焰色反应实验创新设计

焰色反应创新实验设计摘要：在高考的考纲化学实验基础部分，要求学生能对常见的物质进行检验、分离和提纯。

金属焰色反应是对常见物质进行检验的一种方法。

本文着眼于焰色反应实验的改进，笔者秉承着“学生学好化学，老师教好化学”的理念，通过对焰色反应实验的改进拉近化学实验与学生的距离，同时希望为其他化学教学者提供一个实用的参考。

关键词：焰色反应；实验教学；方法焰色反应，是某些金属或它们的化合物在火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应。

在化学上，常用来检测某些金属阳离子。

同时焰色反应在日常生活中也得以应用，人们在在烟花中加入特定金属元素，使焰火五光十色，绚丽多彩[1]。

在教科书中，金属焰色反应的实验采用的是铂丝蘸取金属盐溶液在酒精灯外焰灼烧的方法。

随着课程改革，如何寓教于乐，充分调动学生学习化学的兴趣是无数化学教育者多次思考的问题。

1.实验改进背景在人教版化学必修一教材中金属焰色反应实验是把打磨后无锈的铂丝在酒精灯外焰上灼烧，直到与原来火焰颜色相同。

再用铂丝蘸取碳酸钠溶液，在外焰上灼烧并观察火焰的颜色。

将铂丝在盐酸溶液中洗净之后灼烧至与火焰同色，再蘸取碳酸钾溶液灼烧，透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色。

传统的几种焰色反应方法具有可操作性差、浪费严重、条件苛刻、演示效果不佳，甚至反应后会有污染性气体生成等特点，因此笔者对焰色反应实验进行了创新改进。

改进后装置简单，操作简便，观赏性更加，无有害气体生成，更重要的是可以激发学生思考并且学生自己可动手参与，体验化学的乐趣，不局限于只是课堂演示。

2.实验仪器与试剂2.1、仪器：四只小坩埚（盛放药品并进行反应）、石棉网（与桌面隔热，燃烧温度较高不宜直接在桌面上进行）、药匙（取固体药品）、小型电子天平（称量固体）、玻璃棒（混匀固体，无玻璃棒可用药匙代替）、研钵（研磨固体）、打火机或火柴（引燃，条件允许可用镁条引燃）、湿抹布（防止燃烧产生的其他隐患）。

2.2、药品：葡萄糖、高锰酸钾、铜粉、无水碳酸钠固体、无水氯化钙固体。

焰色反应实验的改进与创新设计引言：焰色反应是一种常用的化学实验方法，通过观察金属离子在燃烧时产生的颜色来确定其存在。

在过去的实验中，我们通常需要使用特定的金属盐溶液和火焰来进行观察。

然而，为了提高实验的可靠性和灵敏度，并且使实验过程更加安全和便捷，我们可以通过一些改进和创新设计来实现这些目标。

一、改进实验条件：1.1 优化溶液浓度：通过调整金属盐的浓度，可以控制实验的灵敏度和反应速度。

对于需要低灵敏度的实验，可以使用较高浓度的溶液，反之亦然。

1.2 控制火焰大小：通过调整火焰的大小，可以控制实验的温度和能量输入，从而影响金属离子的激发态和发射光谱。

这可以提高实验的可靠性和重复性。

1.3 考虑气体环境：在进行焰色反应实验时，我们应考虑周围的气体环境对实验结果的影响。

例如，在含有氧气或其他气体的环境中进行实验，可能会产生干扰或影响实验结果。

因此，在实验室中应保持良好的通风和气氛控制。

二、创新设计：2.1 使用激光光源：传统的焰色反应实验使用火焰作为光源，但火焰的光谱宽度较大，分辨率较低。

为了提高实验的分辨率和准确性，我们可以使用激光光源。

激光光源的特点是光谱窄，能量密度高，可以提供更清晰的光谱信号，从而增强实验结果的可靠性。

2.2 结合光谱仪：在焰色反应实验中，我们可以结合光谱仪来测量金属离子的发射光谱。

光谱仪可以提供更详细和准确的光谱信息，从而进一步提高实验的灵敏度和准确性。

通过分析光谱图像，我们可以确定金属离子的存在和浓度，并进一步研究其特性和行为。

2.3 利用光电效应：光电效应是光与物质相互作用的一种重要现象。

在焰色反应实验中，我们可以利用光电效应来测量金属离子的光电子发射。

通过测量光电子的能量和数量，我们可以更精确地确定金属离子的存在和浓度，从而提高实验的可靠性和准确性。

结论：通过改进实验条件和创新设计，我们可以提高焰色反应实验的可靠性、灵敏度和准确性。

优化溶液浓度、控制火焰大小和考虑气体环境可以改善实验的条件和实验结果。

2019年德江县中小学教师实验教学技能创新竞赛实验设计实验内容：焰色反应创新实验新课程倡导探究教学，重视创新精神的培养，要求学生积极开展科学探究活动。

化学教学肩负着培养学生创新能力与科学探究的任务，作为教师首先更应该开展教学研究，积极创新。

高中化学实验“焰色反应”的学习可以使学生体悟化学之美，但在上课做演示实验时，我却没有演示出“美丽的焰色反应”现象，带着这个问题，我上网查阅资料，了解了许多实验中的问题，同时对实验进行研究，提出了创新性的改进。

一、焰色反应的原理：金属中的电子在跃迁到较高能级时需要能量，若需要的能量恰好落在了可见光范围，这些金属就表现出了各自的焰色。

若需要的能量超出了可见光的范围，太低或者太高，总之，不在可见光的能量范围内，这些金属就看不到具体的焰色。

很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应。

根据焰色反应所呈现的特殊颜色，可以判断某些金属或金属离子的存在，可以制作美丽的烟火。

Mg、Al、Fe、Ni、W、Pt等金属没有焰色反应，常见金属元素焰色如下：钠Na－黄色锂Li－紫红色钾K－浅紫色铷Rb－紫色铯Cs－紫红色钙Ca－砖红色锶Sr－洋红色铜Cu－绿色钡Ba－黄绿色锌 Zn－蓝绿色二、在教材中的地位：根据焰色反应所呈现的特殊颜色，可以判断某些金属或金属离子的存在。

广泛应用于高中化学中K、Na等元素的检验，学生可以通过焰色反应的学习体悟化学现象的美。

三、传统焰色反应实验的弊端1.高中化学必修1中金属焰色反应试验的方法是：1）实验用品：铂丝，酒精灯（或煤气灯），浓盐酸，蓝色钴玻璃（检验钾时用）2）操作过程：①将铂丝蘸浓盐酸在无色火焰上灼烧至无色；②蘸取试样在无色火焰上灼烧，观察火焰颜色（若检验钾要透过钴玻璃观察）.③将铂丝再蘸浓盐酸灼烧至无色.2.此法做焰色反应实验常存在以下问题：1）仪器损坏率大，污染严重：焰色反应实验的主要仪器是铂丝（或镍铬丝），在检定某种元素前，均需将铂丝蘸浓盐酸在氧化焰中反复灼烧至无色，方可进行实验。

焰色反应实验的探究肥东县城关中学：丁群一、实验教学设计思路：1.本实验在教材中的地位、作用焰色反应实验是高中化学人教版必修一第三章第二节的演示实验3-6，它是在介绍几种重要的金属化合物中钠的重要化合物之下引入的知识，本实验能够更加直观地帮助学生了解自然学科的神秘，增强了学生的动手能力和对金属的认识。

它也是从物理变化这一方面来探究金属元素及其化合物的性质，这与以后要学习的颜色反应有着本质的区别。

2.学情分析：要求：不通过蓝色钴玻璃即可观察到钾离子的浅紫色的焰色反应。

学生已学习了金属的重要化学性质和几种重要的金属化合物，对于金属和金属与其他物质反应的实验现象也已经有了一定的了解，那么，单质本身经过灼烧会有什么现象呢？帮助学生建立一个完整的金属学习体系，知道金属本身灼烧也有一定的颜色。

在提高学生动手操作能力的同时，也一并提高学生独立思考的能力。

即使课本中要求钾离子要透过蓝色钴玻璃进行观察，但是我们也可以找到不透过也可以观察到颜色的实验方法。

培养学生独立思考的能力。

也要让学生了解权威所做的解释不一定是唯一的方法。

通过课前查资料，以及改进实验与原始实验的对比，让学生更好地理解改进实验的优点，先观察视频后进行动手操作实验，实验会更顺利更成功，学生的印象更深刻。

二、实验的教学目标1.知识与技能：（1）了解焰色反应的概念。

（2）能够说出几种常见金属的灼烧颜色。

（3）能够做到钾离子不透过蓝色钴玻璃也可以观察到浅紫色。

2.过程与方法：（1）观察几种重要金属元素进行灼烧后的颜色。

（2）初步学会观察、实验等方法，并能对实验中出现的问题给予解释。

3.情感态度与价值观：（1）通过实验探究，认识到焰色反应与生活的联系，发展学习化学的使命感。

（2）感受到欣赏烟花美丽的同时，也应该认识到保护环境的意义。

形成远离污染，保护环境的意识。

三、重点与难点1.重点：改进实验中的优缺点以及其中的问题及解决。

2.难点：观看实验分析实验的优缺点。

创新实验研究“焰色反应”作者：张娟来源：《新课程·中旬》2013年第06期摘要：改进了“焰色反应”的传统实验装置，从无色火焰的制取到火焰载体的改进再到药物托体的改造，全部焕然一新，弥补了原装置的不足，获得更明显的实验现象。

关键词：实验；化学；焰色反应一、实验研究的背景在普通高中课程标准实验教科书、化学I（必修）中介绍了几种金属的焰色反应及实验操作，但在实际中使用教材介绍的实验方法很难得到明显现象。

二、实验研究的过程为了获得无色火焰，笔者经过不断的研究从而确定了用以氢气为燃料的氢氧焰来取代酒精灯火焰，实现了低成本、简易装置就可获得明显实验现象的目的，实验研究过程如下：1.仪器药品仪器：铁架台、胶管、带导管的橡皮塞、启普发生器、烧杯、酒精灯、酒精喷灯、带胶塞的洗气瓶、直径约4 mm的不锈钢金属管、玻棒、水槽、蒸发皿、锡箔、不锈钢芯、容量瓶。

药品：锌粒、体积比为1∶3的硫酸、浓硫酸、BaCl2溶液、LiNO3溶液、NaCl溶液、Sb （NO3）溶液、CuCl2溶液……2.无色火焰的制取（1）火焰原料的选择①酒精火焰酒精灯火焰为黄色，原因可能在于酒精灯玻璃中钠离子的干扰，而理论上酒精喷灯产生的火焰为无色，但实验中无法取得无色火焰，原因在于喷灯口的金属铜的焰色有影响。

②氢气火焰氢气的纯度是获得无色火焰的关键，使用挥发性酸制取氢气会影响火焰的稳定性，硫酸的浓度为1∶3时，反应速度最快。

（2）药物托体的改进（3）实验装置启普发生器中的反应为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑锌粒与硫酸体积之比为1∶3三、实验研究的结果收集的金属离子焰色如下：钡Ba（Ba2+）：黄绿色锡Sn（Sn2+）：蓝紫色镉Cd（Cd2+）：浅黄色锶Cr（Cr3+）：洋红色铝Al（Al3+）：无色钠Na（Na+）：黄色……四、实验研究的讨论1.改进后实验有哪些用途2.关于无色火焰制取的讨论实验中采用氢气作为火焰原料，避免了酒精中碳粒子激发所发出的黄光，保证了火焰成无色或极浅蓝色，而且氢气可燃烧范围大。

《加碘盐中碘元素的检验及焰色反应的创新实验》说课稿实验仪器：实验一：烧杯、玻璃棒、试管、胶头滴管；实验二：酒精灯、小喷壶、大喷壶。

实验改进要点：实验一：操作简便，无污染。

同时引出酸性归中反应，与试题更加贴切。

实验二：用酒精溶液溶解某盐得到混合溶液，然后点燃，操作简单，实验现象明显，而且避免了杂质离子的干扰。

实验原理：实验一：IO3- + 5 I - + 6 H+ = 3 I2 + 3 H2O实验二：金属焰色反应是金属离子定性鉴定方法之一，其生色原理是现代光谱分析的基础。

现行的普通化学、无机化学、分析化学、甚至中学化学实验教材中，都有金属焰色反应的内容。

使用乙醇燃烧法改进焰色反应不仅实验器材和药品容易获取、操作上简易可行，而且效果明显。

但是无水乙醇和饱和盐溶液的配比不同将影响实验效果。

当无水乙醇和饱和盐溶液的配比太低时将无法点燃，而比例过高是无水乙醇的燃烧火焰又会对金属焰色产生干扰。

因此，在实验开始前，探究无水乙醇和饱和盐溶液的最佳配比将对探究不对呈现方式对火焰效果的影响奠定坚实的基础。

在最佳配比下，以乙醇燃烧法为基础的焰色反应可以通过不同的方式呈现，如直接在反应容器中点燃、将溶液转化为喷雾的形式点燃或将溶液转移到易燃载体上点燃。

不同的呈现反应，火焰的颜色、大小和时间均不相同。

因此，本实验将在前人的基础上，继续探究不同的呈现方式对焰色反应火焰的影响，从而发现一种最佳的呈现方式。

实验教学目标：实验一：1、掌握碘元素的检验方法，认识碘元素各种形式间氧化还原反应的规律；2、设计并完成实验，体验科学探究、创新的过程；3、了解碘与人类生活的密切关系。

养成关注生活中化学问题的习惯，感受化学学习的重要性，体验探索的乐趣并在探索中有所感悟。

实验二：1、培养学生的实验操作技能；2、初步了解科学探究的一般思路；3、培养学生创新实验的能力；4、培养学生分析和解决问题的能力；5、巩固焰色反应的基本知识；6、进一步激发学生学习化学的兴趣。

授课教师：XX 班级：XX 人数：XX 日期：XX 时间：XX教学题目焰色反应教学目标1.知识目标：了解金属的性质2.技能目标：学会动手做实验3.情感目标：培养学生对科学的探究精神教学重点金属的性质教学难点金属的性质所需材料所需工具注意事项教学过程上节课复习主题导入一、知识点介绍1. 蜡烛—着火点师：我们先拿一根蜡烛，把它身上的蜡剥一点下来，我们要用火烧它。

师：你们觉得它会烧起来吗？生：不会。

师：恩，是的。

蜡用火点点不着。

师：点燃蜡烛，观察火焰，会发现火焰在不断地跳动。

师：有没有想过是为啥呢？因为蜡烛必须熔化后，才能点燃，直接用火不能将蜡点燃；点燃灯芯，使烛芯周围的蜡熔化，即可点着，这是因为物质燃烧时需要一定的温度，此温度称为“着火点”，不同物质的着火点是不同的（再通过举些生活中例子说明着火点）。

师：那么我们现在要把蜡烛吹灭。

你说可以看到什么现象？生：会看到冒白烟。

师：是的，此时如果用火柴点燃白烟，并不接触蜡烛的烛芯，蜡烛仍然点着。

师：现在老师要变一个小魔术。

在一支燃着的蜡烛旁边放一圆形瓶子，沿瓶子吹气，可以看到隔着瓶子照样可以把蜡烛吹灭。

你们相信吗？师：是的。

这是什么原因呢？因为气流会贴着酒瓶外壁绕过瓶，最后在瓶后面汇合成一股气流继续向前流动，进而使蜡烛熄灭，这是流体力学里的问题，滑翔机等都有关于这个知识点。

师：我们刚才把蜡烛点着了，现在不用吹气我们要把蜡烛的这个火灭掉。

那要怎么办呢？2. 用气体灭火师：同学们是否观察到我们教师外面或者公共场所的通道都放着什么东西呢？生：灭火器。

师：是的，那它是来干嘛用的？生：灭火用的。

师：那么我们今天也要自己来做一个特殊的灭火器进行灭火。

要做之前我们要先了解灭火器的成分。

你们想想看灭火器里面含有什么东西呢？生：乱七八糟的东西。

师：灭火器里面的主要成分是二氧化碳。

师：你们认识二氧化碳吗？生：认识，之前做实验就有。

师：空气中有微量的二氧化碳，约占0.039%。

二氧化碳微溶于水中，形成碳酸，我们一级课程自制汽水就有实验过。