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== 实验准备 ==

=== 所需器材 ===
洁净的铂丝（可用铁丝替代），酒精灯，蓝色钴玻璃

=== 所需试剂 ===
氯化钠晶体，氯化钾晶体，稀盐酸

== 实验步骤 ==
[[File:Flame test of CsCl (B).jpg|缩略图|氯化铯的焰色反应。]]

# 将铂丝放在酒精灯火焰上灼烧至无色。
# 用铂丝蘸取少量氯化钠晶体，将其在火焰上灼烧，观察火焰的颜色。
# 用稀盐酸将铂丝洗净。
# 用铂丝蘸取少量氯化钾晶体，将其在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色。

== 实验现象 ==
将氯化钠固体在火焰上灼烧后，火焰变为黄色。而将氯化钾晶体灼烧后，透过蓝色钴玻璃可以观察到火焰变为紫色。

由于钠盐与钾盐都可溶，故不能使用沉淀的方法来检验这两种离子，使用焰色反应就可以实现<chem>Na+</chem>与<chem>K+</chem>的鉴别。（其他离子的检验方法，请参见§2.1.7 [[高中化学/目录/离子检验|离子检验]]）

== 实验原理 ==
[[File:HeliumSpectrumTechnion.jpg|缩略图|氦元素的光谱线。]]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焰色，这叫做'''焰色反应（flame test）'''，这是检验金属或金属阳离子最简单的一种方法。那么这种检验方法的原理是什么呢？这与原子的结构有关。

原子中的电子是按照电子层来排布的，而每一层都有不同的轨道，这些轨道有能量高低之分。当金属或金属化合物在火焰上灼烧时，金属离子吸收了能量，有一部分电子跃迁到能量较高的轨道上，金属离子由基态转变为激发态。激发态的离子不稳定，很快便会转变为稳定的基态离子并且放出能量，这时能量以光能的形式表现出来。不同元素的光谱是不一样的，金属离子放出光能时，会放出波长不同的光，利用不同元素的光谱，我们不仅可以鉴别元素，也可以发现新的元素（比如氦、铷）。根据这个原理，现代化学分析测试中，用原子吸收光谱确定物质中含有的金属元素。

== 思考与延伸 ==

=== 互相干扰的光谱 ===
在观察钾元素的焰色时，需要透过蓝色钴玻璃观察焰色，为什么要这么做呢？

[[File:Spectrehorizontal.png|缩略图|可见光波长示意图（单位：nm）。]]
我们知道，我们肉眼能够看到的可见光，是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种颜色构成的，红色光的波长最长（约700nm），紫色光的波长最短（约400nm）。无论是金属钾还是钾盐，都会混有钠或者钠盐的杂质，钠的焰色是黄色，黄色光的波长比紫色光长，会造成干扰。蓝色钴玻璃可以将黄色光滤去，透过蓝色钴玻璃就能够观察到钾元素的紫色火焰了。实验开始前先将铂丝在火焰上灼烧至无色，也是这个原因，这样可以防止焰色间的干扰。

=== 拓展实验：彩虹色的焰色反应 ===
利用不同元素的焰色反应，我们可以制造出一条“火焰彩虹”，视觉效果将十分震撼。如果需要观看该实验的视频，请点击此链接：[https://www.bilibili.com/video/av11355626]

== 附：常见元素的焰色反应 ==
{| class="wikitable"
|+常见元素的焰色反应
!元素
!焰色
|-
|<chem>Li</chem>
|紫红色
|-
|<chem>Na</chem>
|金黄色
|-
|<chem>K</chem>
|淡紫色
|-
|<chem>Rb</chem>
|紫色
|-
|<chem>Cs</chem>
|蓝色
|-
|<chem>B</chem>
|翠绿色
|-
|<chem>Mg</chem>
|白色
|-
|<chem>Ca</chem>
|砖红色
|-
|<chem>Sr</chem>
|洋红色
|-
|<chem>Ba</chem>
|黄绿色
|-
|<chem>Ra</chem>
|桃红色
|-
|<chem>Cu</chem>
|绿色
|-
|<chem>Tl</chem>
|嫩绿色
|-
|<chem>Zn</chem>
|蓝色
|-
|<chem>Pb</chem>
|蓝色
|}