焰色反应的再改进实验

焰色反应的再改进实验

作者：陈亮

来源：《速读·下旬》2015年第01期

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）。

药品：氯化钠、氯化钾、五水合硫酸铜、氯化钡、硝酸锶、氯化钙。

三、实验过程（涉及到溶液体积单位均为ml）

以铜离子检验为例：

实验条件为室温，乙醇为分析纯（含量>99.7%），涉及到的液体体积均以ml计算：

（1）用蒸馏水配置饱和cuso4溶液，然后向喷壶中加入一定量的酒精、水、硫酸铜溶液（详见下表），摇匀。

（2）点燃酒精灯（或打火机），连续按动喷雾器，使溶液从酒精灯（或打火机）的一侧喷出，记录并观察现象。

（3）分别用氯化钾、氯化钠、氯化钡、氯化钙做焰色反应实验，方法与铜的焰色反应实验类似。

四、实验结论

（1）在配置的溶液中，当乙醇含量在70%左右时，效果最为明显，此时能够非常明显的观察到铜的焰色反应为绿色。

（2）氯化钡现象最明显时为乙醇的含量为70%左右。

（3）氯化钠、氯化钾可以在酒精中溶解，不会出现浊化现象，故可将其直接溶解在酒精中，制成饱和溶液进行实验。

（4）硝酸锶在酒精中的浊化现象非常严重，以至于当乙醇和水的比例在6：4时还非常严重，无法进行类似实验。但可以考虑改用甲醇和水作为溶剂进行相关实验（甲醇的极性比乙醇大）。

（5）实验还发现，氯化物在酒精中的溶解度普遍大于其硝酸盐，故用氯化盐实验效果会更好。

五、实验总结

本实验详细的探究了用乙醇和水做溶剂来演示焰色反应的最佳条件。解决了焰色反应：①过程繁琐（洗、烧、蘸、烧、洗），盛放于小喷壶中使用方便，避免二次污染；②实验器材便宜（不使用昂贵的铂丝），可以做演示实验，也可用来做学生实验，提高学生兴趣；③由于待检测离子浓度较传统实验大，故现象也很明显；④还可以设计成探究实验用以训练学生的思维，加深学生对实验过程中“单一变量”的理解。