金属钠燃烧现象的探究与实验改进（优秀范文五篇）

第一篇：金属钠燃烧现象的探究与实验改进

金属钠燃烧现象的探究与实验改进

河南省卢氏县第一高级中学

曲海江

指导老师：徐东海

摘要：钠在空气中燃烧本应该可以观察到淡黄色火焰同时生成淡黄色的固体，但实验中却发现产生大量的白烟同时生成物质中有黑色的固体。这样就干扰了学生对实验现象的认知。本文将钠燃烧的异常现象作为课后研究性学习的内容，主动设计探究实验进行验证，并对实验方案不断进行改进，从而提出了最优的实验方案。

关键词：钠；燃烧；黑色固体；淡黄色固体；优化实验

引言：在高中化学新教材中，钠的燃烧都是必选实验。该实验的操作很简单，通常为：“把一小块金属钠放在石棉网上加热，观察现象”„，但是按此操作进行多次实验后发现效果很不理想，本应看到的明显淡黄色火焰却伴有白烟使之观察起来不太明显，本应得到纯净的淡黄色固体，却固体中存在一些黑色物质，这样无疑会干扰学生得出正确的实验结论。在新课程中将“把一小块金属钠放在石棉网上加热，观察现象”改为“把一小块金属钠放在瓷坩埚上加热，观察现象”，现象有所改观，但仍是不太完美，因此本文中主要探讨一下：

① 在钠燃烧中产生的白烟为何物？

② 为什么在产物中会有黑色物质？这些黑色物质为何物？

③ 如何优化实验才能明显观察到淡黄色火焰，同时产生比较纯净的淡黄色固体？

1、在钠燃烧中产生的白烟为何物？

烟为固体小颗粒，白烟为何物呢？笔者通过大量的文献资料调研和查阅了北师大版的无机化学以及参考相关论文中引用的理论知识，分析如下：钠的燃烧产物与氧气浓度和反应温度有关，在低温和氧气不足的情况下生成氧化钠。

氧化钠在400℃时也容易分解生成过氧化钠。

另外，查资料可知Na2O2在460℃时熔化并分解。

综上分析，白烟为氧化钠，为了避免氧化钠的生成，必须要控制温度在400～460℃之间，这是该实验改进的核心方向。这就要求钠在燃烧时不能不充分也不能太充分，要把握火候。

2、为什么产物中有黑色物质？这些物质为何物？

通过大量的资料调研，笔者总结其他研究者对黑色物质的探究有如下结论： ①附着煤油，煤油的不完全燃烧及产物二氧化碳和金属钠反应均可以生成碳。②空气中的二氧化碳和金属钠反应生成碳。③金属钠存在杂质铁元素，燃烧时生成铁的氧化物。④石棉网的材料可能对实验起干扰作用。

⑤酒精燃烧产生的二氧化碳穿过石棉网空隙与金属钠反应。

为了解决第一个问题，我们可以在实验前对钠块进行一定的处理，先用滤纸初步吸取钠表面的煤油，再用小刀切去钠块的表层物质，然后取合适大小的钠块置于反应器中，用酒精灯小火加热反应器约20秒，以尽量将残留在钠块表面的煤油除去，再进行实验。

为了解决第二个问题，我们需要隔绝空气，但是我们知道空气中的二氧化碳含量只有0．03％，非常少，笔者觉得也不应该是空气中的二氧化碳和单质钠在燃烧时反应生成的。通过我们的改进后的实验证明这一点完全可以忽略。

第三个问题金属钠存在杂质铁元素，燃烧时生成铁的氧化物。通过调研，我们在钠试剂标签上发现上面标注有成分：纯度89％，杂质含量：氯化物0．003％，氮0．002％，铁0．002％等。杂质量非常少，与我们看到在钠实验中看到的产生大量的黑色物质相比，笔者认为这个问题可能不是产生黑色物质的主要问题。

关于第四个问题和第五个问题，我们只需要把石棉网换掉，换成瓷坩埚就可以排除这两个问题对实验的干扰。

3、如何优化实验才能明显观察到淡黄色火焰，同时产生比较纯净的淡黄色固体？

笔者通过分析认为，我们要主要解决两个问题：

①必须要控制温度在400～460℃之间，这是该实验改进的核心方向。这就要求钠在燃烧时不能不充分也不能太充分，要把握火候。

②必须要处理掉钠表面附着的煤油，煤油的不完全燃烧及产物二氧化碳和金属钠反应均可以生成碳。

笔者为了控制温度对实验作如下改进：

教材钠燃烧的实验在完全敞开的体系进行，燃烧太充分，温度太高会产生大量的白烟。笔者的改进实验，让反应发生在一个半封闭的体系中发生，反应所需氧气由外界不断地补给，使反应处于可控制的条件下，实践证明现象确实比较明显，尤其值得注意的是，在间歇性鼓入空气时，金属钠燃烧时有时无，淡黄色现象特别明显。

如右图所示装置，瓷坩埚里放黄豆粒大小的、用滤纸吸干表面煤油的、切去表面氧化层的一块金属钠，然后置于反应器中，用酒精灯小火加热反应器约20秒，以尽量将残留在钠块表面的煤油除去，再进行放入瓷坩埚中加热至熔化，待刚刚燃烧时，在瓷坩埚上扣一个比瓷坩埚口径稍小的漏斗，并移开酒精灯，适时把漏斗提上、放下以调节进入空气的量，控制钠燃烧的火焰若明若暗，似燃非燃，似熄非熄，待移开漏斗观察不再有火光时，即发现有黑色固体产物，其颜色随着瓷坩埚温度的降低，逐渐变成棕色----橙黄色----淡黄色(Na2O2)，看上去是珊瑚形状。同时在实验过程能够观察到明显的淡黄色的火焰，没有白烟的干扰了。

笔者的改进实验，采用简单装置和简便操作，通过双限的方式，即限制空气的进入量和限制反应温度，很好地控制燃烧的温度，使钠燃烧生成过氧化钠。实验结果发现能够产生较纯净的淡黄色固体，比教材实验有很大的优化，更能说明温度是该实验成功的关键因素。

笔者为了探究钠表面的煤油对实验的影响，设计对比实验如下：

实验 实验一 实验二 实验三 实验结果：

实验 实验一 实验二 实验三

火焰颜色 有黑烟 有少量黑烟 明显淡黄色火焰

产物

不纯净有大量黑色物质 有少量黑色物质 纯净淡黄色固体

实验装置 改进后的实验装置

同上 同上

钠粒大小 黄豆粒大小 同上 同上

表面处理 不处理 仅用滤纸吸干煤油 深层次处理

实验结论：对表面煤油的处理也是影响实验成功与否的关键，所以我们要做出更好的实验效果，必须对钠块表面的煤油进行深层次的处理。

4、实验改进实践的收获

通过以上对钠燃烧实验进行改进的实践研究发现，控制实验温度，对煤油深层次的处理和使用瓷坩埚是这个实验成功的关键；通过笔者对教材实验存在的不足进行改进，增强实验的演示效果；同时通过研究使笔者在对这一实验改进的研究中收获颇多，首先在改进实验时，要明确改进目的；其次要用理论分析指导实验改进，寻找关键因素，确定改进方向；最后要形成实验改进思路，不宜脱离实际，变简为繁，改进后应力求装置简单、操作简便、现象明显、效果显著。

参考文献：

[1]王祖浩．普通高中课程标准实验教科书·化学1(必修)[M].南京：江苏教育出版社，2006：48 [2]北京师范大学，华中师范大学，南京师范大学无机化学教研室编．无机化学(第3版)[M]．北京：高等教育出版社，1990：620—652．

[3]李华昌，符斌．实用化学手册[M]．北京：化学工业出版社，2006243—248．

[4]徐东海．高中化学物质的量概念体系迷思概念的探查与转变研究[D]．开封：河南大学，2012． [5]高级中学课本化学必修(第一册)[M]．北京：人民教育出版社，1995：100 [6]全日制普通高级中学教科书必修化学(第一册)[M]．北京；人民教育出版社，2003：29 [7]王磊．普通高中课程标准实验教科书：化学1(必修)[M]．北京：人民教育出版社．2006：39

第二篇：蜡烛燃烧探究实验的改进

蜡烛燃烧探究实验的改进

一、改进实验目的

通过改进“对蜡烛燃烧实验的探究”的装置，使实验中对水和二氧化碳的检验现象更明显，点燃蜡烛熄灭时的白烟更易操作，从而提高实验成功率，让学生体验到探究的乐趣和学习成功的喜悦。

二、实验仪器及用品 漏斗（或长颈漏斗）、烧杯、玻璃片、玻璃管（或纸筒）、蜡烛、火柴。

三、实验装置图及说明

图⑴说明：教材中使用“在火焰上方罩一个干冷的烧杯”的方法来检验水的生成。用此方法，一般只能短暂地看到烧杯内壁出现一层水雾，主要原因在于九月份气温较高，或者烧杯壁离火焰太近，水蒸气难以冷凝。如果控制不当，蜡烛燃烧时产生的黑烟将内壁熏黑，就难以观察到水珠的生成了。

改用漏斗罩在火焰上方，热的水蒸气在上升过程中会在管壁内冷凝，一般经过1-2分钟，就会有明显的水珠附着在管壁内，现象更明显。

图⑵说明：对蜡烛燃烧产物二氧化碳的检验，教材中是用“在火焰上方罩一个内壁蘸有澄清石灰水的烧杯”的方法，我不使用这种方法的原因是：洁净的烧杯内壁能蘸的石灰水极少，受热后水份蒸发，极易变干。曾有一学生向我质疑：烧杯内壁变浑浊是不是因为水被蒸干了，残留物使内壁变浑浊呢？

我在使用改进后的装置中，强调“用玻璃片盖好后迅速倒转过来，然后注入澄清石灰水”，这是为了防止烧杯内收集的气体在倒转过来后迅速逸散。

图⑶说明：点燃蜡烛刚熄灭时的白烟，在蜡烛外套一个玻璃管，可防止吹熄蜡烛时白烟随气流散开，不易点燃。套上玻璃管后吹熄蜡烛，管内的白烟不易散失，可在管口点燃，火柴离烛芯的距离可适当远一些，学生可观察得更清楚。

四、实验操作：

1、对蜡烛燃烧产物水的检验：

如图⑴所示，点燃蜡烛，在火焰上方罩一个漏斗，观察管壁内有 什么现象发生（管壁上有水珠生成）。

2、对蜡烛燃烧产物二氧化碳的检验

如图⑵所示，点燃蜡烛，将一烧杯罩在火焰上方一会儿，用玻璃片盖好后迅速倒转过来，注入澄清石灰水并振荡，观察澄清石灰水有何变化。（澄清石灰水变浑浊）

3、对蜡烛刚熄灭时的白烟的探究

如图⑶所示，在燃着的蜡烛外，套一个玻璃管，管口上端与火焰顶部大致相平（或略高于火焰顶部），吹熄蜡烛后，立即在管口点燃白烟。

五、装置改进的意义

上述中对水、二氧化碳的检验装置和方法，适用于酒精、甲烷、氢气等燃烧时有水或二氧化碳生成的实验。

第三篇：对蜡烛及其燃烧的探究实验的改进

对蜡烛及其燃烧的探究实验的改进

一．该实验的教育功能和价值

让学生从生活中熟悉的物质入手，开始学习化学观察的方法，激发学生对探究实验的兴趣。调动学生的积极性，自主实验，从多个角度进行观察。并锻炼评价自己和评价别人的能力。培养学生从物理性质的内容进行观察和学会观察，并通过鼓励增强学生自信心，调动学生学习兴趣。

二．对蜡烛及其燃烧的探究实验的改进

1.蜡烛火焰各层温度的比较

人教版教科书上采取如下方法：取一根火柴梗，拿住一端迅速平放入火焰中，约1秒后取出，观察并比较火柴梗在火焰的不同部位被烧的情况。此操作学生很不容易把握，有时看到火柴烧着了，有的中间两端全变黑了。对此，我们让学生用生活中常见的细木棍或细竹棍平放在火焰上。学生可明显地看到它在外焰的部分发黑，内焰及焰心部分变化不明显，从而可以推断出蜡烛火焰各层温度的高低，而且易操作，现象明显。

2.点燃蜡烛刚熄灭时的白烟

蜡烛刚熄灭时的白烟，由于吹灭蜡烛到点燃火柴的时间较长，白烟很快散尽，蜡烛很难重新燃烧。对此我们作了如下改进：熄灭蜡烛前将打火机并齐靠在蜡烛旁，吹灭蜡烛同时，对准白烟按下打火机。蜡烛即刻由点燃的白烟引燃，效果明显。

第四篇：《对蜡烛及其燃烧探究实验的改进》

《对蜡烛及其燃烧探究实验的改进》

一、实验目的

1、《对蜡烛及其燃烧探究实验》的基本情况：

此实验是人教版九年级化学第一单元课题2中的主要实验。通过此实验可以让学生观察到蜡烛燃烧的现象、过程以及认识生成的产物。具体步骤为：

①点燃前，观察蜡烛的相关物理性质。

②点燃，观察蜡烛心以及火焰的分层现象，并用一个于的烧杯和内壁涂有澄清石灰水的烧杯，依次放在火焰上方，并观察现象。③熄灭蜡烛，并观察现象，用火柴去点燃蜡烛刚熄灭产生的白烟。

2、存在的问题

①蜡烛点燃后，实验时要用手持烧杯倒扣在火焰上方观察水雾或水滴现象，时间短现象观察不到，蜡烛不完全燃烧时还会产生炭黑影响实验现象观察，实验为了清晰观察到现象就必须延长倒扣烧杯的时间，但又会产生高温烫伤持烧杯的手。

②同理在上述步骤中，为了观察到石灰水浑浊的过程，延长倒扣烧杯的时间，同样会因产生高温烫伤持烧杯的手。

③在点燃白烟时，由于周围空气环境不稳定因素，会造成白烟漂浮不定,不易点燃,从而影响实验效果。

④蜡烛产生的生成物以及不完全燃烧产生的有害物质，会对实验现场空间造成污染。

3、已有的改进成果

已有人将上述操作步骤中的烧杯改成牛角管，此方案只解决了手持部位离火焰较远不易被烫伤，但由于牛角管管口处细小狭长，如果离火焰太远收集到的生成物较少，会造成实验观察现象不明显；如果离火焰太近生成的炭黑会影响实验现象的观察效果。

二、改进实验仪器及试剂

仪器：铁架台、普通大漏斗（长颈只保留1/4）、W管、汽球

试剂：蜡烛、石灰水

三、改进实验仪器装置图

四、改进实验的操作步骤

1、观察点燃前的蜡烛。

2、点燃蜡烛，观察W型管内的实验现象。

3、装置中只留下漏斗和铁架台，其它部分撤离。

4、熄灭蜡烛，点燃漏斗尖嘴处通过的白烟。

五、改进实验的意义

1、整个操作过程，手不直接接触仪器，比较安全。

2、倒扣的漏斗可以将生成物很好的聚拢作用，所以使W管内生成物冷却后的小水滴更容易观察、使石灰水变浑浊的现象更明显，完全排除了由于教材操作步骤不完全产物（炭黑）对实验现象的影响。

3、蜡烛熄灭后，白烟顺着漏斗上端逸出，只需在出口处点燃即可，也大大降低了由于环境空气流动对白烟的影响。

4、装置最后加装了一个小气球，做为尾气收集装置，会结学生留下深刻印象，从而增强学生的安全和环保意识。

第五篇：高中化学实验改进的探究与实践

高中化学实验改进的探究与实践

【内容摘要】传统的高中化学教学模式下，教师通常对实验教学加以忽视，使得学生只是停留在知识的表面。针对这一问题，教师应该采取相关措施，促进高中化学实验教学。本文主要从三个方面针对高中化学实验改进措施进行分析和探讨，希望可以对高中化学课堂教学起到一定的帮助。

【关键词】高中化学 化学实验 课堂教学

高中化学是针对高中理科生开设的一门必修课程，其重要性不言而喻。高中化学课程涉及的知识面较广，且其中有很多化学理论知识。这些理论知识较为抽象，高中理科生在学习这些内容时会存在一定的困难。很多化学理论知识都是通过实验提取出来的，从中我们不难看出理论和实践的关系。化学实验是对化学理论知识的一种直观体现。要是教师不注重实验教学，就会使学生无法真正弄懂化学知识。以往教师在教学中只是对实验内容一笔带过，教师主要通过练习让学生加深所学内容，这样就割裂了实验教学和理论教学的关联性。根据新课改的相关要求，教师应该在高中化学课堂教学中利用化学实验进行教学，帮助学生深化所学知识。

一、从生活实际出发进行实验教学，提高课堂教学的效率

理论知识都是从生活实际中提取出来的，教师在教学中不应该割裂教学内容和生活实际之间的关系。以往，教师在课堂实验教学主要局限于教材内容，教师让学生根据课本上的描述进行实验，基本上都能够完成实验过程。但是很显然这种“照葫芦画瓢”的方式存在一定的问题。学生在这一过程中并没有主动对实验过程和操作进行操作。针对这一问题，教师应该引入生活实例丰富实验教学，这样能够使学生自主对所学化学知识进行探究，提高自己的实验能力。

比如在进行苏教版高中化学必修（1）专题2“从海水中获得的化学物质”中第一单元“氯、溴、碘及其化合物”这部分的知识点的学习的时候，教师应该从生活实际出发进行实验教学。该单元涉及到“氯气的性质”等内容，教师不妨结合生活实例进行讲解。教师可以这样提问：“氯气的泄露会给人类带来危险，但是为什么在我们的日常生活中，自来水的消毒处理通常会使用氯气进行？”从常见的生活实例出发，教师就可以引导学生对氯气性质进行思考。学生根据所学内容，就会涉及相关实验对氯气性质进行探究，这样既可以活跃学生的思维，同时也能够帮助学生加深对所学知识的印象。

二、引导学生观察实验过程，培养学生的化学探究能力

实验教学对于学生的实验观察能力有着直接的影响。教师应该注重实验教学，帮助学生通过观察实验过程把握实验原理。以往，教师在实验教学中往往自己进行实验，很少和学生进行互动，使得学生处于被动接受的地位。事实上，这种教学方式在一定程度上阻碍了学生的学习。针对这一问题，教师应该从学生的实际情况出发，引导学生观察化学实验的过程，让学生透过实验现象把握实验原理。学生只有主动观察实验内容，才能够有效提高化学探究能力。

比如在进行苏教版高中化学选修（6）专题2“物质性质的探究”中第一单元“乙醇和苯酚的性质”这部分的知识点的学习的时候，教师应该引导学生观察实验过程。该单元涉及到对苯、乙烯、甲苯这三种液体的鉴别方法，教师可以以此为例进行实验教学。当然，有很多方式都可以鉴别三种液体。教师先让溴分别和这三种液体进行作用，然后让学生观察三种液体的变化。当然，学生在实验中很快就发现了鉴别方式，就是利用褪色的速度和是否褪色这两重标准进行判断。之后，教师再让学生利用高锰酸钾溶液进行试验。由于受到上场实验的启发，学生就会将观察到的知识应用到实验中，解决实际问题。

三、注重对化学实验进行拓展，不断丰富化学实验教学

要想有效进行实验教学，教师还应该对实验教学进行合理拓展。通过有效拓展，教师能够帮助学生拓宽知识面，并提高自身的知识应用能力。以往，教师在教学中很少对化学实验内容进行拓展，使得学生的知识受到了很大的局限。针对这一问题，教师应该在实验教学中对学生较难理解或者存在争议的问题进行分析，帮助学生在实验过程中验证自己的观点和想法。通过这种方式，教师可以丰富化学实验教学，同时也能够帮助学生提高综合素养。

比如在进行苏教版高中化学必修（2）专题3“有机化合物的获得与应用”中第一单元“化石燃料与有机化合物”这部分的知识点的学习的时候，教师应该注重对化学实验进行拓展。教师通常会让乙烯和溴水进行实验，使学生理解乙烯的性质。事实上这种方式存在很大的争议。教师应该提出这样的问题：“乙烯能否让溴水褪色？你还有其他的方式检验乙烯？”教师对实验进行拓展，使得学生根据自己的实际内容进行实验设计，并验证自己的想法。

综上所述，化学实验教学对于学生的化学学习有着十分重要的作用。教师应该从以下三个方面进行化学教学。首先，教师应该从生活实际出发进行实验教学，提高课堂教学的效率；其次，教师应该引导学生观察实验过程，培养学生的化学探究能力；最后，教师还应该注重对化学实验进行拓展，不断丰富化学实验教学。

【参考文献】

[1] 黄兴若.新课程高中化学实验教学探究――新课标与旧大纲教科书（人教版）高中化学实验教学比较[J].实验教学与仪器，2011（11）：7-8.（作者单位：江苏省射阳中学）