创新实验研究“焰色反应”

张娟

摘 要：改进了“焰色反应”的传统实验装置，从无色火焰的制取到火焰载体的改进再到药物托体的改造，全部焕然一新，弥补了原装置的不足，获得更明显的实验现象。

关键词：实验；化学；焰色反应

一、实验研究的背景

在普通高中课程标准实验教科书、化学I（必修）中介绍了几种金属的焰色反应及实验操作，但在实际中使用教材介绍的实验方法很难得到明显现象。

二、实验研究的过程

为了获得无色火焰，笔者经过不断的研究从而确定了用以氢气为燃料的氢氧焰来取代酒精灯火焰，实现了低成本、简易装置就可获得明显实验现象的目的，实验研究过程如下：

1.仪器药品

仪器：铁架台、胶管、带导管的橡皮塞、启普发生器、烧杯、酒精灯、酒精喷灯、带胶塞的洗气瓶、直径约4 mm的不锈钢金属管、玻棒、水槽、蒸发皿、锡箔、不锈钢芯、容量瓶。

药品：锌粒、体积比为1∶3的硫酸、浓硫酸、BaCl2溶液、LiNO3溶液、NaCl溶液、Sb（NO3）溶液、CuCl2溶液……

2.无色火焰的制取

（1）火焰原料的选择

①酒精火焰

酒精灯火焰为黄色，原因可能在于酒精灯玻璃中钠离子的干扰，而理论上酒精喷灯产生的火焰为无色，但实验中无法取得无色火焰，原因在于喷灯口的金属铜的焰色有影响。

②氢气火焰

氢气的纯度是获得无色火焰的关键，使用挥发性酸制取氢气会影响火焰的稳定性，硫酸的浓度为1∶3时，反应速度最快。

（2）药物托体的改进

（3）实验装置

启普发生器中的反应为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

鋅粒与硫酸体积之比为1∶3

三、实验研究的结果

收集的金属离子焰色如下：

钡Ba（Ba2+）：黄绿色 锡Sn（Sn2+）：蓝紫色

镉Cd（Cd2+）：浅黄色 锶Cr（Cr3+）：洋红色

铝Al（Al3+）：无色 钠Na（Na+）：黄色

……

四、实验研究的讨论

1.改进后实验有哪些用途

2.关于无色火焰制取的讨论

实验中采用氢气作为火焰原料，避免了酒精中碳粒子激发所发出的黄光，保证了火焰成无色或极浅蓝色，而且氢气可燃烧范围大。使用启普发生器制取氢气装置简单，操作简便，可以随时调整和终止反应。为加快H2的制取速率，可加入三氯化铁溶液。为保证火焰的稳定性，可用浓硫酸除去H2中的水蒸气。

参考文献：

林绮玲.“焰色反应”的创新实验研究[B].化学教学，2010（06）∶47.

（作者单位 四川省西昌市礼州中学）