〔关键词〕 焰色反应;课堂演示;实验观察
　　〔中图分类号〕 G633.81〔文献标识码〕 C
　　〔文章编号〕 1004—0463(2010)06(A)—0055—02
　　
　　当碱金属及其化合物在火焰上灼烧时,原子中的电子吸收了能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的,很快跃迁回能量较低的轨道,这时就将多余的能量以光的形式放出。而放出的光的波长在可见光范围内(波长为400nm～760nm),因而能使火焰呈现颜色。但由于碱金属的原子结构不同,电子跃迁时能量的变化就不相同,发出不同波长的光,从焰色反应的实验里所看到的特殊焰色,就是光谱谱线的颜色。每种元素的光谱都有一些特征谱线,发出特征的颜色而使火焰着色,根据焰色可以判断某种元素的存在。如焰色为洋红色是含有锶元素,焰色为玉绿色是含有铜元素,焰色为黄色是含有钠元素等。因此,焰色反应常用于语检测化合物中是否存在碱金属元素。
　　焰色反应是高中必做的演示实验,其目的是通过灼烧钾、钠等金属化合物或单质,观察火焰的颜色以验证钾、钠等金属化合物及单质的焰色反应的颜色,从而让学生理解不同的碱金属元素会有不同的焰色,进而学会通过焰色判断常见碱金属元素的能力。按现行教材做焰色反应实验会遇到下列诸多问题:
　　1. 铂丝价格非常昂贵。一般县城中学实验室都没有,更别说乡村中学了。
　　2. 铂丝使用寿命短。在反复灼烧、弯曲的情况下,容易折断。
　　3. 实验现象不明显。铂丝即使在弯曲后,附着面也很小,很难在酒精灯的外焰上灼烧出较大、便于观察的火焰来。
　　4. 浪费时间。每次检验后要用盐酸清洗铂丝,并在火焰上灼烧到没有颜色为止,一般需清洗很多几次才能达到目的,很费时。
　　5. 钾的化合物灼烧时,紫色不易观察,需透过蓝色钴玻璃才能看到,做演示实验可见度低,可见面小。
　　笔者对本实验稍加改进,使之不但便于操作、简单易行,而且现象明显。不但能克服以上所有弊端,而且不受条件的限制,使所有乡村中学的学生都能亲眼目睹焰色反应的美丽现象。
　　教材中之所以用铂丝,主要是铂元素没有明显的焰色。基于前面分析的弊端,我想,究竟有没有其他的物品可以替代铂丝呢?既没有明显的焰色,又易于附着被检测物?在我的反复试验之后,我发现,侵湿的棉花团完全可以代替铂丝,而且在代价、操作、耗时、现象等方面更优于铂丝。故对本实验进行如下改进:
　　实验用具及试剂
　　若干个小棉花团、铁坩埚、坩埚钳、70%的酒精、蒸馏水、CuCl2晶体、NaCl晶体、KCl晶体、石棉网、铁架台、烧杯、铁圈、打火机等。
　　实验过程
　　在铁坩埚中加入适量的酒精,直接将其点燃(可观察到几近无色的火焰)。用坩埚钳夹住棉花团并用蒸馏水浸湿后,直接在火焰上点燃,可以看到并无焰色反应(目的是向学生说明湿润的棉花不能使火焰变色)。然后分别蘸上CuCl2晶体,NaCl晶体和KCl晶体等在火焰上燃烧,观察各种晶体的焰色反应。该实验验中在每次蘸取不同样品时,要更换棉花团。
　　实验现象
　　由于浸湿的棉花团在酒精火焰上直接灼烧时不会使焰色发生任何变化,且浸湿的棉花团极易粘附大量的被检物,因此,当将粘附大量被检物的湿棉花团在酒精火焰上灼烧时,可以观察到铁坩埚上空的无色火焰变为绿色(铜的化合物)、黄色(钠的化合物)或紫色(钾的化合物)的火焰。
　　实验小结
　　实验改进后的优点很多。实验不须铂丝,成本小,便于广大乡村中学的实验教学;操作简单,费时少,不需清洗,用过的棉花团弃入烧杯后作垃圾处理即可;酒精直接燃烧的火焰为淡蓝色,对钠的焰色影响小;火焰焰色特别明显,而且观察钾的化合物的焰色不需要用蓝色钴玻璃,全班每个同学都可清楚地看到钠、钾的焰色反应。