通过改进实验培养学生创新意识

摘 要：钠与水反应实验是高中化学的重要实验之一。利用J形管玻璃管组装实验装置演示钠与水反应实验，并用绕成螺旋状的铜丝添加金属钠，方便收集较纯净的气体。既可以在尖嘴部分点燃氢气，又可以吹肥皂泡在点燃验证氢气。实践证明该使用该装置操作方便，安全环保；原理简单易懂，学生容易接受；能够激发学生学习兴趣，培养学生创新意识。

关键词：钠与水反应 实验创新设计 J形管玻璃管

【中图分类号】G 633.8 【文献标识码】A 【文章编号】1005-8877（2019）08-0181-02

1.问题的提出

化学知识的积累与创新意识的培养离不开化学实验，通过强化实验教学，不但能够有效提升学生的动手意识与能力，同时还可以帮助学生建立不断完善的探究精神和创新意识。钠与水反应实验是高中化学的重要实验之一。苏教版教材化学1中的钠与水反应实验描述为：“向一只盛有水的小烧杯中滴加几滴酚酞溶液，然后投入一小块（约绿豆粒般大小）金属钠，观察实验现象。”在实际教学中发现该实验优点是：装置简单，操作方便，能很清楚观察到钠与水反应的实验现象。不足之处是：不能收集产生的气体，不能检验产生气体的成分。经过查阅资料，反复试验，多次改进，最后设计了一套新的实验装置，使得该实验操作简单、现象明显、安全环保，能够激发学生学习兴趣，培养学生创新意识。

2.实验器材和药品

实验器材和药品：U形玻璃管（20mm×200mm）、单孔胶塞、尖嘴玻璃导管（长约5cm）、橡胶帽（可以用水笔替芯笔头胶帽），带铁夹的铁架台、小燒杯、胶管（长约5cm）、胶头滴管、镊子、小刀、玻璃片、滤纸、铜丝（直径约1 mm）、金属钠等。

3.实验装置

用玻璃管切割器将U形玻璃管的一侧截掉大约50%（10cm左右），制成J型玻璃管，在酒精喷灯上把断口烧圆以去除锋利的棱角。

将一根铜丝在玻璃棒上绕10圈左右，然后将最后两圈处理的更细些，再留约30cm作为手柄，制成一个添加金属钠工具，如图1。

图1 绕成螺旋状的铜丝添加金属钠工具

实验装置如图2、图3、图4。

图2 钠与水反应实验改进装置 图3 钠与水反应实验改进装置 图4 钠与水反应实验改进装置

4.实验步骤

（1）将尖嘴玻璃导管用水润湿插入单孔塞中，尖嘴朝外，胶塞细端玻璃管没入胶塞约2 mm，避免收集气体时残留空气。

（2）在J型玻璃管短端塞好带尖嘴玻璃导管的胶塞。从J型玻璃管长端加水至尖嘴玻璃导管刚有少量水流出，此时J型玻璃管长端液面和尖嘴在同一水平线上或稍微高过一点。塞好尖嘴玻璃导管的小胶帽。

（3）用小刀切一块约绿豆粒大的金属钠，用镊子夹住塞入绕成螺旋状的铜丝添加金属钠工具的螺旋中，倾斜J型玻璃管，从长端加入金属钠，注意使金属钠位于J型玻璃管短端。

（4）手持该装置走到学生身边展示给学生观察实验现象，这样就能够使全体学生都能近距离观察到该反应的实验现象。

（5）反应完毕后向J型玻璃管长端滴入酚酞溶液，稍微晃动，观察实验现象，验证有碱性物质生成。

（6）打开小胶帽，迅速用火柴点燃尖嘴玻璃导管处气体，能观察到氢气安静燃烧。

（7）或者在尖嘴玻璃管处连接一小节胶管，橡胶管中滴加两滴肥皂水，吹出泡后再点燃检验氢气。

5.新设计实验优点

（1）仪器简单，操作方便

实验装置所用器材简单易得，易于加工，容易被学生理解。操作方便，实验成功率高。

（2）安全性高

新设计的实验方案中，钠与水反应在J型玻璃管中进行，收集到的氢气是纯净的。J型玻璃管一端封闭，另一端是开口的，随着产生气体的增多，J型玻璃管短端液面下降，长端液面上升，点燃氢气时，由于J型玻璃管两端有液面差，空气不会进入J型玻璃管短端和氢气混合，所以没有危险，安全性高。

（3）改进方案通过一次实验既可以看到钠浮在水面，四处游动的现象，推出钠的密度比水小的结论，又能通过点燃法验证生成的气体是氢气。

（4）该装置做好后可反复使用，可以点燃氢气后，再次添加金属钠再做吹肥皂泡旳实验。

（5）能够激发学生学习兴趣，培养学生创新意识。

参考文献

[1]方洁.高中生“科学探究与创新意识”培养策略探究[J].中学化学教学参考，2018（1）：20

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[5]孟恬静.钠与水反应实验的新设计[J].化学教学，2019（3）：61