金屬鈉與水的反應微型實驗改進

林曉宏　衷明華

【摘 要】 金屬鈉與水的反應是人教版高中化學必修一中重要的演示實驗之一。教材中該實驗存在一定的危險性，因此，本文介紹了金屬鈉與水反應的微型實驗改進方法。具有一體化、趣味化的特點，取得了良好的實驗效果。

【關鍵詞】 金屬鈉與水的反應；微型實驗改進；一體化

【中圖分類號】 G64.22 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 2095-3089（2017）14-0-01

一、改進背景

金屬鈉與水的反應選自人教版高中化學必修一第三章第一節第二課時“金屬與酸和水的反應”。教材中的做法比較簡單，將金屬鈉直接投入盛有水和酚酞的燒杯中。但是該做法存在一定的危險性，投入的金屬鈉可能引起爆炸或燃燒；另外，該實驗不能檢驗反應產生的氫氣。基于以上分析，筆者利用微型實驗儀器對該實驗進行改進。

二、實驗藥品

儀器：微型實驗儀器一套（包括小酒精燈瓶、V型側泡反應管、操作臺、微型氣體發生器、內套管、儀器夾、主鐵夾、導管等）

藥品：金屬鈉（保存在煤油中）、酚酞、蒸餾水、煤油、濃硫酸、肥皂水、火柴等。

三、實驗原理

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

2H2+O22H2O

金屬鈉與水的反應產物是氫氧化鈉和氫氣。酚酞遇堿變紅色，所以產物氫氧化鈉可用酚酞試液來檢驗；而點燃氫氣時由于急速膨脹的氣體沖出肥皂泡，振動空氣而發出爆鳴聲，沒有危險，所以可以用此方法來檢驗反應是否有氫氣產生。

四、實驗步驟及實驗現象

1、按上圖所示組裝儀器并檢查裝置氣密性。在微型氣體發生器里加入蒸餾水，從微型氣體發生器的右邊加入煤油。溶液分為兩層，上層為煤油，下層為水。同時，在內套管里加入米粒大小的金屬鈉。并且在V型側泡反應管里面加入濃硫酸以除去夾雜在氫氣中的水。另外，在最右方的導管里加入肥皂水。

2、向裝有水和酚酞的小酒精瓶中加入一塊米粒大小的金屬鈉，快速連接橡膠管。可以看到鈉立即熔融成光亮的小球浮在水面上，向各個方向快速游動，并且逐漸縮小。發出嘶嘶的響聲，加入酚酞的水溶液變成紅色，由此可斷定金屬鈉與水的反應產物有氫氧化鈉。

3、小酒精燈瓶里生成的氣體經橡膠管漸漸充滿微型氣體發生器的左邊。左邊的壓強增大使液面左低右高，液體進入內套管，與內套管內的鈉發生反應。當鈉沉入煤油到達鈉與水的兩相界面時，與水反應熔成光亮的小球，放出氫氣，氫氣攜帶鈉再次進入煤油中，此時反應停止。金屬鈉又再一次往下沉，循環往復。整個反應過程中，鈉在水和煤油兩相界面上下沉浮，氫氣不斷的產生。

4、微型氣體發生器中反應生成的氫氣經濃硫酸洗氣進入直角導管，可以看到導管連續的冒出肥皂泡，將點燃的火柴靠近肥皂泡，前幾個肥皂泡無明顯現象（肥皂泡里的氣體是裝置里的空氣），繼續點燃肥皂泡，聽到清晰的爆鳴聲，說明反應有氫氣產生。

五、改進后的實驗優點

1、該實驗增加到兩個反應裝置，第一個裝置加了酚酞，第二個裝置加了煤油，利用第一個裝置產生的氣體促使第二個裝置中的反應進行。第一個裝置使用小酒精燈擴大液體表面積，可以讓學生清楚地觀察鈉與水的整個反應現象；第二個裝置改加煤油，鈉的游動方式以及溶液的顏色變化與第一個裝置形成對比，便于引導學生思考，體現實驗的趣味性，增強學生學習化學的興趣。

2、增加了洗氣裝置，對氣體進行初步提純。

3.改進了氣泡產生器，產生連續的氣泡，便于氣體的驗純以及性質實驗，使實驗一體化，便于學生觀察和思考。

4、利用微型實驗儀器，減少實驗藥品用量，體現綠色化學的概念。

5、金屬鈉的用量減少及反應在密閉的空間進行，使反應安全可靠，便于教師演示。

參考文獻：

[1]謝德銀.金屬鈉與水反應實驗的兩點改進[J].滄州師范專科學校學報，1999，（04）：39.

[2陳彥國.金屬鈉與水反應演示實驗的改進[J].高等函授學報（自然科學版），2000，（01）：31-32.