摘要：分析探究了钠在空气中燃烧实验产物“淡黄色固体生成较少，黑色固体生成较多”这一现象的原因，并提出了改进方案。 关键词：钠的燃烧；实验探讨；化学实验教学
文章编号：1005－6629(2012)1－0047－02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
苏教版《化学》(必修1)教材第49页有关钠在空气中的燃烧实验，是将用滤纸吸干表面煤油的一小块钠放在石棉网上用酒精灯加热，让钠熔化、燃烧，证明产物为淡黄色的Na2O2。在实际实验过程中，尽管选择了新的石棉网并尽可能地吸干了钠表面的煤油，可是实验现象始终不理想，生成的固体以黑色物质居多，隐约有些淡黄色固体出现。作为演示实验，现象不明显，显然缺乏说服力，会直接影响教学效果。为此，笔者对该实验作了深入的研究，并对以上实验现象作了成因分析，改进了实验装置，取得了较好的实验效果。
1 黑色固体产生原因的探究
在石棉网上进行金属钠燃烧实验，对产生黑色物质这一现象，曾有不少教师认为是由于钠的还原性强，当钠耗氧时，局域内氧气浓度很小，煤油不充分燃烧形成炭黑所致。笔者认为，黑色物质不单是煤油不充分燃烧引起的，产生的主要原因可能是：用酒精灯作为热源，一方面，酒精不充分燃烧形成很细小的炭黑颗粒易渗过石棉，导致受热处的石棉变黑；另一方面，酒精燃烧致使局域内二氧化碳的浓度较大，一部分金属钠与二氧化碳发生反应生成了炭黑。针对以上假设，笔者做了3个实验进行验证：
[实验1]用一个新的石棉网在电炉上加强热，发现白色石棉没有明显的变化。说明石棉本身在加强热时不会变黑。
[实验2]用一个新的石棉网在酒精灯火焰上加强热，发现受热处白色石棉慢慢发黑。其原因是酒精灯中酒精不充分燃烧形成细小的炭黑，渗入石棉所致。
[实验3]在燃烧匙中放人_小块用滤纸吸干表面煤油的金属钠，在酒精灯上点燃；当开始燃烧时，立即伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，发现钠能继续剧烈燃烧，冒白烟，瓶壁上有大量白色物质和少量黑色物质生成，燃烧匙中也有白色物质和黑色物质生成。说明钠与二氧化碳反应生成氧化钠和炭。
2淡黄色固体不多原因的探究
钠在空气中燃烧，产生淡黄色固体不多的原因有二：一是钠本身的用量较少；二是钠在空气中剧烈燃烧，许多Na2O2以烟的形式分散在空气中，那么，留在石棉网上的淡黄色固体自然就少了。对照实验验证如下：
[实验1]取黄豆粒大的一小块钠，用滤纸吸干表面煤油，放在新的石棉网上用酒精灯加热，直至燃烧结束，再移去酒精灯。
[实验2]取黄豆大粒的一小块钠，用滤纸吸干表面煤油，放在新的石棉网上用酒精灯加热，当钠燃烧时，马上移去酒精灯。
[实验3]取比黄豆大一倍的小块钠，用滤纸吸干表面煤油，放在新的石棉网上用酒精灯加热，当钠燃烧时，马上移去酒精灯。
实验现象：实验1比实验2燃烧更剧烈，散发到空气中的烟更多，留在石棉网上的淡黄色固体更少；实验3比实验2燃烧更剧烈，但留在石棉网上的淡黄色固体却更多。
根据以上实验结果可知，要使钠在空气中燃烧，避免产生黑色固体，有明显淡黄色固体生成的关键有3点：①金属钠不能放在石棉网上加热，应放在不能渗透炭黑的仪器上加热，同时要保证钠与空气充分接触；②钠燃烧以后迅速移开酒精灯，以免钠燃烧过于剧烈，尽可能减少燃烧产物的散逸；③为了能使现象明显，看到更多的淡黄色固体，钠块应适当大点(黄豆粒大小)。
3 实验改进
3.1 实验装置
利用实验室中的硬质玻璃管或破试管，装配成图2所示的装置来做钠在空气中燃烧的实验。
3.2 实验步骤及现象
(1)按图2所示连接好实验装置，并在硬质玻璃管或破试管中放入一块黄豆粒大小的用滤纸吸干煤油的金属钠。
(2)用酒精灯的外焰对准钠块在玻璃管外面加热，当钠燃烧时，立即移去酒精灯，并熄灭酒精灯。
(3)观察玻璃管内的钠安静燃烧，并产生大量淡黄色的烟。反应结束后，有较多量的淡黄色固体生成。见图3所示。
该设计具有装置简单、操作方便、现象明显和废物可利用等优点。
参考文献：
[1]王祖浩主编，普通高中课程标准实验教科书?化学(必修1)[M]，南京：江苏教育出版社，2009