用易拉罐改進“鈉燃燒實驗”

江程翔　程志遠

“鈉在空氣中燃燒實驗”是魯科版高中一年級教材活動與探究的實驗內容，也是高一學生學習金屬鈉知識的重要內容。按教材要求，需將金屬鈉顆粒放在石棉網上加熱至燃燒來觀察生成物的顏色和狀態（如圖1）。

事實上，這種方法很難得到淡黃色的過氧化鈉，生成的固體以黑色物質居多，隱約有少許淡黃色，同時產生大量白煙，污染環境。

為解決這一問題，我們在科技創新化學實驗小組課上提出“金屬鈉在空氣中燃燒實驗改進”這一課題。

一、實驗過程

分別用鐵片、銅片、薄鋁片、瓷片、玻璃器皿（如試管、小燒杯）、蒸發皿、坩堝等進行試驗，發現用銅片、瓷片難于操作，鈉珠易滴落；用鐵片產生的黑色物質更多；用鋁片容易被燒熔；用試管容易炸裂；用坩堝不易觀察；用小燒杯、蒸發皿會出現裂痕。

鑒于此，能否找到理想的替代品作為實驗載體，使其既能看清黃色固體，又能降低儀器的損壞率呢？后來，我們發現廢棄的易拉罐底部跟蒸發皿類似，因此決定用易拉罐底部做鈉的承載體。

1.改進后的實驗裝置（如圖2、圖3）。

2.承載體的制作

取一個廢棄的鋁制易拉罐，在離罐口3cm至5cm處用剪刀剪一圈，留下易拉罐的下部；再在易拉罐上剪開3個通風口（以迅速提高酒精燈的溫度）；將其倒蓋在酒精燈上，用易拉罐底承載金屬鈉。

3.實驗操作步驟

（1）按圖2組裝好儀器。

（2）點燃酒精燈，預熱鋁制易拉罐。

（3）用小刀切取一塊黃豆大的金屬鈉，將表面的附著物切掉，用鑷子夾取放在濾紙上，并使勁擠壓鈉，便于吸干鈉內外的煤油，盡量將鈉用手壓成厚實的形狀。

（4）提起倒蓋的漏斗，把金屬鈉放在加熱的部位，放好漏斗（玻璃漏斗口徑要比易拉罐的略寬）。

（5）片刻，鈉開始融化，然后燃燒，漏斗里充滿白煙。

（6）反應結束后，移去并熄滅酒精燈。冷卻后，可以觀察到易拉罐上有菊花狀的淡黃色物質（如圖4）。

（7）用鑷子、小刀刮取淡黃色物質，用小試管收集。滴加少量水，用帶火星的木條檢驗產生的氣體，證明是氧氣，說明淡黃色的物質是過氧化鈉。

（8）取下漏斗，用小試管收集漏斗上的白色物質（如圖5）。

（9）往小試管中滴加少量水，有氣泡產生，堵住試管口，用帶火星的木條檢驗，證明產生的氣體是氧氣。

（10）再往試管中滴幾滴無色酚酞試液，溶液變紅。因此，判斷漏斗里收集的白色物質是過氧化鈉。

二、實驗效果

（1）改進后的實驗用時少，現象明顯，加熱不到1分鐘就能看到實驗現象。而如果用石棉網，一般需要加熱3分鐘以上才能將鈉熔化。

（2）改進后的實驗成功率為100%，生成物過氧化鈉的淡黃色非常明顯。

（3）白煙有效被吸收，減少了環境污染。

（4）載體材料易得且不易損壞；加熱時間較短，能觀察到鈉燃燒的過程，生成的淡黃色固體明顯，適于學生做探究實驗。

三、實驗創新點

1.利用廢棄易拉罐做實驗儀器，簡單易得；在易拉罐體開口，提高了酒精燈的使用效率。

2.綠色環保，降低實驗過程中產生的大量白煙對師生身體健康的損害，符合國家提倡的節能減排理念。

3.操作簡便，能在較短時間內完成，便于學生自己動手做探究性實驗。（指導老師：潘祥泰）