“焰色酒精灯”——焰色反应的实验改进

窦金雨

摘要：焰色反应实验是人教版高中化学必修1中必做的演示实验之一;其原理是金属元素的原子在接受火焰提供的能量时，其外层电子将会被激发到能量较高的激发态。但不稳定，又要跃迁到能量较低的基态。就会产生不同的波长的电磁波，如果在可见光波长范围内，就可观察到各种颜色而出现焰色反应。许多文献针对教材实验进行了改进，但仍有不足，“焰色酒精灯”是能够简单、易行且避免干扰的焰色反应实验。

关键词：焰色反应;实验改进;绿色化学;酒精灯

文章编号：1008-0546（ 2019）09-0078-02

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.09.024

一、提出问题

焰色反应是指金属或它们在灼烧时火焰所呈现出的特殊颜色[1]。传统的实验方法是采用金属铂丝或无锈的铁丝蘸取金属盐溶液或挑取少量固体在酒精灯外焰进行灼烧。但是在实际实验中存在如下问题：（1）使用酒精灯灼烧时，产生的火焰呈现黄色，在客观上会对其他金属离子的检验造成干扰。（2）观察钾元素焰色需要通过蓝色钴玻璃，而且观察的视线需要一定的角度。（3）用铂丝或铁丝蘸取的金属盐溶液量少，金属离子的焰色持续时间短。（4）该实验操作复杂，实验前后铂丝都要进行清洗，而且铂丝的价格相对昂贵[2]。（5）若用铁丝完成实验在长时间灼烧后会被氧化发黑甚至熔化。

二、已有实验改进

近些年来，许多一线教师在不断改进焰色反应这一实验，针对现有文献资料中涉及的实验改进方法进行了整理，作者认为这些实验中虽有可取之处但仍存在不足，现将其整理如表1所示。

上述改进方法都没有办法完全遵循实验方便、易行、绿色、安全的原则，故笔者利用口服液瓶、废旧的易拉罐、无水乙醇以及金属盐的饱和溶液制作了“焰色酒精灯”。

三、实验器材和药品

1.实验器材

口服液瓶、废旧的易拉罐、棉线（可自制）、火柴、胶头滴管、烧杯。

2.实验药品

无水乙醇、金属（Na、Cu、K）的饱和盐酸盐溶液、其他可溶性金属的饱和盐酸盐溶液。

四、实验装置及步骤

口服液瓶中盛装可溶性金属的饱和盐酸盐溶液和无水乙醇;易拉罐外壳打卷将棉线夹在中间负责固定棉线，此外铝没有焰色;棉线事先浸泡在可溶性金属的饱和盐酸盐溶液和无水乙醇的混合溶液中，有助于燃烧。具体步骤如下：

1.配制燃料

将可溶性金属的饱和盐酸盐溶液和无水乙醇按照3：7比例混合（笔者尝试的最佳比例），在混合过程中可能由于金属盐不易溶于乙醇而出现白色浑浊，可用胶头滴管继续滴加无水乙醇至白色浑浊消失。

2.“酒精灯”灌装

将（1）中混合后的液体燃料倒人事先準备好的口服液瓶中，倒人约口服液瓶体积的2/3即可。将棉线浸泡在装有“燃料”的烧杯中。

3.制作成品

在铝制易拉罐上剪下一块铝皮，将棉线从烧杯中拿出，并用铝皮包裹至可以固定在口服液瓶口即可。

4.点燃“酒精灯”

用火柴点燃制作好的酒精灯，可观察到如图2火焰。焰色明显，且均可直接用肉眼观测。五、实验总结与评价本实验中采用自制“焰色酒精灯”有以下优点：

（1）实验装置与酒精灯类似，便于教师在授课时携带。

（2）火焰持续时间长，可自主控制焰色时间，便于观察（可以替换更大容器）。

（3）摆脱传统实验中金属丝的束缚，无论是铂丝的价格昂贵不易获得还是铁丝的易氧化，都可以解决。

（4）将实验与传统实验进行对比可以突显用此法不用蓝色钴玻璃，加深学生记忆。

（5）此实验过程中充分地体现了绿色化学的思想，无论是实验药品的利用率还是制作过程中选择的废旧易拉罐以及口服液瓶。

（6）制作简单，安全环保，教师可将演示实验转变为学生分组实验，让学生充分体会化学学习的乐趣。

参考文献

[1]宋心琦，普通高中课程标准实验教科书，化学（必修1）[M].北京：人民教育出版社，2007：57

[2]林绮玲.“焰色反应”的创新实验研究[J].中学化学教学参考，2010（6）：47-49

[3]吴克勇，简便易行的焰色反应[J].实验教学与仪器，1995 （6）：9

[4]张帮程.用“喷雾法”在“废旧石棉网”上演示焰色反应实验[J].化学教学，2009（6）：20-21

[5]高凤梅，于清江，武剑.钾元素焰色反应的新方法[J].中学化学教学参考，2007（21）：65

[6]林绮玲，“焰色反应”的创新实验研究[J].中学化学教学参考，2010（6）：47-49

[7]唐增富.“焰色反应实验”的再改进[J].实验教学与仪器， 2017（SI）：34-35