正文 第1章 關於堿金屬實驗的操作和改進(1)(1 / 3)

自製銀白色金屬鈉標本

取兩支試管、口徑(大小自選)一大一小,洗淨烘幹、小試管正好緊緊套在大試管裏,如同打針的注射筒能推進拉出,小試管略比大試管長些,要求在小試管推到大試管底部時,兩管底基本吻合、大小試管壁也基本緊湊,這樣空隙小,管內留存空氣則少。

用鑷子在瓶內夾取一塊鈉、用吸水紙吸去煤油後將小刀削去表麵黃垢、挖取中心部分約黃豆大小立即放入大試管底部,並速將小試管推入接近鈉粒,並立即把大試管在酒精燈上均勻加熱,當鈉開始熔化時即將小試管推入底部,熔融的鈉因小試管的擠壓向試管底壁四周空隙處濺溢,而後很快用蠟將試管口封閉,避免空氣進入,到此,一個在試管上呈銀白色的金屬鈉標本即告製成。

巧妙回收鈉渣一法

金屬鈉長期浸泡在煤油中,表麵形成一層黃色化合物。教學中每次取用金屬鈉時,都須削去表層,若幹年累積,實驗室便有了一小批削下的鈉渣。鈉渣中夾有一些金屬鈉,處理不當易造成事故。江蘇鎮江中學吳滌塵老師介紹一種安全簡易回收鈉渣中金屬鈉的方法。

除雜質

鈉渣外層的化合物極易溶於水,可用水洗去。關鍵是防止金屬鈉與水反應。方法是:用100毫升小燒杯,加入約50毫升水和30毫升煤油,再把鈉渣加入(如量多,可分批處理),用玻棒劇烈攪拌幾下,鈉渣中的化合物即可溶解於水,露出的金屬鈉迅速上浮,成銀白色沙粒狀懸浮在油水交界處。這時,鈉表麵裹有煤油,很少與水反應。

熔結

把沙粒狀金屬鈉取出,用濾紙吸幹表麵煤油,然後轉移到小試管裏,並在試管口塞一小團棉花。把試管在酒精燈上小心加熱,並輕輕抖動。待觀察到鈉粒熔合,液麵收縮呈弧狀,並見有黑色雜物浮上液麵時,立即停止加熱。靜止冷卻後,即得一鈉塊。在試管中熔結可避免殘餘煤油著火燃燒。

學生分組實驗後多餘的小塊鈉如較多,也應及時熔結成大塊,以減少存放期的變質損失。

金屬鈉燃燒生成Na2O2實驗的改進

河南平頂山一礦中學耿國欽老師介紹實驗操作步驟如下:

①點燃酒精燈,放上鐵三角架,再將15cm×15cm鍍鋅鐵片置於三角架上預熱一分鍾。

②切下黃豆大小一塊金屬鈉,用濾紙吸去表層煤油後放在已熱的鐵片上。金屬鈉表麵的煤油很快揮發掉。金屬鈉邊很快熔化成一個小圓球。且表麵被氧化成白色,很快又變成淡黃色。此時,用鐵絲使金屬鈉球撥開成一分硬幣大麵積,金屬鈉迅即燃燒。燃燒時有白煙直冒。待白煙將盡時,罩上小燒杯,熄滅酒精燈。此時,燒杯內一朵淡黃色漂亮的珊瑚狀的過氧化鈉的結晶花便產生了。

前後不超過3分鍾,簡便易行,效果甚佳,請大家不妨一試。

鈉在空氣中燃燒實驗的改進

高中化學(必修本)第一冊第四章第一節“鈉”的化學性質的實驗4-2,是將金屬鈉放在石棉網上加熱來觀察實驗現象的。用石棉網來進行實驗,有以下缺點:1燃燒劇烈,生成物不易在網上聚集;2石棉網孔隙較大,具有“滲漏”現象,鈉在熔化燃燒過程中易滲漏到石棉網網底,而觀察不到生成物;3實驗室所用的石棉網大都用過,石棉部分或多或少產生了顏色變化,而且顏色與鈉燃燒產物的顏色接近,故生成物即使能在網上有聚集,也難於觀察到其顏色;4即使使用新石棉網,由於1,2的原因,也不易觀察到生成物。鑒於以上缺點,貴州省三都民族中學謝誌詳、陝西師範大學化學係楊維平老師對鈉的燃燒實驗作了改進,將石棉網改為坩堝或瓷蒸發皿。實驗如下:

實驗用品:

坩堝、瓷蒸發皿、坩堝鉗、泥三角、三角架、酒精燈、鑷子、小刀、金屬鈉。

實驗過程及現象:

將坩堝或瓷蒸發皿洗淨,烘幹。從煤油中鑷出一小塊金屬鈉,用小刀切取黃豆大小的鈉粒,用濾紙將其表麵上的煤油吸幹,放入坩堝或瓷蒸發皿中,將坩堝或瓷蒸發皿放在泥三角上,加熱大約1min,金屬鈉溶化,隨即開始燃燒,並發出黃色火焰,燃燒時間大約持續10s,觀察到灰白色固體(Na2O)生成,繼續氧化1~2min,轉變為淡黃色固體物質(Na2O2)。化學方程式為:

4Na+O2=2Na2O2Na2O+O2=2Na2O2改進後的實驗有以下優點:1燃燒過程趨於緩和,便於學生觀察實驗現象;2實驗現象更為明顯,不僅對金屬鈉在空氣中燃燒的現象(火焰)毫無影響,而且更能使學生清楚地觀察到生成物及其顏色;3安全可靠。

常溫下鈉與空氣中氧氣反應生成氧化鈉