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金属铜焰色反应的探究.doc

金属铜焰色反应的探究.doc

上传者: lu剑美 2017-09-25 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《金属铜焰色反应的探究doc》,可适用于综合领域,主题内容包含金属铜焰色反应的探究临安市天目高级中学徐贵莲摘要:焰色反应通常用于检验某些用常规化学方法不能鉴定的金属元素。一般认为焰色反应为元素的性质金属单质与其符等。

金属铜焰色反应的探究临安市天目高级中学徐贵莲摘要:焰色反应通常用于检验某些用常规化学方法不能鉴定的金属元素。一般认为焰色反应为元素的性质金属单质与其化合物保持一致。我们使用过的几套教材都认为铜的焰色为绿色。但是苏教版教材《有机化学基础》提出的“铜丝燃烧法”中叙述铜丝燃烧呈绿色需有卤素存在。本文通过实验论证和资料检索来探讨铜单质的焰色是否为绿色是否需要一定的条件才能呈现。关键词:单质铜焰色反应卤素绿色苏教版教材《化学》第页有关于焰色反应的叙述:许多金属或它们的化合物在火焰上灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色这叫做焰色反应。例如钠的焰色为黄色钾的焰色为紫色。根据火焰所呈现的特殊焰色可以检验金属或金属离子的存在。苏教版教材《有机化学基础》第页“资料卡”中有这么一段文字:用铜丝燃烧法可定性确定有机物中是否存在卤素。将一根纯铜丝加热至红热蘸上试样放在火焰上灼烧如存在卤素火焰为绿色。将这两种说法进行对照显然存在矛盾:按照前者所说焰色反应是金属元素的性质通过检索资料可得铜的焰色为绿色因此无论铜单质还是铜的化合物灼烧都应该呈现绿色而后者显然是说铜丝本身灼烧是不显绿色的必须在卤族元素的配合下才显绿色。对于中学化学教师教材无疑是第一手的、最权威的资料当权威自相矛盾的时候我们该怎么处理呢,该怎么向学生解释孰是孰非呢,为此我决定设计一组实验来探究铜单质灼烧是否需要附加条件才能显绿色。(实验方案设计我们需要探讨的问题有这么一些:()洁净的铜丝灼烧是否呈现绿色()铜单质在卤素存在的情况下灼烧是否呈现绿色()铜单质在其他元素的配合下灼烧能否呈现绿色问题:洁净的铜丝灼烧是否呈现绿色呈绿色不呈绿色问题:铜单质在卤素存在的情况下灼烧是否呈现绿色铜的焰色为绿色与是否有卤素无关呈绿色不呈绿色问题:铜单质在其他元素的配合下灼烧能否呈现绿色铜的焰色不为绿色无论是否有卤素呈绿色不呈绿色铜在某些元素存在的情铜在卤族元素存在的情况下焰色为绿色况下焰色为绿色为了探究上述问题我设计了以下实验方案。问题实验方案取一根铜丝灼烧观察焰色取一根铜丝用砂纸打磨去掉表面氧化层灼烧观察焰色取一根铜丝灼烧趁热放入乙醇中取出灼烧观察焰色。取一根洁净的铜丝蘸取稀盐酸灼烧观察焰色取一根洁净的铜丝蘸取氯化铵溶液灼烧观察焰色取一根洁净的铜丝蘸取碘水灼烧观察焰色取一根洁净的铜丝蘸取稀硫酸灼烧观察焰色取一根洁净的铜丝蘸取硫酸铵溶液灼烧观察焰色(实验纪录与结论第一组实验未经处理的铜丝灼烧火焰为绿色用砂纸打磨过或用酒精处理过的红热铜丝灼烧火焰不显绿色。为获得洁净的铜丝我先将铜丝在酒精灯上灼烧然后用酒精进行处理。这样处理过的铜丝光亮如新泛发着红色的金属光泽且灼烧观察不到焰色。第二组和第三组的实验都采用这种方法处理铜丝。第二组实验三者均含有卤族元素或单质或离子用洁净的铜丝蘸取灼烧火焰均显绿色。第三组实验均不显绿色。通过上述实验现象我们可以做出以下分析:未经处理的铜丝灼烧火焰为绿色用砂纸打磨过或用酒精处理过洁净的铜丝灼烧不显绿色的红热铜丝灼烧火焰不显绿色洁净的铜丝蘸取稀盐酸灼烧焰色为绿色铜在氯离子存在的情况下焰色为绿色氢离洁净的铜丝蘸取稀硫酸灼子等不影响铜的焰色烧焰色不为绿色洁净的铜丝蘸取氯化铵灼烧焰色为绿色铜在氯离子存在的情况下焰色为绿色铵根离子等不影响铜的焰色洁净的铜丝蘸取硫酸铵灼烧焰色不为绿色洁净的铜丝蘸取碘水铜在碘单质存在的情况灼烧焰色为绿色下焰色为绿色综上所述洁净的铜丝本身在火焰上灼烧是不显绿色的只有在卤素存在时灼烧火焰才显绿色。因此可以用铜丝燃烧法定性检验试样中是否含卤素。也就是说《有机化学基础》所述是正确的。那么《化学》的说法是否就是错误的呢,我们平时说的“铜的焰色为绿色”是什么意思呢,为此我又求助于百度。在搜索引擎中输入“焰色反应”在百度百科中找到焰色反应的“名片”我找到了以下信息:(焰色反应的原理:焰色反应是某些金属或它们的挥发性化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应有些金属或它们的化合物在灼烧时能使火焰呈特殊颜色。这是因为这些金属元素的原子在接受火焰提供的能量时其外层电子将会被激发到能量较高的激发态。处于激发态的外层电子不稳定又要跃迁到能量较低的基态。不同元素原子的外层电子具有着不同能量的基态和激发态。在这个过程中就会产生不同的波长的电磁波如果这种电磁波的波长是在可见光波长范围内就会在火焰中观察到这种元素的特征颜色。利用元素的这一性质就可以检验一些金属或金属化合物的存在。这就是物质检验中的焰色反应。从上述原理来看金属的焰色取决于外层电子基态与激发态的能量差。那么是不是说明金属铜会在卤素的影响下改变这个“能量差”呢,可惜我对波尔理论一窍不通无法用此理论解开谜团。不过接下来我又找到了一个有趣的信息。(常见焰色反应:关于铜元素的有铜(没卤素)浅蓝Cu(I)铜(II)(没卤素)祖母绿Cu(II)铜(II)(有卤素)蓝绿Cu(II)没有单质铜只有Cu(I)、Cu(II)。说明常见焰色反应中并无单质单质铜至少单质铜在缺少卤素“辅助”的情况下灼烧不显特殊焰色。还有一点也很有意思:焰色反应一般用铂丝法或铁丝法因此我一直认为铂、铁两种元素是没有焰色的。但在这儿我找到了Fe(III)的焰色为金黄色。至此真相大白。一贯以来我们需要通过焰色反应检验的不过是钠、钾等碱金属元素而这些元素的单质、化合物灼烧火焰呈现一致的焰色。于是我们就下了结论:焰色反应是元素的性质同时适用于单质与化合物且除了灼烧不需要外物辅助。实际上是以偏概全了。像铜元素这种“异类”单质与化合物情况不同有无卤素情况又不同。这次查找金属铜焰色的经历让我感慨颇深。以后遇到类似情况一定不能经验主义早早地下结论一定要多实践多查资料然后多思多想。参考资料:(苏教版教材《化学》(苏教版教材《有机化学基础》(百度百科

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