金属铜焰色反应的探究

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1、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屈元素。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《冇机化学基础》提岀的“铜丝燃烧法”屮叙述，铜丝燃烧呈绿色需有卤素存在。木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1》第22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

2、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《冇机化学基础》第7页“资料卡”屮冇这么一段文字：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，如存在卤索，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卜•才显绿色。对于中学

3、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。1.实验方案设计我们需要探讨的问题有这么一些：(1)洁净的铜丝灼烧是否呈现绿色；(2)铜单质在卤素存在的情况下灼烧是否呈现绿色(3)铜单质在其他元索的配合下灼烧能否呈现绿色问题1:洁净的铜丝灼烧是否呈现绿色1呈绿色不呈绿色铜的焰色为绿色，与是否有卤素无关问题2：铜单质在卤素存在的情况下灼烧是否呈现绿色呈绿色不呈绿色问题3：铜单质在英他元素的配

4、合下灼烧能否呈现绿色铜的焰色不为绿色,无论是否冇卤素3呈绿色铜在某些元素存在的情况下焰色为绿色，不呈绿色铜在卤族元素存在的情况下焰色为绿色，为了探究上述问题，我设计了以下实验方案。问题实验方案1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，趁热放入乙醇屮，取出，灼烧，观察焰色。2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，蘸取氯化钱溶液，灼烧，观察焰色取一根洁净的铜丝，醮取碘水，灼烧，观察焰色3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，

5、蘸取硫酸钱溶液，灼烧，观察焰色1.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，泛发着红色的金屈光泽，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：洁净的铜丝灼烧不显绿色未经处理的铜丝，灼烧，

6、火焰为绿色；用砂纸打磨过或用洒精处理过的红热铜丝，灼烧，火焰不显绿色洁净的铜丝，醮取稀盐酸，灼烧，焰色为绿色洁净的铜丝，蘸取稀硫酸，灼烧，焰色不为绿色铜在氯离子存在的情况下焰色为绿色，氢离子等不影响铜的焰色洁净的铜丝，蘸取氯化镀,灼烧，焰色为绿色洁净的铜丝，醮取硫酸镀,灼烧，焰色不为绿色铜在氯离子存在的情况二＞下焰色为绿色，鞍根离子等不影响铜的焰色洁净的铜丝，蘸取碘水,灼烧，焰色为绿色铜在碘单质存在的情况下焰色为绿色，综上所述，洁净的铜丝本身在火焰上灼烧是不显绿色的，只冇在卤索存在时,灼烧，火焰才显绿色。因此，可以用铜

7、丝燃烧法定性检验试样屮是否含卤素。也就是说《有机化学基础》所述是正确的。那么，《化学1》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：1.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•有些金屈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索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

8、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。在这个过程屮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口J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