钠在氯气中燃烧实验的改进

更新时间:2019-08-19 来源:化学教学论文 点击:

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  摘要:指出了现行高中化学教材中钠在氯气中燃烧实验的不足,详细介绍了改进后的实验装置及其实验方法,简化了氯气制备及其实验过程,保障了整个实验在封闭体系内进行,解决了钠在氯气中燃烧实验严重污染环境问题,从而培养了学生的环保意识。

  关键词:钠燃烧 氯气 实验装置
  
  1 实验用品
  
  玻璃钟罩1个、玻璃水槽1个、三脚支架1个、无色细高玻璃瓶 (醋瓶)1个、石棉网1块、弯滴管1支、5号单孔橡胶塞1个、酒精灯1盏、火柴1盒、滴管1支、玻璃棒 (30cm)1根、镊子1把、粗线绳等。高锰酸钾晶体、浓盐酸、金属钠,5%氢氧化钠溶液、酒精等。

  2 实验装置
  
  实验装置中:

  A.无底玻璃瓶;B.金属钠;C.支架;D.高锰酸钾晶体;E.瓶盖;F.5%氢氧化钠溶液;G.玻璃钟罩
  
  3 仪器制作过程
  
  (1)三脚架的制作
  
  ①用8号铁条弯成内径与玻璃瓶、瓶颈最大外径大小合适的两个大小不一的铁圈。②用钳子分别剪取3段8号铁条 (其长度均为瓶高的1/2)作为支脚、3段较短8号铁条 (其长度以将小铁圈套在瓶颈上时可以连接到支脚为宜)作为横梁。然后将大铁圈、小铁圈、3个支脚、3个横梁焊接成1个三脚支架 .3 三脚支架
  
  (2)无底玻璃瓶的截取
  
  化学教育取1个无色细高的玻璃瓶 (如醋瓶),在靠瓶底处用粗线绳缠绕2周 ,用滴管在缠绕的线绳上滴加上酒精,然后用火柴点燃,当火焰即将熄灭时,再用滴管在缠绕粗线绳处滴加冷水,此时瓶底即可脱落。截取无底瓶
  
  (3)石棉网加工
  
  取1块石棉网,用剪刀剪成一直径与玻璃瓶最大内径相当的1块圆形状,然后用铁棒在靠近外边缘处均匀的杵4个小孔 (孔的直径略大于玻璃管直径 .圆形石棉网
  
  (4)特殊滴管制作
  
  取1根30cm长的玻璃管,用酒精灯加热制成1个弯形玻璃滴管 .特殊滴管
  
  (5)改进胶塞
  
  取1个5号单孔橡胶塞,将玻璃棒从橡胶塞的中心孔穿入 (保证气密性良好),调整橡胶塞上、下方玻璃棒的长度,使下端玻璃棒的长度以接触到石棉网上的金属钠,且玻璃棒上的橡胶塞恰好塞紧在玻璃钟罩的上口处为宜。

  4 实验方法及其现象
  
  (1)在玻璃水槽内加入5%氢氧化钠溶液,并使液体深度达到3cm左右。

  (2)将制好的铁三脚支架放在玻璃水槽的中央后,将瓶口有塑料瓶盖的无底玻璃瓶插入到三脚支架上。

  (3)盖紧玻璃瓶的塑料盖,用药勺把3g左右的高锰酸钾晶体放入到玻璃瓶的瓶盖内。

  (4)在无底玻璃瓶内放上制好的圆形石棉网。

  (5)用镊子夹取绿豆粒大小的金属钠,放到圆形石棉网的中心位置。

  (6)在倒立的无底玻璃瓶子上罩上玻璃钟罩。

  (7)用弯形滴管通过圆形石棉网的边缘小孔向瓶内注入浓盐酸 (如图7所示),片刻可观察到在瓶颈处产生黄绿色的氯气。经过3min后,氯气通过圆形石棉网的边缘小孔进入到玻璃瓶体内。当氯气即将充满无底玻璃瓶瓶体且未逸出时,将用酒精喷灯火焰烧成炽热的玻璃棒 (带胶塞)迅速插入到无底、倒立的玻璃瓶内与圆形石棉网上的金属钠相接触,同时将玻璃棒上的胶塞塞紧在玻璃钟罩的上口处。可观察到金属钠立即融化、在氯气中剧烈燃烧发出黄色火焰,生成的氯化钠小颗粒悬浮在气体中呈白烟状。剩余的氯气被玻璃水槽内的氢氧化钠吸收掉。加浓盐酸实验说明氯气的制取、钠在氯气中燃烧是在同一个装置内进行,从而简化了氯气的制取、收集、开盖等多个环节,减少了氯气外逸到室内空气中的机会。实验时,虽然生成了氯气,但因氯气密度较空气大,且刚好收集满玻璃瓶,还未进入玻璃钟罩内,玻璃棒上的胶塞就已经将玻璃钟罩上口封住,从而保证了实验的封闭性,避免了氯气从玻璃钟罩内逸出,杜绝了氯气对环境的污染。

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