对乙醇和钠反应的实验改进

陈娟　鲍正荣　熊志威

1 改进原因

高中人教版必修2中涉及到的乙醇和钠反应的实验，存在以下几方面的问题：①产生的氢气不纯，混合有挥发的乙醇；②氢气的量少，因为反应本身较慢且所取钠的量又少，同时反应产生的乙醇钠会附在金属钠表面阻碍反应的进行，以上两点导致较难观察到氢气燃烧时产生的淡蓝色火焰；③氢气的验纯操作不易进行，反复的验纯导致钠和乙醇的用量不好把握；④不能控制反应的进行；⑤不能进行定量实验。教材中所给的实验只能演示乙醇和钠反应生成氢气，不能从定量角度说明是羟基上的氢被取代。本文介绍的这套实验装置可以较好地解决以上问题。

2 实验装置

实验装置如图1、图2所示。

3 实验步骤

3.1定量实验

如图1所示连接装置，检查装置气密性。向碱式滴定管中装入一定量的无水乙醇，干燥管上塞子不塞紧。移动碱式滴定管使无水乙醇充满干燥管，夹紧止水夹1，打开止水夹2、3，记录碱式滴定管中无水乙醇的体积V₁。打开止水夹1，移动碱式滴定管使无水乙醇回流人碱式滴定管，将带孔铝箔包裹住的钠粒放入干燥管中，再次立即将无水乙醇流入干燥管中并充满，立即塞紧塞子，开始反应。当集气瓶中水排尽后，夹紧止水夹1、2和3，立即拿出铝箔，停止反应，待液体冷却后再次调整干燥管中乙醇的量使其充满，记录碱式滴定管中无水乙醇的体积V₂和量筒中水的体积V（产生氢气的体积）。通过V₁和V₂的差、V、无水乙醇和氢气的密度就可以算出参加反应的是羟基氢，实验数据见表1。

0.0129mol无水乙醇理论上产生0.00645mol的氢气，实际是0.0054mol，原因有以下几点：①无水乙醇和钠反应的温度大约在60℃（随着加入反应物的量和反应时间而变，该温度是该实验条件下测定的），会有部分未反应的乙醇挥发损失；②反应为放热反应，需要等到乙醇冷却到室温之后才能读数；③进气管会储存部分氢气无法进入集气瓶；④出水管还会占据部分水的体积无法进入量筒；⑤实验条件不是标准状况、人为因素等原因都会带来一定的实验误差。

3.2定性实验

集气瓶中是定量实验中收集的氢气，如图2所示，将分液漏斗中的水滴入集气瓶中，并点燃气体，观察现象。

3.3实验注意事项

（1）保证碱式滴定管和干燥管干燥，防止有水干扰反应。

（2）将钠切成绿豆大小，一次使用7～10粒（视集气瓶大小而定），保证钠粒稍过量。钠粒越小，乙醇钠越不易附着在钠粒上，反应越快。

（3）钠粒一定要用铝箔包裹住，防止钠粒进入导管中。

（4）钠粒放入干燥管后，一定要充满乙醇后再塞紧塞子，这样可以排尽干燥管中的空气。

（5）装置的气密性要好。

3.4实验优点

（1）收集的氢气较纯，不用验纯氢气，乙醇能任意比溶于水。该实验使用的是排水法收集氢气，挥发出的乙醇溶解到水中。乙醇充满后再塞紧塞子收集氢气，保证了装置内的空气尽量排尽。

（2）产生氢气的量大且反应快。使用较小钠粒且数量较多，保证了反应的速度和氢气的量。

（3）装置可控，移动碱式滴定管可以控制乙醇和钠的接触和分离，反应操作简易，节约药品。

（4）定性定量实验同时进行，可以更深层次地理解乙醇的性质和结构。

4 小结

该改进实验保证了乙醇和钠反应的快速、安全、准确、可控，现象明显且操作简单，适合推广。