鈉燃燒實驗的改進

萬華明　向大榮

【摘要】通過對鈉燃燒實驗的改進，使實驗操作更加合理，更安全，更環(huán)保，實驗效果更明顯。

【關(guān)鍵詞】鈉 燃燒 實驗研究

【中圖分類號】G633.8 【文獻標(biāo)識碼】B 【文章編號】2095-3089（2013）08-0181-01

1.問題的提出

筆者認(rèn)為人教版化學(xué)課程必修一實驗[3～2]鈉在空氣中燃燒實驗存在如下問題：⑴在敞口容器中實驗，產(chǎn)生大量的白煙，污染環(huán)境；⑵在坩堝中加熱實驗，坩堝不透明，大多數(shù)學(xué)生無法清晰觀察實驗現(xiàn)象，且坩堝容易破裂；⑶實驗過于劇烈，學(xué)生在觀察實驗時容易被煙熏而無法享受實驗過程。針對上述問題，我們進行了如下改進。

2.實驗改進

2.1裝置改進

首先，我們在發(fā)生裝置上做了較大改進：（1）將坩堝換成硬質(zhì)試管，便于觀察實驗現(xiàn)象；（2）用一個帶塑料袋的單孔橡皮塞收集煙，以防止污染；（3）使用一個帶氣閥的洗耳球及單孔橡皮塞，用以控制反應(yīng)速率；（4）用一小片鋁片置于試管中部，目的是控制實驗溫度。為了便于實驗操作中裝進鈉粒，并在單孔橡皮塞上插了一段光潔無銹的鐵絲。實驗裝置如上圖所示。這樣，使整個實驗在密閉條件下進行。

經(jīng)過實驗，我們發(fā)現(xiàn)用硬質(zhì)試管進行實驗比用坩堝現(xiàn)象明顯而且安全。加熱后，試管內(nèi)觀察到鈉融化成的光亮小球在鋁箔上滾動、表面產(chǎn)生白色固體、隨后鈉燃燒并產(chǎn)生黃色火焰、燃燒結(jié)束留下固體為淡黃色。改進之后，現(xiàn)象更明顯，實驗效果更佳，說服力更強。實驗中，只要用試管底有破損的試管就行，能夠起到廢舊物品利用的作用。

2.2加熱方式改進

鈉燃燒實驗的關(guān)鍵之一是控制反應(yīng)溫度。先用酒精燈加熱試管，再用試管加熱鋁片，最后用鋁片加熱鈉，鈉受熱相對均勻，可以很好的控制反應(yīng)溫度。鈉的熔點為97.81℃，在150℃～200℃反應(yīng)生成氧化鈉，在氧氣充足條件下在300～400℃反應(yīng)生成過氧化鈉，鋁的熔點660℃，氧化鋁熔點2050℃，加熱時鈉燃燒鋁片不融化。反應(yīng)結(jié)束后，可將鋁片取出進一步觀察過氧化鈉的狀態(tài)、顏色。

2.3空氣用量改進

鈉燃燒實驗的關(guān)鍵之二是控制反應(yīng)空氣的量，在溫度達到著火點之后，通過擠壓帶氣閥的洗耳球，可以很好的控制空氣的量，從而控制反應(yīng)速率，鈉燃燒的整個過程得到控制。擠壓洗耳球鼓氣，鈉劇烈燃燒，停止鼓氣，反應(yīng)停止。實驗現(xiàn)象明顯、壯觀、清晰。

3.實驗用品

鐵架臺（帶鐵夾）、硬質(zhì)試管、酒精燈、鑷子、小刀、濾紙、雙孔橡皮塞、玻璃導(dǎo)管、橡膠管、氣袋、氣閥、洗耳球、止水夾 鈉、鋁片、無銹鐵絲（φ1mm）。

4.實驗操作

4.1用一小塊鋁片襯在一支廢硬質(zhì)試管中部，用鐵夾固定好廢硬質(zhì)試管，用帶塑料袋的單孔橡皮塞塞緊廢硬質(zhì)試管一端，點燃酒精燈先預(yù)熱廢硬質(zhì)試管，再固定在廢硬質(zhì)試管中部加熱。

4.2用鑷子從試劑瓶中取出金屬鈉，用小刀切去表面的氧化膜，讓學(xué)生觀察鈉的顏色及其變化之后，截取黃豆粒大小的鈉，用濾紙吸凈表面的煤油，其余放回原試劑瓶。

4.3用鑷子將金屬鈉固定在光潔無銹的鐵絲上，塞好單孔橡皮塞，繼續(xù)加熱，觀察現(xiàn)象，當(dāng)觀察到有少量火星時，迅速撤走酒精燈，慢慢擠壓洗耳球，鼓入空氣，控制空氣的量，從而控制反應(yīng)的劇烈程度。

4.4實驗結(jié)束，關(guān)閉止水夾，取下單孔橡皮塞，將廢氣通入到水中處理，用鑷子取出鋁片，讓試管自然冷卻，并進一步觀察過氧化鈉的顏色。

5.實驗效果及改進的意義

5.1用酒精燈加熱試管，用試管加熱鋁，用鋁加熱鈉，可以很好的控制反應(yīng)溫度；用洗耳球控制通入空氣的量，可以很好的控制反應(yīng)的劇烈程度，延長反應(yīng)時間，使現(xiàn)象更明顯、更直觀。

5.2整個實驗在密閉裝置中完成，避免了鈉反應(yīng)產(chǎn)生的灰塵污染。

5.3使用硬質(zhì)試管，克服了因坩堝的遮擋及反應(yīng)太快而觀察不清明顯的實驗現(xiàn)象的缺點。

5.4通過實驗過程的展示，可以激發(fā)學(xué)生探究科學(xué)知識的興趣，提升學(xué)生的觀察能力、思維能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和科學(xué)方法。

5.5廢舊試管的再利用。

參考文獻：

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