改进硼化合物焰色反应的实验研究
焰色反应实验的改进——说课
《焰色反应实验的改进》说课
本节课一节实验探究课,课题是《焰色反应实验的改进》。
课程标准要求通过高中化学必修1课程的学习,学习必要的化学实验技能,体验和了解化学科学研究的一般过程和方法,认识实验在化学学习和研究中的重要作用。
高中化学新课程改革,注重学生科学探究能力的培养,重视化学实验。
我设计这节课,想通过让学生走进实验室,动手做实验,不但巩固焰色反应的基本知识,还能培养学生的实验操作技能,初步了解科学探究的一般思路,通过教材演示实验的改进培养学生分析和解决问题的能力,促进合作学习,进一步激发学生学习化学的兴趣。
具体的探究过程根据本实验的具体情况分以下步骤:
一、提出问题
教材中用铂丝——酒精灯演示焰色反应实验现象不明显,请同学们对焰色反应的实验进行改进。
二、提出方案
鼓励学生上网收集资料,提出改进方案,列出实验用品。
我事先与实验员联系,帮助学生准备实验所需的仪器和药品。
三、分析论证
课堂上,根据学生提出的各种改进方案,引导学生分析改进的焦点在两个方面,一是寻找浅蓝色背景的火焰,二是增加药品的用量,使反应持续时间长,现象明显。
四、学生实验
强调实验中的注意事项,分组实验,学生实验过程中观察各组的实验情况,
结束,请同学上讲台展示实验改进的方案。
要求学生说明实验改进的优点。
五、得出结论
评价同学们的实验改进方案的优缺点。
六、讨论交流。
关于焰色反应实验改进的思考
文献
该文献对焰色反应实验的应用和发展趋势进行了综述。指出,焰色反应实验在元素分析和化学研究方面具有广泛 的应用价值,同时随着科学技术的发展,该实验方法也将不断得到改进和完善。
THANKS
感谢观看
03
CATALOGUE
材料及设备
传统实验所需材料及设备
铂丝/铁丝/镍铬丝
用于固定和支撑样品,进行焰色 反应。
酒精灯/煤气灯
提供燃烧源,使材料加热至高温 。
镊子/剪刀
用于处理和制备样品。
烟囱/通风橱
排放实验过程中产生的烟雾和气 体。
实验服/护目镜
保护实验人员免受高温和飞溅的 伤害。
洗瓶
用于清洗样品和设备。
文献
该文献进一步探讨了焰色反应实验的机理和影响因素,并针对不同的元素进行了实验研究。结果表明,通过调整 实验条件和优化试剂配方,可以进一步提高实验的灵敏度和准确性。
文献
该文献对前两篇文献的实验方法进行了比较和分析,并综合评价了它们的优缺点 。同时,文献还提出了一些新的改进方案,如使用新型的检测技术和仪器等。
对未来实验的建议和展望
进一步探索最佳条件
针对现有实验方案的不足,可以进一步探索最佳的反应条件和参数 ,以提高实验效果和数据质量。
开展对比实验
为了更好地评估改进实验的效果,可以开展对比实验,将改进前后 的实验结果进行对比分析,以验证改进措施的有效性。
推广应用新技术
随着科学技术的不断发展,可以尝试将新技术应用于焰色反应实验 中,以提高实验的效率和精度,推动实验技术的发展。
结论及展望
改进实验的结论
实验现象更加明显
通过调整试剂浓度、反应温度和时间,以及增加搅拌和超 声辅助等措施,实验的反应速度加快,反应程度更剧烈, 使得实验现象更加明显。
焰色反应实验的改进——反思
焰色反应实验的改进——反思第一篇:焰色反应实验的改进——反思《焰色反应实验的改进》教学反思本节实验课是我在化学教学中对实验探究课的初步尝试,得到了领导的肯定,同行的认可,教学的成功之处在于让学生动手参与课堂演示实验的改进,激发学生学习化学的兴趣,使学生们获得成功的体验,以促进学生产生好好学习化学的愿望。
在备课过程中有以下几点体会一、实验探究课的教学对教师的要求更高,课前准备过程耗费大量的精力,查阅资料,收集改进方法,归纳改进焦点,准备实验器材和药品。
需要我们做教师的加强自身的业务学习,提高我们的教学水平。
二、学生固有的学习观念和方法,阻碍了探究实验的开展。
任务布置下去之后,只有一小部分同学热情比较高,积极查阅资料;也有一部分成绩好的同学,习惯于“灌输”式教育,对这种探究方式不感兴趣;更大的一部分同学是基础知识差,喜欢上实验课,但是抱着“玩”的心态,没有课前的预习。
需要我们做教师的在平时教学过程中,注重学习方法的指导,学科思想的渗透,让学生学会用化学学科的思维方法处理化学问题。
三、班额过大,开展探究性实验不易管理,因为是公开课,有校领导听课,还有同学科的教师指导身边的学生,如果是普通的实验课,感觉课堂容易失去控制。
如果有可能,尽量将班额过大的班级分开在两个实验室上课,教师倾听和观察得更细致,发现各组的真知灼见,寻找共性问题;及时纠正偏差,引导学生围绕目标进行合作,避免随意性,保证高效性;及时对各组同学的实验进行点拨、引导,促进学生思维深化;关注成绩差的同学的参与情况,让每一个学生都成为真正的参与者,而不是旁观者。
教学过程中还存在一些遗憾,学生的准备时间不足,还有个别同学课堂上不知道自己要做什么。
教师在课堂上不能对每个小组的实验都照顾到,不能及时的加以指导。
在今后的教学中,尽管有各种各样的困难,我会加强教育教学理论的学习,大胆的进行探究式教学的尝试,真正提高学生学习的兴趣,变被动学习为主动学习,使我们的学生从繁重的课业负担重解脱也使我们的教师从繁重的体力劳动中解脱出来。
焰色反应实验改进
焰色反应实验的改进教材必修Ⅰ的第三章中有“焰色反应”实验,教师在教学过程中为了提高学生的学习兴趣,增加学生对焰色反应的认识和加深对某些元素的焰色反应的印象,通常会将焰色反应作为演示实验将此实验演示给学生观看,而用教材中传统的方法做焰色反应时常有以下不足:1、实验操作繁琐,如需要经过盐酸洗—烧—水洗—烧—蘸—烧,按传统的方法操作过的教师肯定更有体会:要烧到无色往往是洗烧数次才能接近无色。
2、要使用酒精喷灯或煤气喷灯,煤气喷灯一般实验室没有,而酒精喷灯的使用比酒精灯复杂,且燃烧“呼呼”的响声让学生有一种紧张感,且酒精喷灯在实验时不如酒精灯常用,使用时常常会因为因仪器不常使用出现火苗不稳定或自动熄灭等情况发生。
3、实验过程中对铂丝损耗较大。
4、由于铂丝较细,绕成的环较小,实验时蘸取的待测物无论是液体还是固体的量都较少,所以造成焰色反应的色斑较小,持续时间较短,实验的可见度和观赏性都较差。
5、钾的紫色即使透过蓝色钴玻璃也不明显。
如对实验稍做改进,则以上总总不足都可以得到改变。
改进如下:其它准备工作不变,只需将待测液装在小喷雾瓶做里(塑料香水瓶,在市场上很常见,价格在1元或1.5元),且实验时不需要酒精喷灯而直接使用酒精灯,为了增强雾化效果,配制待测液时可加适当比例的乙醇或甲醇(甲醇效果最好,但有毒,所以须慎用,比例控制在30%~50%即可)操作时将待测液轻轻喷向酒精灯的外焰,也可同时喷两种或两种以上待测液(两种以上时需要有学生合作)做此改进的原理如下:焰色反应的原理是由于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,而处于能量较高的激发态的外层电子不稳定,又要跃回到能量较低的基态,在这一过程中电子要释放能量,能量就会产生不同的波长的电磁波,即以光的形式放出,而放出的光的波长在可见光范围内(波长为400nm~760nm),因而能使火焰呈现颜色。
所以,实验时越容易使待测元素获得能量,越容易发生电子的跃迁,焰色反应则越容易。
焰色反应的再改进实验
焰色反应的再改进实验摘要:焰色反应常被用来检验阳离子,也是高中化学要求必须掌握的实验。
但存在众多的问题:(1)、实验过程比较繁琐;(2)、实验用到的仪器(如铂丝)比较昂贵、不利于进行学生实验;(3)、部分阳离子的实验现象也不是很明显,不利于学生观察。
网上现有的改进方式也存在着这样活着那样的问题,为此,笔者将待检测的离子溶于酒精,并调节酒精中水和乙醇的含量(为了增加某些离子的溶解度),将其装于小喷壶中,利用小喷壶将其雾化喷于酒精灯上燃烧。
改进后的装置简单,易于操作,适合于教师在课堂上演示,也适合学生动手操作,且实验效果良好。
关键词:焰色反应;乙醇含量;铂丝一、实验改进目的焰色反应常被用来检验阳离子,也是高中化学要求必须掌握的实验。
但存在众多的问题:①实验过程比较繁琐;②实验用到的仪器(如铂丝)比较昂贵、不利于进行学生实验;③部分阳离子的实验现象也不是很明显,不利于学生观察。
为了解决存在的问题,据悉,有许多学校用镍-铬丝圈代替铂丝圈做焰色反应实验。
用铂丝圈或镍-铬丝圈做焰色反应实验,有以下几个方面的问题:(1)用铂丝圈(或镍-铬丝圈)做演示课堂实验,由于铂丝圈蘸的金属盐溶液很少,焰色强度低且持续时间短,演示效果差。
(2)蘸盐酸高温灼烧以洗净金属丝,其操作繁琐。
例如做完锶的焰色反应,要将金属丝灼烧至近于无色是相当困难的,必需反复多次。
(3)若用一支铂丝圈做两种或多种焰色相近的元素的焰色反应时,由于两次实验之间需在一定的时间灼烧洗净金属丝,对前一元素的焰色印象淡化,不便于比较焰色的区别。
(4)若用镍-铬丝圈做实验,其本身在灼烧时呈淡黄色,影响正确判断。
为了使实验效果更明显,充分调动学生的积极性,激发学生的求知欲,为此笔者对该实验进的过程行了探究改进。
改进后的装置简单,易于操作,适合于教师在课堂上演示,也适合学生动手操作,而且实验效果良好。
二、实验仪器及试剂仪器:打火机(或酒精灯)、量筒、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、喷雾器(25ml小喷壶)。
焰色反应实验改进研究
焰色反应实验改进研究在学术研究中,确定物质的焰色反应是一项重要实验。
焰色反应可以帮助研究者确定某种反应物含有哪些物质,以及物质是否发生了变化。
然而,在实验过程中,由于诸多原因,很难精确检测出元素焰色的颜色及亮度。
因此,本文旨在改进焰色反应实验,以提高精确度。
首先,我们要解决的最直接的问题是,火花的亮度受到什么影响?一方面,火花的亮度受到反应的热量影响。
当反应发生时,通过释放大量的热量会改变反应物之间的化学平衡,从而改变火花的亮度。
另一方面,反应物中包含的各种元素也会影响火花的亮度。
例如,当反应物中含有较多的铜元素时,火花亮度会比空白试剂更高。
因此,在调节火花亮度时,应首先考虑反应物中可能存在的各种元素。
其次,在确定火花的颜色时,应考虑物质的稳定性。
通常情况下,在反应过程中,新生成的物质都比旧的物质更难被氧化,所以新生成的物质会在火花中产生一种更浅的颜色。
此外,由于部分物质可能会以多种形式存在,因此可以考虑改变反应物中数量和比例来调节焰色。
此外,在改进实验过程中,我们还可以尝试使用更复杂的试剂组合。
例如,在实验中可以添加能够影响焰色的不同试剂,如硝酸、硫酸、氯化钠等,以观察试剂对焰色的影响。
同时,也可以尝试采用不同的反应热来处理反应物,看看不同的反应热会产生什么样的焰色。
此外,通过进行大量的比较和观察,可以建立一张关于各种反应物及不同条件下焰色变化的表格,并依据这张表格对具体实验进行指导,以提高精确度。
最后,在焰色反应实验改进研究中,合理构建实验装置非常重要。
无论是以单一材料还是复合材料为原料,都要考虑实验装置的密度,面积,以及实验烟雾的移动方向等因素。
此外,还要考虑火花的体积大小、速度和亮度等因素,以确保实验得到理想的效果。
综上所述,要改进焰色反应实验,有很多可行的方法,包括考虑反应物中的元素、稳定性、实验装置的构建以及尝试更复杂的试剂组合等。
此外,要进行有效的研究,还需要有足够的实验数据,以供参考,以便充分了解反应物之间的相互作用。
焰色反应实验创新与研究
焰色反应实验创新与研究作者:高雪琴雍录平来源:《读写算》2012年第88期新课程倡导探究教学,重视创新精神的培养,要求学生积极开展科学探究活动。
化学教学肩负着培养学生创新能力与科学探究的任务,作为教师首先更应该开展教学研究,积极创新。
高中化学实验“焰色反应”的学习可以使学生体悟化学之美,但在上课做演示实验时,我却没有演示出“美丽的焰色反应”现象,带着这个问题,我上网查阅资料,了解了许多实验中的问题,同时对实验进行研究,提出了创新性的改进。
一、焰色反应的原理:金属中的电子在跃迁到较高能级时需要能量,若需要的能量恰好落在了可见光范围,这些金属就表现出了各自的焰色。
若需要的能量超出了可见光的范围,太低或者太高,总之,不在可见光的能量范围内,这些金属就看不到具体的焰色。
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色,这在化学上叫做焰色反应。
根据焰色反应所呈现的特殊颜色,可以判断某些金属或金属离子的存在,可以制作美丽的烟火。
Mg、Al、Fe、Ni、W、Pt等金属没有焰色反应,常见金属元素焰色如下:钠Na-黄色锂Li-紫红色钾K-浅紫色铷Rb-紫色铯Cs-紫红色钙Ca-砖红色锶Sr-洋红色铜Cu-绿色钡Ba-黄绿色锌Zn-蓝绿色二、传统焰色反应实验的弊端1、高中化学必修1中金属焰色反应试验的方法是:1)实验用品:铂丝,酒精灯(或煤气灯),浓盐酸,蓝色钴玻璃(检验钾时用)2)操作过程:①将铂丝蘸浓盐酸在无色火焰上灼烧至无色;②蘸取试样在无色火焰上灼烧,观察火焰颜色(若检验钾要透过钴玻璃观察).③将铂丝再蘸浓盐酸灼烧至无色.2、此法做焰色反应实验常存在以下问题:1)仪器损坏率大,污染严重:焰色反应实验的主要仪器是铂丝(或镍铬丝),在检定某种元素前,均需将铂丝蘸浓盐酸在氧化焰中反复灼烧至无色,方可进行实验。
由于铂丝(或镍铬丝)在氧化焰中反复灼烧,易从镶结的棒上脱落或折断。
操作中由于浓盐酸的高挥发性,加之在氧化焰中反复灼烧,空气污染严重,对师生的身体危害亦很大。
焰色反应实验的改进与创新设计
焰色反应实验的改进与创新设计焰色反应实验是一种常见的化学实验,通过观察金属离子在火焰中的颜色变化,可以确定其离子化程度和化合价等信息。
然而,传统的焰色反应实验存在一些问题,如颜色难以区分、实验结果不够准确等。
因此,本文将介绍一些改进和创新设计,以提高焰色反应实验的可靠性和实用性。
一、改进实验条件1.改变火焰颜色:传统的焰色反应实验通常使用黄色火焰,但这种火焰的颜色比较单一,不利于区分不同金属离子的颜色。
因此,可以尝试使用其他颜色的火焰,如蓝色、绿色等,以增加颜色的多样性。
2.调整金属离子浓度:金属离子的浓度对实验结果有很大影响,如果浓度过低,可能无法观察到明显的颜色变化;如果浓度过高,可能会出现颜色重叠的情况。
因此,需要根据不同金属离子的特性和实验目的,合理调整浓度,以获得最佳的实验效果。
3.控制火焰大小和温度:火焰大小和温度也会影响实验结果,如果火焰太小或温度太低,可能无法激发金属离子的发光;如果火焰太大或温度太高,可能会导致颜色失真或金属离子的分解。
因此,需要控制火焰大小和温度,以保证实验的稳定性和可靠性。
二、创新设计实验方案1.多重激发:传统的焰色反应实验只能观察到金属离子在火焰中的一种颜色,但实际上,金属离子可以在不同的能级上发生激发,产生不同的颜色。
因此,可以尝试使用多重激发的方法,以观察到更多的颜色变化,从而提高实验的准确性和可靠性。
2.光谱分析:传统的焰色反应实验只能通过肉眼观察颜色变化来判断金属离子的特性,但这种方法存在一定的主观性和误差。
因此,可以尝试使用光谱分析的方法,以精确地测量金属离子的发射光谱,从而确定其离子化程度和化合价等信息。
3.结合其他实验:焰色反应实验通常只能确定金属离子的离子化程度和化合价等信息,但无法确定其化学性质和反应活性等信息。
因此,可以尝试结合其他实验,如化学反应实验、电化学实验等,以全面了解金属离子的特性和性质。
综上所述,焰色反应实验的改进和创新设计可以提高实验的可靠性和实用性,从而更好地满足科学研究和教学的需要。
焰色反应实验改进研究
焰色反应实验改进研究
氧化还原反应是生物学实验中常见的一类反应,在实验中,除了显示出反应的化学过程,常常会出现浓烈的火焰色变化,从而更加清晰的表明各反应物的形态及变化。
然而,
由于捕捉火焰色反应的瞬间时间点较为难以精确把握,必要时需要反复重复实验才能观察
出该反应特征。
为了解决这一问题,需要改进实验设计,增加观察效果。
首先,改进氧化还原反应实验需要利用新型催化剂(如CO2和KMnO4),以及长效持
久的氧化剂(如V2O5),以降低还原反应活性物质的特性,以促进有效的反应发生。
改进的实验需要适当的分子量,以确保合适的反应激发程度,同时也要改变氧化剂含量,减少
氧化反应速度,增加火焰色变化的持续时间,以便更好地观测火焰色反应的特征。
此外,改进反应实验还需要使用更大容量的容器,以提高试剂的储存量,减少忽略的
反应可能性。
利用多种溶剂(如有机溶剂和无机溶剂等)可以使更多的火焰色变化发生,
并进一步提高火焰色变化的稳定性。
良好的改进后的实验可以带来更多的准确的数据,从而更准确地反映出反应的化学变
化过程。
实际操作中,必须加强对试剂的把控精度,加强反应条件的控制,以及正确使用
恰当的反应容器,以使改进后的反应实验发挥出最佳效果并观察到反应中所有事物的变化。
焰色反应实验的改进与创新设计
焰色反应实验的改进与创新设计1. 引言焰色反应实验是一种常见的化学实验,通过观察物质在燃烧时产生的颜色来推断其组成成分。
这种实验在化学教育中具有重要的地位,可以帮助学生理解化学元素和离子的特性。
然而,传统的焰色反应实验存在一些局限性,需要进行改进和创新设计,以提高其教学效果和实用性。
2. 传统焰色反应实验的局限性传统的焰色反应实验通常使用盐酸和金属盐溶液,通过加热产生颜色变化。
然而,这种实验存在以下几个局限性:2.1 有限的可观察离子种类传统焰色反应实验只能观察到少数几种金属离子的颜色。
这限制了学生对不同离子的颜色特性的理解和学习。
2.2 温度控制难度大传统焰色反应实验需要控制加热的温度,以确保产生明确的颜色变化。
然而,温度控制难度大,容易导致颜色不明确或混淆。
2.3 安全性问题传统焰色反应实验使用盐酸等腐蚀性溶液,存在安全隐患。
尤其是在学生操作时,可能会发生意外事故。
3. 改进与创新设计为了克服传统焰色反应实验的局限性,我们可以进行以下改进和创新设计:3.1 扩展可观察离子种类通过引入更多的金属离子,如钠离子、钾离子、锶离子等,可以扩展学生观察的离子种类。
这样可以帮助学生更全面地了解不同离子的颜色特性。
3.2 使用发光材料传统焰色反应实验只能通过观察燃烧产生的颜色来推断离子的存在。
我们可以引入发光材料,如荧光粉、荧光棒等,通过发光的方式来观察离子的存在和特性。
这样不仅可以增加实验的趣味性,还可以提高实验的可观察性。
3.3 利用荧光光谱仪传统焰色反应实验只能观察到离子的颜色,无法获得更详细的光谱信息。
我们可以引入荧光光谱仪,通过测量离子产生的荧光光谱来分析其组成成分。
这样可以帮助学生更深入地理解离子的特性。
3.4 实施安全措施为了保证实验的安全性,我们可以采取一系列的安全措施。
例如,使用无毒、无腐蚀性的溶液代替盐酸,提供个人防护装备,加强实验操作的指导等。
这样可以降低实验过程中的安全风险,保护学生的身体健康。
焰色反应的改进实验
焰色反应的改进实验一、问题的提出:焰色反应是高中化学《碱金属》一章中的重要实验,课本中用铂丝蘸取待测液来做,每操作一次用稀盐酸洗净并烧至无色为止,耗时较长,并且有些离子的焰色反应现象很不明显,特别是钾的焰色反应现象很难直接观察到,必须透过蓝色钴玻片。
而且有些离子的火焰接近,难以区分,例如Li+ 紫红色;Ca2+砖红色;Sr2+洋红色,在我设计的焰色反应灯就能把这几种颜色直观地做出区分。
因此我对该实验提出两种改进方法。
二、焰色反应的原理:形成火焰颜色的原因:在温度极高的条件下,金属原子或金属离子中的电子吸收一定能量而被激发,跃迁到外层轨道上运动。
当激发的电子重新回到原轨道上时,就会释放出一定的能量,并转化为一定波长的光。
由于各种金属盐的电子跃迁能级不同,其发出的光也不同,因此不同金属元素有不同的特征火焰。
以下三、两种改进方法:1.焰色反应灯选择易溶于酒精的K 、Li、 Na、 Ca、 Ba、 Cu、Sr 等金属的盐溶于酒精,配成浓溶液。
本实验选用的金属盐是:KNO3、LiNO3、 NaCl、 CaCl2、 BaCl2、 CuCl2和Sr(NO3)2。
将浓溶液分别注入小试管,用滤纸(99.99%分析纯,为减少杂质干扰)卷成香烟状,一端用剪刀剪成碎纸条状,作为灯芯插入小试管,用酒精灯冒作盖子,制成了焰色反应灯,可供随时使用和演示。
2.火杯法将酒精灯盛于蒸发皿中,点燃酒精,此时对比火焰为浅蓝色接近无色。
用盛有金属盐溶液的喷雾器将雾状液滴喷向火焰,直接观察火焰的颜色。
四、改进方法的优点方法1 :焰色反应中灯芯的选择是影响实验现象是否明显的重要因素之一,灯芯最好选用纯棉的无杂质的棉线,这样才能去掉灯芯黄色火焰的干扰,以制得浅蓝色的背景火焰。
改进实验用滤纸代替棉线,有效克服了由于棉线含杂质带来的影响,是一个新的尝试。
此外,灯芯用相应的金属盐酒精溶液浸泡过,再放入酒精灯中,并在灯芯上撒上少量的金属盐的粉末,这样灯芯含有较高浓度的金属阳离子,反应现象会更明显。
关于焰色反应实验改进的思考
加强实验安全性
强化安全防护措施
在实验过程中采取必要的 防护措施,如佩戴护目镜 、实验服等,确保实验人 员安全。
规范废弃物处理
对实验废弃物进行妥善处 理,避免对环境和人体造 成危害。
强化安全教育
对实验人员进行安全教育 培训,提高他们的安全意 识和应对突发情况的能力 。
04
改进后的焰色反应实验方案
实验材料与设备
实验材料
各种金属盐、酒精、打火机或火柴、镊子、烧杯、滤纸。
实验设备
分光仪、光谱分析软件。
实验步骤与操作
1. 准备金属盐
选择要测试的金属盐,确保它们纯净且无杂 质。
2. 配制酒精溶液
将金属盐溶解在酒精中,制备成一定浓度的 溶液。
3. 焰色反应操作
用镊子夹取一块蘸有金属盐溶液的滤纸,将 其点燃,观察火焰的颜色。
对未来焰色反应实验发展的展望
技术创新
随着科学技术的不断发展, 未来焰色反应实验将不断涌 现出新的技术和方法,为实 验的改进提供更多可能性。
智能化发展
通过引入智能化技术,实现 焰色反应实验的自动化和智 能化,提高实验效率和精度 。
绿色环保
在实验过程中注重环保和可 持续发展,采用环保材料和 绿色技术,降低实验对环境 的影响。
关于焰色反应实验改进的思 考
汇报人:文小库 2024-01-01
目录
• 焰色反应实验的简介 • 当前焰色反应实验存在的问题 • 对焰色反应实验的改进思考 • 改进后的焰色反应实验方案 • 改进后焰色反应实验的介
焰色反应的原理
01
焰色反应是一种物理变化,通过 高温燃烧使某些元素发出特定颜 色的光。
02
不同元素在燃烧时产生的颜色不 同,可用于鉴别元素种类。
焰色反应实验改进的探索与研究
焰色反应实验改进的探索与研究作者:张彦哲来源:《湖南教育·D版》2018年第01期一、问题的提出焰色反应是一个十分有趣的化学实验,但是老师在课堂上完成课本中的焰色反应实验时,发现以下问题:(1)酒精灯黄色火焰产生干扰,难以观察到KCl灼烧所产生的紫色火焰,而透过可滤去黄光的蓝色钴玻璃进行观察时,颜色失真,从而难以确定火焰是紫色的。
(2)酒精灯黄色火焰干扰,导致很难确定NaCl灼烧所产生火焰是黄色的。
(3)铂丝价格较高,实验后还需洗涤,操作过程比较复杂。
(4)视觉冲击不够明显,实验反应时间不够持久。
从上述问题我们可以看出,焰色反应实验存在改进的必要性。
二、实验设计(一)实验原理焰色反应是指某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色的反应。
(二)实验仪器与实验药品实验仪器:70mm玻璃蒸发皿7只,长头点火枪,玻璃棒,烧杯,泥三角,80mm×80mm 玻璃片1块,药匙和剪刀等。
实验药品:固体酒精,氯化钾,氯化钡,氯化钠,硝酸锶,硫酸锂,硫酸铜,氯化钙固体,蒸馏水和无水乙醇。
(三)实验装置具体实验装置见下图。
三、实验过程(一)试剂配制先将固体试剂用蒸馏水配成饱和溶液,再向饱和溶液中加入约1.5倍体积的无水乙醇。
由于乙醇的加入降低了大部分无机盐的溶解度,观察到浑浊现象。
向浑浊的液体中加水并用玻璃棒搅拌至溶液恰好变澄清,装入试剂瓶中备用。
(二)焰色反应操作将玻璃蒸发皿放在泥三角上,取出固体酒精拆开塑料包装后,用剪刀取合适大小放入蒸发皿中,再用胶头滴管向固体酒精上滴入1~2滴相应试剂。
用长头点火枪点燃蒸发皿中的固体酒精,数秒钟后可观察到不同离子火焰的颜色。
将 7种试剂依次进行排列,对比不同离子焰色反应时火焰的颜色。
四、实验效果五、实验结论与感悟(一)实验结论教材中的焰色反应实验具有实验现象不明显、操作烦琐等缺点,在课堂上不利于同学的观察。
而通过此次改进后,各种离子焰色反应时火焰的颜色十分醒目,特别是钾离子火焰的颜色无需透过蓝色钴玻璃即可观察到明显的紫色。
改进硼化合物焰色反应的实验研究
改进硼化合物焰色反应的实验研究摘要研究了分别利用蒸发皿和粉笔进行硼化合物焰色反应的实验效果,重点研究了以粉笔作载体时,硼化合物用量、乙醇纯度和用量、浓硫酸用量等因素对硼化合物焰色反应的火焰高度、燃烧时间等的影响,并得出最佳实验条件。
关键词硼化合物焰色反应粉笔乙醇浓硫酸无机化学实验1 问题的提出焰色反应是硼化合物的重要性质之一,常用于硼化合物的定性检验。
现行高校无机化学实验教材中[1~3],硼化合物的焰色反应传统方法都是用蒸发皿或瓷坩埚作为反应容器,这种实验方法存在许多缺点和不足。
第一,实验现象不明显。
蒸发皿属敞口容器,乙醇在其中燃烧时燃烧面扩大,由于乙醇的大量蒸发,造成火焰形状分散、飘移不定,同时外焰的特征绿色不明显;第二,未明确规定试剂用量或用量较大(如乙醇用量多至10 mL[4]),造成试剂用量存在较大的盲目性和偶然性,浪费现象严重;另外,还存在实验耗时较多、产生含酸废液等缺点。
粉笔是一种最常用的教学用品,其主要成分是硫酸钙和碳酸钙,因而具有性质稳定、耐高温、耐腐蚀、吸湿性强、质地疏软、价廉易得、易于加工等特点,是一种很好的用作反应物载体的实验材料[5],如可用粉笔代替镍铬丝做碱金属离子的焰色反应[4],也可用作趣味性实验[6~8]。
笔者利用粉笔作载体对硼化合物焰色反应进行改进,实验效果非常明显(见图1),火焰呈现明亮的绿色,且燃烧时间较长,燃烧稳定。
图1 粉笔上的焰色反应2 实验2.1 实验原理硼酸和乙醇(或甲醇)在浓硫酸存在的条件下发生酯化反应,生成挥发性的硼酸酯,其燃烧时产生特有的绿色火焰,称为硼化合物的焰色反应,反应原理是[9]:H3BO3+3C2H5OH浓H2SO4点燃B(OC2H5)3+3H2O其中乙醇既作为反应物,又作为燃料;浓硫酸起催化剂和脱水剂的作用。
焰色反应可用来定性检验硼酸和硼酸根的存在。
硼砂也可发生焰色反应,反应时硼砂与硫酸生成硼酸,进而与乙醇发生酯化反应[9]:Na2BO7+H2SO4+5H2O4H3BO3+Na2SO 4因而利用焰色反应也可用来检验硼酸盐。
焰色反应演示实验的改进
焰色反应演示实验的改进作者:王仪辉来源:《化学教与学》2014年第06期摘要:文章介绍了焰色反应实验的改进方法,创新了实验装置,获得更理想的实验效果。
关键词:焰色反应;实验改进;课堂演示文章编号:1008-0546(2014)06-0096-01 中图分类号:G633.8 文献标识码:Bdoi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.06.038一、实验改进的目的焰色反应实验是某些阳离子的常规检验方法之一,也是高中学生必须要掌握的实验。
然而教学中使用教材介绍的实验方法很难得到明显的实验现象。
近年来,很多从事相关教学工作的教师做了很多探索,如喷洒式焰色反应法[1]、喷雾法[2]、焰色试纸法[3]、脱脂棉法[4]、石棉绳法[5]、双焰酒精灯法[6]等。
然而几乎同时每一种改进后的方法都存在它们的不尽完美之处。
笔者采取这些方法实验时,结果不能令人满意,在对各种方法进行比较后尝试了酒精灯点燃法,这种方法实验器材和药品易于获取,操作上简便易行,而且效果明显。
本文从溶液的配比、溶质的选择等方面设计试验,研究探讨了这些因素对焰色反应实验的影响,得到了很好的效果,并最终得到了一种较为理想的新的实验方法。
三、实验改进后优点1. 材料易得,装置简单,操作方便,装置可以重复使用,有利于课堂的演示实验。
2. 火焰的焰色现象明显,持续时间长,可见度大并且可以进行焰色对比。
3. 装置封闭,减少污染。
四、实验注意事项1. 如果发现火焰熄灭,可在灯芯上滴加几滴乙醇溶液可继续实验,如果发现灯芯烧焦或焰色不对,在灯芯上滴加几滴配制好的溶液可继续反复实验。
2. 酒精灯要洁净,灯芯选用纯棉的。
3. 不能用纯乙醇配制溶液,乙醇纯度越高,越不容易完全燃烧,燃烧火焰对金属焰色干扰越大。
参考文献[1] 马宏佳.具有观赏性的焰色反应演示实验[J].中学化学教学参考,2004,(3):38[2] 白洪海.“焰色反应”实验的改进[J].中小学实验与装备,2005,(4):3[3] 郭银荣.焰色反应实验的新方法[J].化学教学,2003,(11):11[4] 李生英,白林.无机化学实验[M].兰州:兰州大学出版社,2000:128[5] 詹汉英.焰色反应的新方法[J].中学化学教学参考,2001,(8-9):75[6] 周永文.焰色反应实验的改进[J].化学教学,2000,(1):6-7。
“焰色反应”的实验改进
“焰色反应”的实验改进
“焰色反应”的实验改进
作者:姚志江;丰忆贫;
作者机构:湖北省黄冈市罗田县第一中学;;
来源:新课程学习:下
年:2010
卷:000
期:010
页码:P.106-106
页数:1
中图分类:G633.8
正文语种:CHI
关键词:焰色反应;实验改进;实验方法;高中化学教材;金属元素;课堂教学效率;实验步骤;反应实验;人教版;可见度
摘要:一、教材中实验的不足对于人教版高中化学教材中焰色反应的实验,经多年多次实验,笔者以为存在以下不足:1.实验步骤多。
完成一次实验,即进行一种金属元素的焰色反应实验,必须经过"洗、烧、蘸、烧、洗、烧"等多个环节,耗时长,一定程度上影响课堂教学的容量。
高中焰色反应化学实验的改善方法分析
1112017年/第15期/5月(下)高中焰色反应化学实验的改善方法分析许俞韬(浙江省天台中学浙江・台州317200)摘要在高中化学实验中,焰色反应是非常重要的实验内容之一,也是教学大纲中要求我们所必须要掌握的知识,它可以有效检验钾离子、钠离子等,而且操作方便。
但是这一实验也存在着一些不足,需要进行优化,同时我们学生通过对不同的化学实验进行优化改进,将自己的所思所想运用到化学实验学习中,能够体验到新奇与乐趣,从而培养起对高中化学的学习兴趣,增强探索物质变化的能力。
本文主要分析了教材书中提及的焰色反应检验方法的不足,在此基础上提出了相应的实验优化改进方法,希望能够为其他同学学习焰色反应实验时提供参考。
关键词高中焰色反应化学实验方法中图分类号:G424文献标识码:ADOI:10.16400/ki.kjdkx.2017.05.053The Analysis on the Method of Improving High SchoolChemistry Experiment of the Flame ReactionXU Yutao(Zhejiang Tiantai High School,Taizhou,Zhejiang 317200)Abstract In the high school chemistry experiment,the flame is one of the important contents of the experimental require-ments,we must master the knowledge but also the teaching syllabus,it can effectively test the potassium ion and sodium ion,and the operation is convenient.But it also has some shortcomings,need to be optimized at the same time,we optimize the stu-dents through the chemical experiment for different,their thinking is applied to chemical experiment learning,be able to ex-perience the novelty and fun,so as to cultivate the high school chemistry learning interest,enhance the ability to explore the changes of substances.This paper mainly analyzes the deficiency of flame reaction test methods mentioned in the textbooks,put forward the corresponding improvement method of experimental optimization,hope can provide reference for other stu-dents to learn the flame reaction experiment.Key words high school;flame reaction;chemistry experiment;method 0绪论随着新课改教学目标的提出,高中化学课程学习标准发生了很大的转变,而最为突出的就是更加注重对学生探索、探究能力的培养,突出学生的化学实验素养训练。
焰色反应实验的改进与创新设计
焰色反应实验的改进与创新设计引言:焰色反应是一种常用的化学实验方法,通过观察金属离子在燃烧时产生的颜色来确定其存在。
在过去的实验中,我们通常需要使用特定的金属盐溶液和火焰来进行观察。
然而,为了提高实验的可靠性和灵敏度,并且使实验过程更加安全和便捷,我们可以通过一些改进和创新设计来实现这些目标。
一、改进实验条件:1.1 优化溶液浓度:通过调整金属盐的浓度,可以控制实验的灵敏度和反应速度。
对于需要低灵敏度的实验,可以使用较高浓度的溶液,反之亦然。
1.2 控制火焰大小:通过调整火焰的大小,可以控制实验的温度和能量输入,从而影响金属离子的激发态和发射光谱。
这可以提高实验的可靠性和重复性。
1.3 考虑气体环境:在进行焰色反应实验时,我们应考虑周围的气体环境对实验结果的影响。
例如,在含有氧气或其他气体的环境中进行实验,可能会产生干扰或影响实验结果。
因此,在实验室中应保持良好的通风和气氛控制。
二、创新设计:2.1 使用激光光源:传统的焰色反应实验使用火焰作为光源,但火焰的光谱宽度较大,分辨率较低。
为了提高实验的分辨率和准确性,我们可以使用激光光源。
激光光源的特点是光谱窄,能量密度高,可以提供更清晰的光谱信号,从而增强实验结果的可靠性。
2.2 结合光谱仪:在焰色反应实验中,我们可以结合光谱仪来测量金属离子的发射光谱。
光谱仪可以提供更详细和准确的光谱信息,从而进一步提高实验的灵敏度和准确性。
通过分析光谱图像,我们可以确定金属离子的存在和浓度,并进一步研究其特性和行为。
2.3 利用光电效应:光电效应是光与物质相互作用的一种重要现象。
在焰色反应实验中,我们可以利用光电效应来测量金属离子的光电子发射。
通过测量光电子的能量和数量,我们可以更精确地确定金属离子的存在和浓度,从而提高实验的可靠性和准确性。
结论:通过改进实验条件和创新设计,我们可以提高焰色反应实验的可靠性、灵敏度和准确性。
优化溶液浓度、控制火焰大小和考虑气体环境可以改善实验的条件和实验结果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
改进硼化合物焰色反应的实验研究
摘要研究了分别利用蒸发皿和粉笔进行硼化合物焰色反应的实验效果,重点研究了以粉笔作载体时,硼化合物用量、乙醇纯度和用量、浓硫酸用量等因素对硼化合物焰色反应的火焰高度、燃烧时间等的影响,并得出最佳实验条件。
关键词硼化合物焰色反应粉笔乙醇浓硫酸无机化学实验
1 问题的提出
焰色反应是硼化合物的重要性质之一,常用于硼化合物的定性检验。
现行高校无机化学实验教材中[1~3],硼化合物的焰色反应传统方法都是用蒸发皿或瓷坩埚作为反应容器,这种实验方法存在许多缺点和不足。
第一,实验现象不明显。
蒸发皿属敞口容器,乙醇在其中燃烧时燃烧面扩大,由于乙醇的大量蒸发,造成火焰形状分散、飘移不定,同时外焰的特征绿色不明显;第二,未明确规定试剂用量或用量较大(如乙醇用量多至10 mL[4]),造成试剂用量存在较大的盲目性和偶然性,浪费现象严重;另外,还存在实验耗时较多、产生含酸废液等缺点。
粉笔是一种最常用的教学用品,其主要成分是硫酸钙和碳酸钙,因而具有性质稳定、耐高温、耐腐蚀、吸湿性强、质地疏软、价廉易得、易于加工等特点,是一种很好的用作反应物载体的实验材料[5],如可用粉笔代替镍铬丝做碱金属离子的焰色反应[4],也可用作趣味性实验[6~8]。
笔者利用粉笔作载体对硼化合物焰色反应进行改进,实验效果非常明显(见图1),火焰呈现明亮的绿色,且燃烧时间较长,燃烧稳定。
图1 粉笔上的焰色反应
2 实验
2.1 实验原理
硼酸和乙醇(或甲醇)在浓硫酸存在的条件下发生酯化反应,生成挥发性的硼酸酯,其燃烧时产生特有的绿色火焰,称为硼化合物的焰色反应,反应原理是[9]:
H3BO3+3C2H5OH浓H2SO4点燃B(OC2H5)3+
3H2O
其中乙醇既作为反应物,又作为燃料;浓硫酸起催化剂和脱水剂的作用。
焰色反应可用来定性检验硼酸和硼酸根的存在。
硼砂也可发生焰色反应,反应时硼砂与硫酸生成硼酸,进而与乙醇发生酯化反应[9]:
Na2BO7+H2SO4+5H2O4H3BO3+Na2SO 4
因而利用焰色反应也可用来检验硼酸盐。
2.2 实验用品
硼酸、乙醇(分析纯、95%)、浓H2SO4、白色粉笔、蒸发皿、小耳匙(俗称“挖耳子”,0.010 g硼酸/耳匙)、滴管(0.06 mL/滴)、火柴、石棉网。
2.3 实验方法
2.3.1 粉笔的准备
取长约为2~3 cm的白色粉笔,在其一端用小耳匙旋转挖出一凹穴,用于添加试剂。
将准备好的粉笔头放在石棉网或木块上待用。
2.3.2 实验方法
取1小耳匙硼酸晶体(或硼砂晶体),放在粉笔头的小凹穴中,滴加5滴乙醇和1滴浓硫酸,点燃。
观察火焰形状,记录火焰高度和燃烧时间。
3 实验结果及分析
3.1 粉笔与蒸发皿的对比实验
用蒸发皿作反应容器,取1小耳匙硼酸,加1滴浓硫酸,改变乙醇用量,重复2.3.2实验。
实验结果见表1。
表1中实验结果表明,用蒸发皿作反应容器,乙醇用量在2~6滴范围内效果较好,燃烧面较小,火焰燃烧稳定,燃烧时间在10~22 s之间;当乙醇用量超过7滴时,由于燃烧面增大,火焰开始飘移不定,火焰形状分散。
对比实验数据表明,用粉笔作载体时,当乙醇用量超过3滴,火焰燃烧时间在22 s以上,比用
蒸发皿显著增加;同时,由于乙醇的燃烧面很小,火焰燃烧稳定,形状集中。
火焰燃烧时间的对比关系见图2。
从表1中的数据可以看出,在蒸发皿中燃烧时的火焰高度比用粉笔时高1.5~2.5 cm,原因是蒸发皿中乙醇蒸发量大。
用粉笔实验时,当乙醇用量超过4滴后,火焰高度已超过3 cm,且随乙醇用量的增加,火焰增高,完全满足实验观察的要求。
火焰燃烧高度的对比关系见图3。
所以,该实验完全可以用粉笔代替蒸发皿,且实验效果更好。
3.2 硼化合物用量的影响
用粉笔作反应载体,加5滴乙醇、1滴浓硫酸,改变硼酸用量,分别用95%乙醇和分析纯乙醇重复2.3.2实验。
实验数据见表2。
表2实验数据表明,用粉笔作反应载体,在乙醇用量相同的情况下,无论用分析纯乙醇还是95%乙醇,硼酸用量对火焰燃烧的效果几乎没有影响,所以实验时取1耳匙硼酸,火焰燃烧时间约为20 s左右,火焰高度在3.5~4.5 cm之间,完全可以满足实验观察的需要。
硼酸用量与火焰高度及燃烧时间的关系分别见图4和图5。
3.3 乙醇纯度和用量的影响
用粉笔作反应载体,取1耳匙硼酸,滴加1滴浓硫酸,分别用分析纯乙醇和95%乙醇重复2.3.2实验。
实验数据如表3。
由表3可以看出,用粉笔作反应载体,在乙醇用量相同的情况下,分析纯乙醇燃烧的火焰高度略高于95%乙醇,而燃烧时间似乎用95%乙醇时更长一点,所以,用95%乙醇完全可以取得明显的实验效果。
乙醇纯度与火焰高度的关系见图6,乙醇纯度与火焰燃烧时间的关系见图7。
另外,从表3中实验数据可以看出,火焰高度、燃烧时间主要与乙醇的用量有关。
这一点还可以通过反应物之间的计量关系来说明。
经电子天平称量,1小
耳匙硼酸的质量约为0.0101 g,其完全反应所需乙醇的质量x为:
而1滴95%乙醇(经比轻计测得密度为0.814 g/mL)的质量为:1滴×0.06 mL/滴×0.814 g/mL=0.05 g,1滴分析纯乙醇(经比轻计测得密度为0.790 g/mL)的质量为:1滴×0.06 mL/滴×0.790 g/mL=0.05 g。
所以,无论分析纯乙醇还是95%乙醇,只需1滴就足以使硼酸完全酯化,多余乙醇仅作为燃料,所以乙醇的
用量越多,则燃烧时间越长,火焰越高,且分析纯乙醇燃烧的火焰高度略高于95%乙醇。
实验结果表明,滴加5滴左右95%乙醇或分析纯乙醇进行实验,火焰燃烧的时间在20 s左右,火焰高度在3.5~4.5 cm之间,完全可以满足实验观察的需要。
3.4 浓H2SO4用量的影响
用粉笔作反应载体,用95%乙醇,改变浓H2SO4用量重复2.3.2实验。
实验数据见表4。
表4实验数据表明,用粉笔作反应载体,浓硫酸滴加1滴即可达到实验效果。
当浓硫酸超过2滴后,粉笔的主要成分碳酸钙就会与浓硫酸反应而冒气泡,影响实验效果。
浓硫酸对硼化合物焰色反应火焰高度和燃烧时间的影响见图8。
4 结论
(1)粉笔完全可以代替蒸发皿或瓷坩埚完成此项实验,且实验效果更好;
(2)实验时取1耳匙硼酸,加5滴95%乙醇和1滴浓硫酸,此试剂用量为最佳实验条件。
火焰高度及燃烧时间的长短主要与乙醇的用量多少有关,用5滴左右即可取得明显实验效果。
5 优点
用粉笔作载体做硼化合物焰色反应的实验具有以下优点:
(1)实验现象更明显,火焰燃烧稳定、时间长,火焰特有的绿色纯洁而明亮。
(2)节约试剂,降低实验成本。
硼酸、浓H2SO4的用量显著减少,95%乙醇的用量取5滴左右即可满足实验要求。
(3)操作简单,节约时间,绿色环保。
无需洗涤仪器、量取乙醇,也不需要用玻璃棒进行搅拌,实验结束后只需处理粉笔头等固体废弃物,不会产生大量含酸废液。
(4)取材方便,提高资源利用率,利用废弃粉笔头即可进行实验。
总之,该方法体现了化学实验“绿色化”、“微量化”的新理念,特别适合于学生实验和课堂演示实验。
参考文献
[1]北京师范大学无机化学教研室. 无机化学实验.第3版,北京:高等教育出版社,2001: 152
[2]中山大学等校. 无机化学实验.第3版,北京:高等教育出版社,1992: 148
[3]周怀宁. 微型无机化学实验. 北京:科学出版社,2000: 107
[4]蒋碧如,潘润身. 无机化学实验. 北京:高等教育出版社,1998: 108,114
[5]卢玉妹. 保定师专学报,2005,18(2): 32-33
[6]青年科学,2003,(1): 20
[7]青年科学,2003,(2): 22-23
[8]马志成. 科学启蒙,1996,(3): 26
[9]北京师范大学,华中师范大学,南京师范大学无机化学教研室. 无机化学(下册).第3版,北京:高等教育出版社,2002: 593,596
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。