钠在氯气中燃烧实验绿色化改进
钠在氯气中燃烧实验绿色化改进
普通高中课程标准实验教科书·化学1（苏教版）必修部分的“活动与探究”栏目中，钠在氯气中燃烧实验操作方法是：在集气瓶中放置一团玻璃棉，将两三粒金属钠放在玻璃棉上，立即向集气瓶中通入氯气。在实际操作过程中，钠的用量较多，并且钠在空气中极易氧化，使得钠粒表面形成氧化膜，阻碍钠与氯气的接触，实验效果不够理想，实验成功率也不高。即使实验成功，多余的氯气可能逸散到空气中造成环境污染，并导致原料浪费，这与新课程标准倡导的绿色化学理念背道而驰。针对上述问题，需对该实验做必要的改进。要改进该实验需解决两个问题：一是去除钠表面的氧化膜，使钠能与氯气顺利接触，保证实验的成功率；二是解决尾气吸收问题，实现实验绿色化。根据以上设计原则特作如下改进：
1．实验装置图及药品（如图）
2．实验仪器：废弃的医用小药瓶2个（其中一个带橡皮塞）、注射器、止水夹、带双孔塞的小干燥管、弯曲成90°的玻璃导管若干、一小截乳胶管、多用滴管。
3．实验步骤和现象：
（1）在洁净的医用小药瓶中加入少量的高锰酸钾固体，在管口插入吸有浓盐酸的注射器。在干燥管内放入少许玻璃
棉，在玻璃棉上放一粒绿豆大的金属钠，在干燥管口的胶塞上钻孔，插入一截弯曲成90°的玻璃管和一支多用滴管，滴管中吸入少量水，塞好胶塞。在另一医用小药瓶中装入适量较浓的氢氧化钠溶液，如图所示连接好装置。
（2）打开止水夹，将装有浓盐酸的注射器的活塞推进，使适量浓盐酸滴入装有高锰酸钾固体的医用小药瓶中，并由注射器控制产生氯气的速率和量。当干燥管的圆球内充满黄绿色气体时，挤压干燥管口胶塞上的多用滴管，使一小滴水滴在金属钠上，用于除去钠表面的氧化膜，同时可以观察到在干燥管内，钠剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成白烟。装有氢氧化钠溶液的医用小药瓶中的导管口有少量气泡产生。
（3）实验结束时，关闭止水夹。其中制氯气的装置还可被氯气性质系列实验所利用。
4．实验改进后的优点
（1）钠粒上滴一小滴水，反应放热，且除去了钠表面的氧化膜，保证了实验的成功率
（2）将气体的制取与性质实验相统一，操作方便，便于控制。
（3）实验过程中试剂用量少，节约药品，符合实验微型化。
（4）实验装置部分采用医疗用的废旧器械，达到了废物再利用目的。
（5）增加尾气吸收装置，避免对环境的污染，符合绿色化学理念。