加热钠时产生的一大圈白烟是怎么回事?
烟是大量细小固体颗粒分散在气体中形成的混合物。
燃烧产生了钠的氧化物,细小的钠氧化物颗粒随热空气上升就形成了白烟的现象。
其实我们生活中的黑烟,就是燃烧产生的黑色颗粒随热空气上升形成的。
以下供参考:
钠的燃烧实验的改进
曾胜1,2,谢祥林1,李跃春1
(1.湖南师范大学化学化工学院,湖南长沙 410081;2.湖南新化县第五中学,湖南新化 417628)
1 问题的提出
人民教育出版社2005年版课标实验教材高一化学实验3-2将其2003年版高一化学实验2-2钠的燃烧实验,将钠块放在石棉网上加热[1]改进为将钠块放在坩埚中加热[2]。坩埚相比于石棉网有利于淡黄色产物的凝结,同时坩埚不与钠发生反应,能观察到较为明显的淡黄色产物。改进后的实验设计仍存在如下缺陷:1.坩埚的形状不利于学生观察钠的燃烧过程;2.实验过程中产生大量的白烟,主要成分为钠的氧化物,减少了产物剩余在坩埚中的量,不便于产物的观察,同时对环境造成了污染;3.金属钠熔化时表面常有一层黑色物质,燃烧后产物周围也存在大量黑色物质。
2 现有的改进
龙岩一中张俊、黄予欣等通过实验研究证明钠的燃烧实验中,石棉网的材质和钠块表面的煤油是造成产物带有黑色的主要原因,他们提出本实验应从以下2点改进:1.煤油要用滤纸吸干;2.用蒸发皿代替石棉网或选用质量较好的石棉网[3]。
现有的改进集中在材料的改进上,除上文提到的坩埚、蒸发皿,还有试管、铁片、燃烧匙等。这些改进较采用石棉网均有利于淡黄色产物的凝结,且一般不与钠发生反应,但仍各自存在某些缺陷。坩埚、蒸发皿的形状不利于学生直观观察钠的燃烧过程;试管在加热时由于钠燃烧时放出大量的热,瞬间受热,从而很容易炸裂而造成浪费;铁片易生锈,且大多为灰色;燃烧匙为铜制,仪器本身显黄色。铁片和燃烧匙这两种材料,实验获得的过氧化钠不能很明显的显现出来,要求铁片或燃烧匙必须洁净或者为新制的,这与使用石棉网时存在同样的缺陷。
3 本实验的改进
实验器材:钠、镊子、小刀、酒精灯、滤纸、三脚架、白色搪瓷盖、小烧杯2个。
实验步骤:1.取黄豆粒大小钠块,用滤纸擦干钠表面的煤油,用小刀除去钠表面的氧化层,搁置在洗净晾干的白色搪瓷盖中央,用干燥的小烧杯罩在钠块上方(如右图)。2.对钠块加热至钠块熔化成小球并开始燃烧时停止加热。3.待反应终结后,用另一个干燥的小烧杯换下原来的小烧杯,此时透过烧杯壁可观察到淡黄色菜花状固体。4.向第一个烧杯中加入少量水,振荡,将烧杯壁上附着的白色物质溶解,再加入少量酚酞,溶液变红,可得出反应过程中生成的白烟为钠的氧化物的结论。5.将装置置于讲台上,要求学生观察淡黄色物质在未来1-2天内的变化情况。
实验优点及原理: 1.对反应过程中产生的大量烟雾进行了收集,减少了对空气的污染,同时验证了钠的氧化物溶于水显碱性。2.处理了钠块表面的煤油层,并切除了氧化层,避免观察到黑色的物质。3.的组成与坩埚、蒸发皿相似,耐热,可多次重复使用;不与钠发生反应。4.白色搪瓷盖平坦的形状有利于学生观察钠的燃烧的全过程。