基于金屬鈉與水反應的微型實驗裝置創新

程亞新

摘 要：金屬鈉是高中化學中相對重要的內容，金屬鈉特有的活潑性讓它的實驗現象明顯卻又帶有一定的危險性，通過對微型實驗的研究學習，將金屬鈉與水反應的實驗創造性地設計了5組不同的微型實驗裝置，方便學生動手操作，也保證了學生的安全。

關鍵詞：微型實驗；金屬鈉與水反應；創新

高一化學第二章第一節“鈉”，由鈉的物理性質、鈉的化學性質、鈉的存在和主要用途三部分內容組成。通過微型實驗來探究鈉的化學性質，推測鈉的物理性質和鈉的存在方式和主要用途。教材實驗盡管裝置簡單，便于準備，但實驗過程中暴露的問題較多。首先，若產生的氣體較純，檢驗時只會聽到輕微的“噗”的一聲，現象不是很明顯。其次，若加入得太多，反應產生的氣體已經使擠癟的瓶子復原，而鈉與水的反應還未停止，就會帶來安全隱患，而且如果取鈉過量的話，容易發生爆炸。因此，在新授課時由“金屬鈉與水反應產生的是‘煙還是‘霧？金屬鈉與水反應時，除聽到‘嘶嘶的響聲外，為什么有的組看到了金屬鈉表面發生燃燒，甚至發出輕微的‘啪啪爆炸聲？”兩個問題引入探究性課堂教學，并將課本上的相對危險的實驗裝置進行了微型化改裝，獲得了一致好評。先將創新的金屬鈉與水反應的微型實驗展示如下：

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1.圖1所示：反應所用儀器，圖2所示：將用鋁箔包裹的鈉用大頭針固定于橡皮塞，再將輸液管改裝成兩端均有金屬針頭的導管，導管用止水夾控制氣體流量，一端插入橡皮塞塞緊U型管口，用漏斗迅速在管內注滿水，金屬鈉即與水反應，排水法收集到氫氣后打開止水閥，點火，見淡藍色火焰。

2.圖3所示：用鑷子將已用鋁箔包裹的金屬鈉放入注滿水的筆套底端，筆尖向上，產生的氫氣迅速將筆套內的水排出，迅速將手移開點火。

3.圖4所示：用剪去下半截的礦泉水瓶頸注滿水后，用鐵絲將已用鋁箔包裹的金屬鈉固定，用單孔玻璃管的橡膠塞塞住瓶口，鈉與水反應產生氫氣將水排出，打開止水閥后點火。

4.圖5所示：另一學生鈉與水反應的創新實驗所用儀器，包括針筒、筆套、已經裝有少量煤油的小注射瓶、將輸液管改裝成兩端均有金屬針的導管，其中一頭插入橡皮塞內。圖6所示為反應裝置，該生將鈉置于放有煤油的小注射瓶內，用兩端帶有金屬針頭的輸液管一端插入橡皮塞，橡皮塞塞緊注射瓶，通過針筒將水打入注射瓶內，由于金屬鈉密度關系會浮于水面沉于煤油底，故金屬鈉與水反應時不會太劇烈，金屬鈉與水反應后產生的氫氣則通過筆套排水法收集。

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5.圖7、圖8裝置使用玻璃管，一端用橡皮塞塞緊，兩端有金屬針頭的輸液管用于導出氫氣，導管用止水夾夾住，用鋁箔包裹的金屬鈉則用大頭釘固定于橡皮塞上，下端則是通過稍長一點的兩端有金屬針頭的輸液管連接大輸液瓶，用連通管原理將水注滿玻璃管，金屬鈉遇水反應產生氫氣。

幾套實驗裝置的改造，大都取材簡便、操作簡單安全、用藥量少、實驗現象明顯、趣味性強，適合讓學生人手一套參與實驗，大大提高了學生的動手操作能力和學習化學的興趣。

？誗編輯 張珍珍