钠在石棉网上燃烧产物呈黑色的原因探讨及实验改进

龙岩一中高一(12)班　黄予欣、陈志兴、谢克
指导教师：张俊

　　我们在做人教社高中化学(新教材)第一册第二章第一节实验2—2时，金属钠在石棉网上燃烧后产物主要呈黑色，几乎看不见淡黄色的Na₂O₂生成。经分析，可能的原因是：1、金属钠的表面煤油的影响；2、石棉网材料的影响。

　　现设计以下实验进行研究；

　　实验药品：金属钠、稀盐酸、浓硝酸、硫氰化钾溶液

　　实验器材：石棉网、蒸发皿、试管、酒精灯、铁架台、试管夹、坩埚铅、镊子、小刀、玻璃片、滤纸等

　　实验一：切三粒经过不同处理的金属钠置于燕发皿上点燃(排除石棉网的干扰)，观察现象。

　　结论：实验说明钠表面的煤油是生成黑色固体物质的原因之一，且煤油越多，生成的黑色固体越多，但仍有较明显的淡黄色固体生成。生成黑色固体物质的可能原因是，钠燃烧时产生的高温使煤油分解或煤油不完全燃烧生成的碳。

　　实验二：钠表面煤油用滤纸吸干，用小刀切除表面一层(排除煤油的干扰)，置于石棉网上加热燃烧，产物主要是黑色固体和少量淡黄色固体。用小刀刮出黑色固体于试管中，加入稀盐酸并加热，得黄绿色悬浊液，滴加KSCN溶液变红，说明溶液中含有Fe³⁺。

　　实验三：格新石棉网上的白色物质用小刀刮入试管中，加入少量浓硝酸溶解，然后滴入KSCN溶液，溶液也变红。

　　结论：由实验二、三可知，石棉网的树料是生成黑色固体的主要原因，且生成的黑色固体应为含铁的化合物，它来自石棉，而不是来自石棉网中的铁丝。

　　经查阅资料，石棉有两种，一种成份中只含MgSiO₃，一般称为蛇纹石石棉(温石棉)。这种石棉具有较大的强度和挠性，纤维较长，可制成石棉绳、石棉带、石棉布等及防火用物和滤布。另一种包括镁、铁、钙、钠的硅酸盐(FeSiO₃、MgSiO₃、Na₂Si0₃；、CaSi0₃)，一般称为角闪石石棉(麦石棉)。这种石棉一般性脆，不适宜纺织，但耐酸、碱性能大，用作过滤介质，油漆填充物，也用于制绝缘材料和石棉水泥制品等。由实验可知，石棉网所用的石棉中含有Fe元素，据此我们推断：生产厂家为了降低生产成本，采用了第二种石棉生产石棉网。生成的黑色固体物质可能是四氧化三铁，是由于Na燃烧产生的高温使FeSi0₃分解，之后FeO又被氧化成更稳定的Fe₃0₄。

　　综上所述，我们对实验提出改进建议：

　　1、煤油要用滤纸吸于

　　2、用蒸发皿代替石棉网做实验或用质量较好的石棉网。