钠与水反应实验的改进

文湖南省株洲市第二中学高二G1419班 齐　奇

钠与水反应实验的改进

文湖南省株洲市第二中学高二G1419班 齐奇

钠与水反应的实验是高中化学重要的实验之一，人教版普通高中课程标准实验教科书化学必修1模块第49页至第50页中介绍了该实验：在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块绿豆大的钠放入水中。你看到什么现象？

按教材的实验方案，学生可观察到“钠浮在水面上，熔成小球，小球四处游动，发出嘶嘶的响声，最后消失，溶液变红”的现象，见图1。

在实验过程中，我发现该实验存在以下不足。

1.钠与水反应非常剧烈，存在一定的安全隐患。如果煤油没有用滤纸完全吸干或钠的用量稍大，在钠与水反应的过程中会有火星产生。

2.不能直接观察到气体产生，无法对产生的气体进行收集和验证。为了收集并验证气体，必须设计另外一套装置，即用一小块铝箔包住金属钠，用大头针在铝箔上穿几个小孔，再用排水法收集后验纯。

该方案在实际操作中，金属钠易从铝箔中脱落，浮出水面，导致实验失败。金属钠的量较难控制，量过少不能集满氢气，过多又有安全隐患。

用排水法收集气体时，生成的氢氧化钠具有腐蚀性，且验纯实验不明显，存在一定缺陷。

3.没有从实验本身得出反应结论。教材中第50页直接给出化学方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，反应生成物NaOH可通过酚酞溶液验证，但反应物中是否有气体？如果有，又是什么气体？

通常情况下，老师只能从钠球的游动及氧化还原反应的知识分析得出产生的气体是氢气。但作为初学者，我们更希望通过实验得出结论。

一、改进设想

很多人都对该实验进行了深入研究及实验改进，主要集中在对反应装置、点燃方式、反应速率的改进。

在众多改进实验中也出现了一些不足之处，如所用装置实验室不常用、不便于普及、装置结构复杂、费用高、难以从实验本身得到正确结论等。

在实验室中，我注意到一些废弃的仪器，并受注射器类玩具的启发，脑海里有了改进钠与水反应实验的设想。改进后的实验装置见图2（省略试管夹和烧杯）。

二、实验用品

实验器材：废试管、注射器、试管夹、铁丝、镊子、滤纸、小刀、酒精灯、500mL烧杯、橡胶塞。

实验药品：金属钠、酚酞溶液、蒸馏水。

三、实验步骤

1.将废试管底部打破，作为反应容器。

2.选取大小合适的橡胶塞，将注射器针头插入橡胶塞，橡胶塞底部插入一小截铁丝，铁丝弯成鱼钩状。

3.切约为绿豆1/2大小的金属钠，用滤纸吸干表面的煤油后，用镊子将钠穿在铁丝上，将铁丝弯成闭合的圆形。

4.在烧杯中装满蒸馏水，用试管夹夹好破底的试管，试管稍倾斜以保证浸满水，并滴入两滴酚酞溶液。

5.用橡胶塞快速塞紧试管，钠接触水开始反应，试管内液面下降，说明产生大量气体，待反应结束后用注射器抽取气体，在酒精灯外焰上点燃，罩在干冷的烧杯内。烧杯壁上出现水珠，说明产生的气体是氢气。试管内的溶液变红，说明产生了碱性物质。

四、优点和不足

1.优点

本实验装置简单，将废试管再次利用，经济节约。金属钠的用量少，反应较安全。反应前试管内充满水，产生的气体不需要验纯，可直接点燃。用注射器点燃氢气，操作简单，现象明显，充满趣味。随着实验的完成，反应生成物也及时得以验证。

2.不足

要满足多人同时做该实验，难以找到大量的废试管，而且将废试管破碎过程中，存在一定的安全隐患。在开始反应的瞬间，插入橡胶塞的速度要快，且对注射器的密闭性要求较高，否则混入了空气也会带来安全隐患。