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试议燃烧对钠在空气中燃烧实验改善大专

收藏本文 2024-01-30 点赞:19036 浏览:82839 作者:网友投稿原创标记本站原创

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教材中钠在空气中燃烧的实验,存在一些问题。一是产生大量白烟,造成空气污染,与“绿色化学”思想相违;二是坩埚壁不透明,遮挡住了钠加热熔成小球及其燃烧现象,学生观察不方便,不能直接观察到金属钠从熔化到燃烧的具体变化过程,不利于分析实验结果;三是该实验虽可方便快速得到淡产物,但生成物周围总伴有黑色颗粒及灰白色粉末生成,影响实验效果。为此笔者对该实验进行了改进,实验装置如图1所示。
图1钠在空气中燃烧实验装置
1实验过程
按装置图连接好各仪器,检查装置气密性;取一小块金属钠(绿豆般大小),用滤纸吸

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干表面的煤油,放在凹型玻璃片上,用镊子将其放入具支试管中,并接上带有碱石灰干燥管的双联打气球;先用酒精灯预热具支试管,然后用外焰加热钠,当钠熔成银白色小球时,开始不断鼓气,保证燃烧所需氧气;燃烧完毕后,停止通气,撤去锥形瓶和酒精灯。
2实验结果
加热钠时,有大量白烟产生,经过锥形瓶中水洗涤之后也还有大量白烟,酚酞不变色;加热大约40s后,钠熔成一个银白色小球。鼓气后,钠开始剧烈燃烧,发出火焰。此时的白烟进入到锥形瓶时,酚酞变红;控制气流大小,还可控制钠燃烧的剧烈程度;待钠燃烧完全后,可观察到非常漂亮的菊花状的产物,周围无黑色物质,且产物颜色随温度降低由黄棕色逐渐变为淡。未被水吸收的白烟被干燥管里浸过酒精的脱脂棉吸收,极少溢出至周围环境中。
3实验问题探讨
(1)反应器须干燥无水,以防止钠及生成的过氧化钠与水反应。
(2)一定要将钠放在凹型玻璃载体上,否则,由于反应温度过高,具支试管易炸裂。另外,也可用瓷片,但瓷片一般为平的,反应时,钠容易掉至试管上,也易使具支试管炸裂。
(3)开始鼓气的时间是关键,一定要待钠熔成小球时再鼓气。若先鼓气,会降低试管内温度,低温下有利于Na2O的生成而不利于Na2O2的生成。
4结果分析
笔者通过对比现行教材中的方案和工业生产方法,制定了本实验的方案。基本解决了实验中经常出现的问题,刚开始的白烟是钠表面的煤油及其分解产物,而待钠燃烧后的白烟即是过氧化钠(也可能含少量氧化钠);前者不能使酚酞变红,后者可使酚酞变红。另外在探究过程中,笔者也曾试过用沾有硫酸的棉花吸收白烟,但仍有大量白烟溢出;用教材上的方法进行试验,可闻到一股煤油味,选择用蘸有酒精的棉花对白烟进行吸收,减少了环境污染。尤其重要的是,该实验利于学生观察,特别是用控制气流来控制反应的剧烈程度,增加了实验的直观性、趣味性,更有利于学生直观地动态地观察反应的全过程和现象,有利于理解和分析反应的原理与结果。

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