鈉在氯氣中燃燒的實驗改進

2022-10-08 23:18:05 字數 1899 閱讀 3164

【摘要】在綠色化學思想指導下,對鈉在氯氣中燃燒的實驗進行了改進,利用微型實驗培養學生的實驗意識、動手能力、實踐能力和知識的綜合運用能力。

【關鍵詞】鈉氯氣微型實驗

人教版《化學實驗》(選修6)課題二的主題是追求化學實驗的綠色追求,故而在實驗1-2氯氣的生成及其性質的微型實驗中,選用玻璃片和表面皿進行微型實驗,以體現綠色化學思想,為培養學生綜合應用所學知識建立了乙個範本。

雖然我們學校目前沒有開設《化學實驗》(選修6)這個模組,但筆者在上課時,會隨時對教材的一些實驗進行重新整合,追求化學實驗的微型化、綠色化,為此筆者對鈉在氯氣中燃燒實驗進行了改進。

在新課標人教版《化學必修2》第21頁化學鍵的內容中,鈉在氯氣中燃燒的實驗操作是,取一塊綠豆大小的金屬鈉(切去氧化層),用濾紙吸淨煤油,放在石棉網上,用酒精燈微熱,待鈉熔成球狀時,將盛有氯氣的集氣瓶迅速倒扣在鈉的上方(如下圖所示)。

筆者認為課本的這個實驗存在一些不足,主要表現下面幾點:

1.氯氣需要從實驗室單獨製取,放置久了,集氣瓶中的氯氣純度不夠,影響實驗效果。

2.鈉必須在空氣中用酒精燈加熱至熔化,學生會誤認為是鈉與空氣中的氧氣反應。

3.集氣瓶倒扣在石棉網上,氯氣很容易洩露,會造成環境汙染,這是與我們倡導的環保理念相違背。

4.該實驗只適宜做演示實驗,不適宜做分組實驗,不符合新課改要求。

一、實驗的改進措施及裝置說明

(一)實驗儀器。廣口瓶、膠頭滴管、四孔橡膠塞、小玻璃瓶、石棉絨、注射器、止水夾、玻璃導管、乳膠管、燒杯、小刀、鑷子、氣球。

(二)實驗藥品及用品。濃鹽酸、高錳酸鉀粉末、金屬鈉、較濃的氫氧化鈉溶液、蒸餾水、濾紙。

(三)實驗裝置如下圖所示。

(四)實驗操作過程及現象。

1.按上圖組裝好儀器後,先檢查裝置的氣密性。

2.在潔淨的廣口瓶中裝入一些細沙(防止鈉劇烈燃燒使瓶底受熱不均被炸裂,同時可固定小玻璃瓶),在細沙表面放置一小塊石棉絨(放置鈉塊用)。

3.把乙個裝有少量高錳酸鉀粉末(約1.0克)的小玻璃瓶放在廣口瓶內的細沙上。

4.將一塊綠豆大小的金屬鈉吸淨煤油後,切去表面的氧化層,並用兩塊光滑的玻璃片將其壓成薄片(目的是增大鈉與氯氣的接觸面積),放入廣口瓶內石棉絨上,迅速塞上乙個四孔橡膠塞(乙個孔插入內吸有水的膠頭滴管,下端對準金屬鈉;乙個孔插入系有氣球的玻璃管,防止燃燒時集氣瓶內氣壓過大橡膠塞被衝出;乙個孔插入內吸有濃鹽酸的注射器,下端對準小玻璃瓶;乙個孔插入導氣管),導氣管的另一端通入較濃的氫氧化鈉溶液,以吸收尾氣。

5.開啟止水夾,將裝有濃鹽酸的注射器的活塞推進,使適量濃鹽酸滴入裝有高錳酸鉀粉末的小玻璃瓶中,並由注射器控制產生氯氣的速率和量。當廣口瓶內充滿黃綠色氣體時,關閉止水夾,擠壓吸有水的膠頭滴管,使一小滴水滴在金屬鈉上,用於除去鈉表面的氧化層,同時水跟金屬鈉反應,放出的熱量使金屬鈉熔化,鈉與氯氣迅速發生反應而劇烈燃燒,產生黃色火焰,生成白煙,氣球膨脹。

6.待白煙消失,氣球變癟,廣口瓶冷卻至室溫後,開啟止水夾,氫氧化鈉溶液被倒吸入廣口瓶中,吸收可能未完全反應的氯氣和濃鹽酸揮發出來的***氣體。

二、實驗創新與改進之處

(一)把製取、收集氯氣和鈉在氯氣中燃燒的實驗合二為一,簡化了操作程式且操作方便,易於控制,保證了實驗的成功率。

(二)可以讓學生直觀體念鈉與水反應是放熱反應。

(三)實驗過程中試劑用量少,節約藥品,裝置簡單易得,符合實驗微型化。

(四)變敞開實驗為封閉式實驗,並增加尾氣吸收裝置,避免對環境的汙染,符合綠色化學思想。

(五)本裝置只需把吸水的膠頭滴管換成電烙鐵的發熱器,便可用於銅絲、鐵絲等在氯氣中燃燒的實驗,具有推廣意義。

(六)用於學生分組實驗,比較適用。

事實證明,書本上的知識儘管是經過了教育教學專家的驗證和審查,但並不表示就完美無缺,有時也會留下一些供我們去探索的空間,只要我們教師在教學中不唯書、不唯綱,積極思考,主動**,及時總結,就一定會有所發現,有所創新,就能探索出一條較好的實驗教學的路子,就能使自己盡快成長為乙個研究型、創新型的教師。

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