钠与氯气燃烧的改进实验探究

点燃
２Na＋Cl２ ２NaCl
２ 实验现象预测
通过对实验的原理分析,可知高锰酸钾制备氯
图 １ 实验装置
(
２)在蒸馏 烧 瓶 中 加 入 １g 高 锰 酸 钾 固 体,并
在分液漏斗中装入约 １ mL 浓盐酸.
(
３)取一块黄豆大小的钠,用滤纸吸去表面的煤
油,并用小刀刮去表面的氧化层,迅速放入干燥管中
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中小学实验与装备 ２０１８ 年第 ４ 期
第 ２８ 卷
实验改进
钠与氯气燃烧的改进实验探究
西华师范大学化学教育研究所(
６３７０００) 刘 枫 苟兴龙 文丰玉
教材中钠 与 氯 气 燃 烧 的 实 验 存 在 氯 气 不 方 便
携带和尾气未处理等方面的不足.在教学实践中,
不少教师也对该实验进行了改进,大多采用氯气的
(
５)氯气与氢氧化钠反应也会产生氯化钠.
(
３)产生的氯化钠不一定全是钠与氯气反应产
生的.
(
４)钠没有发生反应.
３．
３ 原因分析
(
１)钠自燃是由于浓盐酸与高锰酸钾反应生成
水,水与钠反应后再与氯气反应.
２Na＋２H２O ２NaOH＋H２ ↑
(
)
从钠与水反应中可以猜测白色晶体不仅有
２
NaCl,还 可 能 产 生 NaOH,所 以 pH 大 于 ７,呈
４ 实验检验
表 １ 实验检验
实验检验过程见表 １.
装置
现象及产物
实验一:洗气 瓶 中 装 的 是 饱 和 食 盐 水,排 除 HC
l气 体 的 影
响.经过多次试验,仍存在钠自燃的现象,产生两次燃烧.
产物为白色晶体,将白色晶体溶解后进行 pH 检验,
pH＞７.
实验二:洗气瓶中装的是 浓 硫 酸 溶 液,排 除 水 的 影 响. 多 次
氯气发生了反应.
(
２)将白色晶体溶解后进行 pH 检验,
pH 值大
于 ７,呈碱性.
(
３)浓 盐 酸 具 有 挥 发 性,易 进 入 玻 璃 管 与 Na
反应,产生氯化钠.
Na＋２HCl２NaCl＋H２ ↑
(
４)浓盐酸、水和钠反应都会产生氢气,氢气
与氯气会在一定条件下发生爆炸,存在安全隐患.
H２ ＋Cl２ ２HCl↑
的玻璃棉上,并立刻旋紧球形干燥管口的橡胶塞.
(
４)用分液 漏 斗 缓 慢 滴 加 浓 盐 酸,让 浓 盐 酸 与
气会产生水,浓盐酸具有挥发性.为了验证水和氯
高锰酸钾 充 分 反 应,此 时 蒸 馏 烧 瓶 中 产 生 绿 色 气
化氢对改进实验的影响,做了以下实验设计.
体,排除球形干燥管中的空气,待有气泡产生时,点
碱性.
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Cl２ ＋２NaOH NaCl＋H２O＋ NaClO
(
６)钠发生氧化,在表面形成了氧化膜.
通过以上实 验 可 以 发 现 以 下 问 题: ① 产 物 无
法确定,有杂质; ②Na易自燃且易氧化; ③ 产生
的氢气,会对 实 验 产 生 安 全 隐 患. 对 此, 可 采 用
控制变量法分别检验水和氯化氢对实验的影响.
生,可确认反应生成了氯化钠.
５ ห้องสมุดไป่ตู้验结论
通过以上实验探究,得出水对钠与氯气的燃烧
燃烧反应的影响很小.
除去水和氯 化 氢 后, 干 燥 纯 净 的 氯 气 与 钠 燃
烧反应 很 迅 速, 降 低 了 钠 加 热 后 不 燃 烧 的 概 率.
实验具有一定的影响.首先,水与钠反应会产生自
所以,在做钠 与 氯 气 反 应 的 一 体 化 设 计 时, 最 重
制备与钠反应的一体化设计,为了实验简便一般将
直接制取 的 氯 气 与 钠 反 应,并 没 有 对 氯 气 进 行 处
理,从而对实验 结 果 产 生 影 响. 对 此,问 题 笔 者 设
计了以下实验进行探究.
１ 实验原理
２KMnO４ ＋１６HCl(浓)２KCl＋２MnCl２ ＋
５Cl２ ↑＋８H２O
以课本中的传统实验器材为主,热源选用传统
收稿日期:
２０１８－０６－０３
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３．
２ 实验中出现的问题
通过多次反复实验发现以下问题.
(
１)钠易发 生 自 燃,在 酒 精 灯 还 未 加 热 时 就 与
燃,导致产生杂质氢气和氢氧化钠.氢气与氯气反
要的是要对水 进 行 处 理. 通 过 对 钠 与 氯 气 的 燃 烧
反应结束后,球形干燥管壁上有白色固体产生.
(
６)实验结 束 后,在 分 液 漏 斗 中 加 入 少 量 氢 氧
化钠溶液进行尾气处理.

的酒精灯,烧杯选用小容积的烧杯,初始水温控制在
３ 研究结论
通 过 上 面 的 初 步 比 较,结 合 水 的 沸 腾 实 验 的
试验,实验成功率高,极少出现钠不燃烧的现象.
产物为白色晶体,将白色晶体溶解后进行 pH 检验,呈中性.
实验三:将水与氯化氢除去后,实验成功率大大提高.
钠剧烈燃烧,火焰 呈 黄 色 且 生 成 白 色 晶 体. 将 白 色 晶 体 溶 解 后 进
行 pH 检验,呈中性.再将 AgNO３ 溶液滴入溶液中,有白色沉淀产
具体要求,可 得 出:热 源 选 用 传 统 酒 精 灯 较 好,盛
水的器皿选带有盖子的小烧杯较好.
４ 使用建议
通 过 上 面 的 初 步 比 较,结 合 水 的 沸 腾 实 验 的
具体要求,以及笔者 在 教 学 中 的 实 际 尝 试,对 于 水
８０ ℃ 左右(将烧开的水倒入热水瓶中进行保温备用
３ 实验过程
３．
１ 实验装置及步骤
实验装置如图 １ 所示,实验步骤如下.
(
１)按照图 １ 所 示 组 装 图 连 接 实 验 装 置,并 检
查装置气密性.
燃酒精灯,将球形干燥管预热,后局部加热.
(
５)当钠加 热 燃 烧 时,迅 速 撤 除 酒 精 灯. 此 时
观察到钠剧烈燃烧,火焰成黄色,并产生大量白烟,
即可),杯口选用干燥的木质盖子(在连续使用之前
要进行干燥处理).如若是进行演示实验,可选用烧
瓶和大温度计.电热养生壶的使用可以放在学生分
组探究实验以后进行,在学生已经通过实验探究认
识了沸腾现象后,可以用现象更加明显、直观的器材
将学生在实验中观察不到位的地方(诸如气泡、声音
等)进行印象加深.
沸腾实验教学中器材的采用建议如下.