钠与水反应演示实验的改进

　　摘 要： 本文针对2002年人民教育出版社出版的全日制普通高级中学教科书（必修）第一册教材中安排的钠与水反应演示实验的改进，即：一是将钠投入水中，观察钠在水中的变化；二是收集钠与水反应产生的气体进行检验。证明钠与水反应中有氢气和碱生成的分离实验进行整合性的创新改进，便于观察现象，有利于培养学生的创新意识，从而提高课堂教学效率。
　　关键词： 高中 钠与水反应 演示实验 实验改进
　　
　　一、教材中实验的不足
　　人教版2007年1月第2版高一化学课本，第26页钠与水反应的演示实验［2-3］、［2-4］，这两个演示实验按课本上的操作存在一些美中不足。
　　钠与水反应一般现象的观察和对产生气体的检验分离成两个过程是没必要的。再者实验［2-3］的操作是在一个敞口的烧杯里进行的，钠与水反应同时会伴有钠与空气中的氧气剧烈反应并产生火花，使钠更容易的跳出烧杯。因此该实验存在着一定的安全隐患。
　　实验［2-4］的操作中的不足。
　　1.用排水法收集氢气时，需要将盛满水的试管倒置于烧杯内，即使用500ml的烧杯。水也容易溢出来从而带来操作的不便。而且手要伸进烧杯里去，又因钠与水反应生成的氢氧化钠溶液有腐蚀性，导致腐蚀手。
　　2.在检验氢气的实验操作中，金属钠容易从铝箔中脱落，浮出水面。达不到实验预定的目的，只能重做，浪费药品和时间。
　　3.金属钠的量也不好控制，量少了收集不满一试管的氢气、量多了又有危险性。对于以上的不足，我做了以下改进。
　　二、实验改进
　　（一）实验设计思路
　　1.仪器主要来源于日常生活用品，组装简单、能培养学生的创造思维能力。
　　2.无污染，过程安全、无危险隐患、能体现环保科学理念。
　　3.装置气密性检查方法简单化。
　　4.实验内涵丰富化。
　　5.药品做到节约化。
　　（二）实验材料及药品
　　1.材料:30ml的注射器（2个）、输液器塑料管、双孔塞（1个）、长颈三角漏斗（1个）、导管、止水夹、铁架台、镊子、滤纸、毛玻璃片、小刀、火柴、活动开关（1个）。
　　2.药品：金属钠、酚酞试液、煤油、清水。
　　（三）实验原理
　　（四）实验装置
　　（五）实验操作过程及现象
　　教师演示引导学生有序地观察实验现象并作记录：首先检查该装置的气密性即将左端注射器中事先滴有酚酞试液的30ml清水缓慢地注入到右端反应器中并能观察到液面逐渐上升、接着用止水夹夹住乳胶管，会发现插入到右端反应器中的漏斗中液面会渐渐上升，上升到一定高度时，停止挤压左端注射器手柄会观察到漏斗中的液面不会下降，这/ebvQJT7a3vw7t4FHct++w==说明了该装置气密性是良好的。【如下图所示】
　　紧接着将20ml的煤油注入到右端反应器中，用镊子从煤油中取出一小块已切好的金属钠用放置在毛玻璃片上的滤纸吸取其表面的煤油，然后用小刀刮去其表面的氧化层后转移到反应器中会发现，钠在煤油中逐渐下沉，至水面。这说明了钠的密度比煤油的大，比水的小，进而验证了少量的金属钠为什么保存在煤油中。钠的表面有大量气泡冒出并推动其在水的表面及煤油层中上下来回游动，这样减缓了钠与水反应的速率（杜绝了钠与水反应的同时伴有与空气中氧气反应太剧烈并产生火花），同时更重要的说明了金属钠与水反应有气体生成。水溶液从上至下逐渐变红色。说明了金属钠与水反应有碱生成。随着钠粒逐渐变小，右端反应器中液面逐渐下降，而漏斗中液面逐渐上升，当漏斗中液面上升到一定高度后（如下图所示）。
　　用点燃的火柴靠近导气管尖嘴部分并打开止水夹，会听到轻微的“噗”声，这样就验证了金属钠与水反应生成了氢气。（如下图所示）
　　伴有黄色火焰（原因：导管尖嘴部分玻璃成分有钠元素），等到反应完全时利用左端的注射器手柄将右端反应器中煤油和红色反应液分离，分离基准面选为右端反应器底部为准。将分离的煤油回收到回收瓶中重新利用，红色反应液转移到废液缸中。（如下图所示）
　　最后洗涤所用仪器。
　　（六）实验改进优点
　　1.取材方便、组装简单、成功率高、易推广。
　　2.装置气密性检查方法特殊而简单。
　　3.实验内涵丰富、在较大的程度上涵盖了钠与水反应的各种问题以及金属钠的物理性质和保存问题。
　　4.反应缓慢、操作安全可靠、现象真实明显（杜绝了钠与水反应的同时伴有与空气中氧气反应太剧烈并产生火花）。
　　5.实验药品做到了回收重新利用。
　　6.实验趣味性强，使学生的创造能力得以培养。
　　 注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”