金屬鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

王肅云

摘 要：在現(xiàn)行版實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)關(guān)于金屬鈉與水反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，并提出和設(shè)計(jì)新的金屬鈉與水反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)簡易裝置。

關(guān)鍵詞：演示實(shí)驗(yàn)；裝置；器材；改進(jìn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）掌握鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作。（2）理解鈉與水反應(yīng)有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因。 （3）培養(yǎng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)分析、解決問題的能力。（4）培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的能力。（5）使學(xué)生初步學(xué)會(huì)根據(jù)參加反應(yīng)的“元素種類”和“原子結(jié)構(gòu)”推導(dǎo)可能生成的反應(yīng)產(chǎn)物。（6）培養(yǎng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，感受化學(xué)世界的奇妙，有將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)踐的意識(shí)，能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會(huì)和生活問題做出合理的判斷。

二、實(shí)驗(yàn)原理

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑

三、提出問題

如果按高中化學(xué)第一冊(cè)

（必修）P26[實(shí)驗(yàn)2-3]和[實(shí)驗(yàn)

2-3]所介紹的裝置（見圖1）

來演示金屬鈉與水的反應(yīng)，

有如下不足：

（1）鈉與水反應(yīng)一般現(xiàn)象的觀察和對(duì)產(chǎn)生氣體的收集與檢驗(yàn)這兩個(gè)過程的分離是沒有必要的。（2）鈉與水反應(yīng)非常劇烈，存在一定的安全隱患。（3）用排水法收集氫氣時(shí)，需要將盛滿水的試管倒置于燒杯（500ml）內(nèi)，操作不方便，比較麻煩。況且在實(shí)際操作中，金屬鈉顆粒容易從鋁箔中脫落，浮出水面，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。（4）用同一小顆粒金屬鈉，實(shí)驗(yàn)不能反復(fù)進(jìn)行多次，另外金屬鈉的量較難控制，量少了，收集不滿一試管的氫氣，量多了，又有危險(xiǎn)。（5）用排水法收集氣體時(shí)，生成的氫氧化鈉會(huì)腐蝕手。

四、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

針對(duì)上述不足，解決問題的關(guān)鍵是控制鈉與水反應(yīng)的速率，只要控制好鈉與水反應(yīng)的速率，對(duì)鈉與水反應(yīng)一般現(xiàn)象的觀察和對(duì)產(chǎn)生氣體的收集與檢驗(yàn)就不是難題。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案以煤油來控制鈉與水的反應(yīng)速率，將教材中的整個(gè)實(shí)驗(yàn)合二為一，避免了上述問題。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)裝置秉承啟普發(fā)生器的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)出一個(gè)（見圖2）。

五、實(shí)驗(yàn)用品

儀器：注射器、軟塑料瓶、橡膠管、尖嘴管、玻璃管、彈簧夾、鐵架臺(tái)等。藥品：鈉、水、酚酞試液、煤油。

六、實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)的具體操作和現(xiàn)象如下：

（1）按圖2完成儀器組裝，取下注射器上端的橡膠塞，關(guān)閉下端的彈簧夾，向注射器中倒入約50ml的煤油；將除去氧化膜的小塊鈉（黃豆大?。?，放入到煤油中，塞上帶玻璃尖嘴的橡膠塞，并打開尖嘴處的彈簧夾。（2）在簡易漏斗中加入滴有酚酞試液的水約100ml，打開注射器下端的彈簧夾，就有大量的水進(jìn)入注射器，等注射器上端的煤油層剛到橡膠塞處，關(guān)閉尖嘴處的彈簧夾。（3）鈉與水反應(yīng)，鈉在煤油層中上下移動(dòng)，其表面產(chǎn)生氣泡，水層逐漸變成紅色，同時(shí)注射器內(nèi)液面下降。（4）當(dāng)注射器內(nèi)鈉停止反應(yīng)時(shí)，打開尖嘴處的彈簧夾，在尖嘴管口點(diǎn)火，可見到明顯的黃色火焰（因玻璃中含有鈉元素），證明產(chǎn)生的氣體為可燃性的氫氣。（5）隨著氫氣的燃燒，試管內(nèi)壓強(qiáng)減小，右邊的水又進(jìn)入注射器內(nèi)，與金屬鈉接觸時(shí)，反應(yīng)又繼續(xù)進(jìn)行，故用同一顆粒金屬鈉，可反復(fù)幾次進(jìn)行試驗(yàn)。

七、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

（1）操作簡便，安全。由于鈉與水反應(yīng)是在水和煤油的交界面進(jìn)行，反應(yīng)緩慢，而且整個(gè)反應(yīng)是在密閉的容器內(nèi)進(jìn)行，從而避免了起火、爆炸、飛濺等現(xiàn)象。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵豐富。一套實(shí)驗(yàn)裝置在較大程度上涵蓋了鈉與水反應(yīng)的各種問題，以及鈉金屬的物理性質(zhì)和保存等方面的問題。（3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯新奇。小球上下運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在中學(xué)實(shí)驗(yàn)上并不多見。（4）可控制反應(yīng)，并可反復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。（5）儀器來源于日常生活中的常見物品，組裝簡單，容易推廣。（6）不會(huì)腐蝕手。

參考文獻(xiàn)：

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（肅南裕固族自治縣第一中學(xué)）