焰色反应创新设计

江苏省昆山震川高级中学(215300) 沈玉红

1 问题的提出

苏教版化学1教材中,在常见物质检验部分涉及到了焰色反应实验,并在“活动与探究”板块进行了实验设计,具体操作如下。

取1根铂丝(或用细铁丝代替),放在酒精灯(或煤气灯)火焰上灼烧至无色。用铂丝蘸取少量氯化钾溶液,置于火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色。再用稀盐酸洗净铂丝,并在火焰上灼烧至无色,蘸取少量硫酸钾溶液,重复以上实验。

这样的实验操作,略显以下不足：由于实验所用的酒精灯火焰,本身就略显黄色,所以使得检验钠元素时,黄色不够明显；另外检验钾元素时,由于紫色比较浅,容易被酒精灯的黄光所掩盖,所以必须透过蓝色钴玻璃才能看到,但是真正在使用蓝色钴玻璃时,其实现象没有那么明显,特别是做课堂演示实验时,坐在后排的学生基本看不见实验现象。

为了使得实验操作更简便,现象更明显,笔者在查阅资料的基础上,对本实验进行了改进,并且经过实践的检验,获得良好的效果。

2 实验器材与试剂

大试管(1个)、长颈漏斗(1个)、带孔垫片(1个)、铁架台(1个)、铁夹(1个)、双孔塞(1个)、带活塞的玻璃导管(1个)、铝片、锌片、稀硫酸、火柴。

3 实验操作步骤

3.1 氢气火焰制作

利用大试管、长颈漏斗、活塞、导管、铁架台、铁夹等组成一套简易的启普发生器装置,如图2所示。当加入适量锌片和稀硫酸,检验完氢气纯度并点燃后,发现火焰仍然呈黄色,这是由于玻璃的主要成分中含有钠元素所致。为了使火焰呈现无光焰(蓝色火焰),可以选择用一片铝片卷成一个圆锥形,并剪去最上面的尖顶,将它套在氢气出口处的玻璃导管上,如图3所示。

图2 简易氢气发生装置

图3 自制氢气蓝色火焰

实验时,首先在装置中放入试剂,一段时间后收集氢气并检验其纯度。然后套上事先准备好的铝片圆锥,并点燃氢气。刚开始火焰会略显黄色,大约30s后,火焰就会呈现出淡蓝色,如果不仔细看,几乎观察不到明显的火焰。

3.2 喷壶装水溶液备用

将氯化钠、氯化钾、氯化锂、氯化铷、硫酸锶、硫酸铜、氯化钡等物质配成较浓的水溶液,装入“气压式喷水壶”中。拉动喷水管的抽气杆10次左右,为后续的持续喷雾做准备。

3.3 焰色实验操作

(1)点燃已经准备好的氢气,并燃烧一会,直至火焰颜色为浅蓝色。

(2)使用装有水溶液的“气压式喷水壶”,将喷壶内的液体喷向氢气火焰。

(3)观察不同液体遇到氢气火焰时呈现的不同颜色。

4 创新实验优点

(1)使用氢气的无光焰(蓝色火焰),比原有酒精灯的黄色火焰现象更明显,特别对于检验钠元素的黄色,减少了火焰颜色的干扰。

(2)使用“气压式喷水壶”,拉动抽气杆10次后,按住喷雾手柄,可以连续喷雾30s,不但便于学生对火焰颜色的持续性观察,而且可以让火焰明亮稳定,避免了因气流的变化而使火焰晃动的影响。

(3)采用浓度较大的溶液进行实验,从而使得火焰的颜色更明显,特别对于钾元素的观察,无需再通过蓝色钴玻璃来观察,简化了实验的操作,现象更加直观明显。且一次实验准备,可以提供多个班级进行使用,循环利用率高。

(4)实验所用器材均为实验室或者生活中常见的仪器与设备,来源广泛,师生可积极参与到实验仪器的创新上来。