钠燃烧实验的改进

钠燃烧实验的改进
作者：万华明，马开洪
来源：《新课程学习·中》2013年第05期
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
一、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：（1）在敞口容器中实验，产生大量的白烟，污染环境；（2）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；（3）燃烧过于剧烈，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。

二、实验改进
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单孔橡皮塞，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。

实验装置如下图所示。

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。

实驗中，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.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，可以很好地控制反应温度。

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熔化。

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。

3.空气用量改进
钠燃烧实验的关键之一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，可以很好地控制空气的量，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。

三、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（？准1mm）。

四、实验操作
第一，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。

第二，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。

第三，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。

第四，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。

五、实验效果及改进的意义
第一，用酒精灯加热试管，用试管加热铝，用铝加热钠，可以很好地控制反应温度；用洗耳球控制通入空气的量，可以很好地控制反应的剧烈程度，延长反应时间，使现象更明显、更直观。

第二，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。

第三，使用硬质试管，克服了因坩埚的遮挡及反应太快而观察不清明显的实验现象的缺点。

第四，通过实验过程的展示，可以激发学生探究科学知识的兴趣，提升学生的观察能力、思维能力和严谨的学习态度和科学方法。

第五，废旧试管的再利用。

参考文献：
[1]李明艳，梁红梅，王锦化.新课标中钠在空气中燃烧实验的探究与改进.化学教育，2006（11）：57-66.
[2]朱心奇.如何使钠在空气中燃烧的主要产物为过氧化钠.化学教育，2008（6）：56.
（作者单位湖北省恩施州巴东县第一高级中学）。