化膜，同时放热，使得反应剧烈，解决了钠在空气中极易被氧化的困扰。

6.用脱脂棉包裹氯酸钾粉末，防止液体与粉末反应时粉末在瓶内飞溅造成实验失误，并且脱脂棉的渗透作用使得浓盐酸与氯酸钾能够缓慢反应，防止由于反应过于剧烈造成危险。

注：本文系温州大学2013年学生科研课题之研究成果，指导师为陈迪妹老师。

（责任编辑罗艳）endprint