註：感謝雲南省箇舊市第三高級中學趙斌，湖南省耒陽二中周偉華老師。
很多人都喜歡看煙花表演，煙花燃放時能夠釋放五光十色、絢爛多姿的光芒，帶給人們美的享受。那麼，煙花為什麼會呈現出五顏六色呢？這是因為在煙花的成分中添加了很多特殊的元素，這些元素燃燒時具有不同的顏色。通俗地說是發生了焰色反應！
歷史上中國南北朝時期，著名的煉丹家和醫藥大師陶弘景在他的《本草經集注》中記載「以火燒之，紫青煙起，雲是真硝石(硝酸鉀)也」。說明人們很早就知道用焰色反應鑑別硝酸鉀。一、高考題中的焰色反應
(一）任性考法：
1、（2019年全國II卷26節選）（1）利用焰色反應的原理既可製作五彩繽紛的節日煙花，亦可定性鑑別某些金屬鹽。灼燒立德粉樣品時，鋇的焰色為（填標號）。
A．黃色 B．紅色 C．紫色 D．綠色
2、（2017年全國I卷35節選）(1)元素K的焰色反應呈紫紅色，其中紫色對應的輻射波長為_________nm(填標號)。
A．404.4 B．553.5 C．589.2
D．670.8 E．766.5
3、（2008年廣東27）（3）用鎂粉、鹼金屬鹽及鹼土金屬鹽等可以做成焰火。燃放時，焰火發出五顏六色的光，請用原子結構的知識解釋發光的原因： 。
原子核外電子按一定軌道順序排列，軌道離核越遠，能量越高。燃燒時，電子獲得能量，從能量較低的軌道躍遷到能量較高的另一條軌道。躍遷到新軌道的電子處在一種不穩定的狀態，它隨即就會跳回原來的地能量軌道，並向外界釋放能量（光能）。
(二）大眾考法：
1、（2018年全國III卷10）下列實驗操作不當的是（ ）
A．用稀硫酸和鋅粒製取H2時，加幾滴CuSO4溶液以加快反應速率
B．用標準HCl溶液滴定NaHCO3溶液來測定其濃度，選擇酚酞為指示劑
C．用鉑絲蘸取某鹼金屬的鹽溶液灼燒，火焰呈黃色，證明其中含有Na+
D．常壓蒸餾時，加入液體的體積不超過圓底燒瓶容積的三分之二
2、（2015年天津卷2）下列關於物質或離子檢驗的敘述正確的是()
A．在溶液中加KSCN，溶液顯紅色，證明原溶液中有Fe3+，無Fe2+
B．氣體通過無水硫酸銅，粉末變藍，證明原氣體中含有水蒸氣
C．灼燒白色粉末，火焰成黃色，證明原粉末中有Na+，無K+
D．將氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，證明原氣體是CO2
二、教材中的焰色反應
1、現用的人教版
高中化學必修一第三章 金屬及其化合物 第2節 幾種重要的金屬化合物 對焰色反應介紹如下：
我們在觀察鈉燃燒時，發現火焰呈黃色。很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現特殊的顏色，這在化學上叫做焰色反應。
【實驗3-6】把焊在玻璃棒上的鉑絲（或用光潔無繡的鐵絲）放在酒精燈（最好用煤氣燈）外焰裡灼燒，至與原來的火焰顏色相同時為止。用鉑絲（或鐵絲）蘸取碳酸鈉溶液，在外焰上灼燒，觀察火焰的顏色。將鉑絲（或鐵絲）用鹽酸洗淨後，在外焰上灼燒至沒有顏色時，再蘸取碳酸鉀做同樣的實驗，此時要透過藍色鈷玻璃觀察火焰的顏色。
由教材P59 圖3-14 金屬的焰色反應
可見：鋰——紫紅色，鈉——黃色，鉀——淺紫色（透過藍色的鈷玻璃觀察），
鈣——磚紅色，鍶——洋紅色，鋇——黃綠色，銅——綠色。
2、新人教版
將焰色反應改為焰色試驗
四、我們認識的焰色反應
焰色反應實際上是物理變化，是物質原子內部的電子能級發生了改變。通俗地說，焰色反應是原子中的電子能量的變化，不涉及物質結構和化學性質的改變。
一些金屬或它們的化合物在灼燒時能使火焰呈現特殊的顏色，這是因為這些金屬元素的原子在接受火焰提供的能量時，從能量較低的軌道躍遷至能量較高的軌道。但處於能量較高軌道上的電子不穩定，會迅速躍遷回能量較低的軌道，這時就將多餘的能量以光的形式釋放出來。
由於不同元素原子的結構不同，電子躍遷時能量的變化也不相同，因而會發出不同波長的光。
如果放出的光的波長在可見光範圍內，就會在火焰中觀察到這種元素的特徵顏色。
我們從焰色反應的實驗裡所看到的特殊焰色就是光譜譜線的顏色，每種元素的光譜都有一些特徵譜線，釋放出特徵的顏色而使火焰著色，根據焰色可以判斷某種元素的存在。
如焰色呈現洋紅色則一般含有鍶元素，焰色呈現綠色則含有銅元素，焰色呈現黃色則含有鈉元素，焰色呈現紫色（透過藍色鈷玻璃）則含有鉀元素等。
化學實驗中利用元素的這一性質可以檢驗一些金屬或金屬化合物的存在，這就是物質檢驗中的焰色反應。
我們進行焰色反應時，將焊接在玻璃棒上的鉑絲放在酒精燈外焰灼燒，直至與原來的火焰顏色相同時為止。之後，鉑絲蘸取溶液，繼續在外焰上灼燒，觀察火焰的顏色。再次使用時要先將鉑絲用鹽酸洗淨，在外焰上灼燒至無色時，再蘸取另一種溶液。如果在材料有限的情況下，可以用純淨的鐵絲代替鉑絲，因為鐵絲的焰色反應為無色。
所以我們常常會形成這樣的認識：
①焰色反應是元素的性質，同時適用於其單質及化合物；
②焰色反應除灼燒條件外，不需其他外物輔助；
③焰色反應是很多金屬元素的性質，非金屬元素沒有；
④焰色反應屬物理變化……上述內容中的某些不免犯了以偏概全的錯誤。
五、深度認識的焰色反應
首先某些非金屬也有焰色反應，利用焰色反應可以用來檢驗硼酸或硼酸鹽等。
除硼元素外，諸如砷、磷、硒、啼等非金屬元素焰色反應時也有其特徵的火焰顏色。
其次實驗說明銅單質及氧化銅並不會發生焰色反應，未處理的銅絲表面可能因存在部分雜質(如油漬、汗漬等)而使焰色反應呈綠色，實驗同時表明不同介質對銅的焰色反應有影響。
另外文獻資料表明同一元素在不同價態時的焰色也可能存在差別。最後我們在挑選合適的金屬鹽溶液進行焰色反應時，一般優先選擇對應的鹽酸鹽進行實驗，而很少會使用硝酸鹽、硫酸鹽等；
還有就是建議將「焰色反應」名稱改成「焰色試驗」更貼切、更科學。 人教版新教材中已改名。
六、焰色反應實驗改進
用傳統的方法做焰色反應實驗時操作複雜，耗時較長；由於鉑絲蘸取的鹽溶液的量較少，因此色斑較小，持續時間較短，實驗的可見度和觀賞性都較差，因而實驗效果並不明顯，且白天光線較強，晚上做這個實驗效果會更好一些。基於以上原因，老師們在實驗改進方面做了許多有益的嘗試，現將其利弊分析如下：
改進方案之一：噴灑固體式焰色反應
將鈉、鉀、鋰、銣、鍶、鋇等的碳酸鹽研成粉末，分別裝入蓋子上面有針孔的小藥瓶中，演示實驗時，將小藥瓶倒過來，在蒸發皿中倒入10mL無水乙醇，點燃；用小藥瓶向蒸發皿火焰噴灑粉末，可以十分明顯的焰色反應現象。
改進方案之二：噴霧式焰色反應
將備好的各種鹽分別加到噴瓶中，然後各加入20mL無水乙醇，振蕩，使鹽充分溶解；向酒精燈的外焰上方噴射鹽的乙醇溶液；火球消失後，可重複噴射幾次，使火球再現。
改進方案三：燃燒濾紙式焰色反應
將濾紙捲成較緊實的、外徑為1mm、長度為2cm的圓筒，一半插入滴管的毛細管端；取下滴管的膠頭，向滴管中滴入一種鹽溶液約1mL；再套上膠頭，使滴管傾斜約45°，在酒精燈外焰灼燒濾紙，觀察現象；更換濾紙和滴管，可以做不同鹽的焰色反應。
改進方案之四：燃燒棉花條或石棉線式焰色反應
在鐵架臺上固定一根長約50cm的玻璃棒；將脫脂棉製成長30cm、寬3cm的幾個長條（或石棉線用酒精浸透），把幾種金屬鹽的粉末分別均勻灑在棉花條上（或石棉線上），用酒精潤溼；將棉花條按一定順序纏繞在玻璃棒上，各條棉花的間隔約為10cm；點燃棉花，觀察現象。
改進方案之五：粉筆窩酒精燃燒式焰色反應
把粉筆切成若干約2cm高的粉筆頭，一端削平，一端挖成小窩狀；將粉筆浸入酒精中，吸透酒精後取出放在石棉網上，有小窩一端朝上；將待灼燒的金屬鹽溶液滴入小窩中，點燃，觀察現象。
參考文獻：
陸燕海線等《對「焰色反應」認識的補正》《中學化學教學參考》2013年第5期
饒志權《焰色反應實驗改進的利與弊》《中國教育探索學刊》2011年第2期
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