鈉與水反應的實驗再改進

詹沁齡，程江玲，汪 燕，洪文燕，牛燕燕，孫 偉

(海南師范大學 化學與化工學院,化學國家級實驗教學示范中心,海南 海口 571158)

金屬鈉與水反應實驗選自蘇教版化學1專題2第二單元金屬鈉的性質與應用，該實驗處于高中化學教學初期，對于培養學生對化學產生興趣非常重要，因此，做好該實驗具有重要的價值與意義。

筆者經過多次實驗后，對向太平的設計實驗基礎上進行了改進(圖1)。通過改進，實驗裝置更簡便、現象更加明顯，同時也提高了氫氣的純度，可以實現對產生氣體的收集與檢驗，并提高了實驗的安全性，更加便于學生進行操作。

圖1 改進的實驗裝置

1 實驗裝置所需儀器(用品)

鐵架臺 1 個、鐵夾 1 個，長短型U形管 1 支，未打孔橡膠塞一個(根據U形管型號選擇)， 帶有針頭的塑料注射器一個。

2 操作過程

2.1 檢查裝置氣密性

在長短型U形管中灌一些水，b管中液面離橡膠塞2CM，在b管處塞上橡膠塞。假設裝置氣密性好，此時b管處于密閉狀態，b管中的部分氣體與外界無連通，上下移動a管，b管中氣體體積沒有改變，則出現液面差。若無液面差，則氣密性不好，重新進行更換儀器，再次檢驗。

2.2 制備檢驗氣體

在長短型U形管中灌滿水，并滴入兩到三滴酚酞溶液，b管滿水，a管液面與b管齊平。橡膠塞上插入注射器，但注意針頭插入不可太深。小刀切下一塊綠豆大小的金屬鈉(嚴格控制鈉塊大小)，用濾紙吸干鈉塊表面的煤油。用針頭取切下的一小塊鈉，連同橡膠塞插入長短型U形管b管，立即反應并產生氣體，氣體不溶于水，在b管產生氣體壓強，b管處液面下降，a管處液面上升，直到反應結束，溶液顏色變紅，可用b管處注射器抽取產生的氣體。在注射器針頭處可用火柴點燃，出現淡藍色火焰，持續推動針筒活塞，在火焰上方放置一個干燥燒杯，燒杯中出現水霧，再放一個蘸有澄清石灰水的燒杯，石灰水不變渾濁，說明產生的氣體是氫氣。

2.3 實驗結論

鈉塊與水反應，滴有酚酞的溶液變紅，生成了一種堿性物質，通過元素分析則生成了氫氧化鈉。通過實驗檢驗氣體，發現生成的氣體為氫氣。

反應方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

2.4 實驗裝置改進創新點

(1)采用長短型U形管易得易組裝，且減少其他設計實驗中安裝干燥管或者去底塑料瓶的步驟，現象明顯，推廣價值較高。

(2)U形管中滴入兩到三滴酚酞溶液，可以非常直觀的看到鈉塊在溶液中的變化，同時可看到溶液顏色的變化，可探究出該實驗不僅產生了一種不溶于水的氣體，還產生了一種堿性物質。

(3)注射器收集檢驗氣體較為簡便，安全，利用排水法收集的氣體也不需要驗純，非常利于學生自行進行操作。

(4)利用注射器上的收集到氣體的刻度線也可進行定量實驗，計算得出相關數據。

3 實驗反思

相比現存的文獻，該裝置的創新點在于長短型U形管和帶針頭的注射器，長短型U形管減少了裝置的搭建，并減少溶液的損失，更加簡便。注射器抽取產生的氣體，提供一個密閉的空間，便于檢驗氣體。整個裝置成本較低，安全性較高，非常利于推廣實驗，對于培養中學生對化學實驗的興趣非常有效，促進學生化學核心素養的培養。