金属钠与水反应的实验改进

王肃云

摘 要：在现行版实验的基础上，对关于金属钠与水反应的演示实验进行分析，并提出和设计新的金属钠与水反应的演示实验简易装置。

关键词：演示实验；装置；器材；改进

一、实验目的

（1）掌握钠与水反应的实验操作。（2）理解钠与水反应有关实验现象的原因。 （3）培养学生利用实验分析、解决问题的能力。（4）培养学生创新思维的能力。（5）使学生初步学会根据参加反应的“元素种类”和“原子结构”推导可能生成的反应产物。（6）培养学习化学的兴趣，感受化学世界的奇妙，有将化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。

二、实验原理

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑

三、提出问题

如果按高中化学第一册

（必修）P26[实验2-3]和[实验

2-3]所介绍的装置（见图1）

来演示金属钠与水的反应，

有如下不足：

（1）钠与水反应一般现象的观察和对产生气体的收集与检验这两个过程的分离是没有必要的。（2）钠与水反应非常剧烈，存在一定的安全隐患。（3）用排水法收集氢气时，需要将盛满水的试管倒置于烧杯（500ml）内，操作不方便，比较麻烦。况且在实际操作中，金属钠颗粒容易从铝箔中脱落，浮出水面，从而导致实验失败。（4）用同一小颗粒金属钠，实验不能反复进行多次，另外金属钠的量较难控制，量少了，收集不满一试管的氢气，量多了，又有危险。（5）用排水法收集气体时，生成的氢氧化钠会腐蚀手。

四、实验改进

针对上述不足，解决问题的關键是控制钠与水反应的速率，只要控制好钠与水反应的速率，对钠与水反应一般现象的观察和对产生气体的收集与检验就不是难题。实验改进方案以煤油来控制钠与水的反应速率，将教材中的整个实验合二为一，避免了上述问题。实验改进装置秉承启普发生器的设计思想，设计出一个（见图2）。

五、实验用品

仪器：注射器、软塑料瓶、橡胶管、尖嘴管、玻璃管、弹簧夹、铁架台等。药品：钠、水、酚酞试液、煤油。

六、实验步骤

实验的具体操作和现象如下：

（1）按图2完成仪器组装，取下注射器上端的橡胶塞，关闭下端的弹簧夹，向注射器中倒入约50ml的煤油；将除去氧化膜的小块钠（黄豆大小），放入到煤油中，塞上带玻璃尖嘴的橡胶塞，并打开尖嘴处的弹簧夹。（2）在简易漏斗中加入滴有酚酞试液的水约100ml，打开注射器下端的弹簧夹，就有大量的水进入注射器，等注射器上端的煤油层刚到橡胶塞处，关闭尖嘴处的弹簧夹。（3）钠与水反应，钠在煤油层中上下移动，其表面产生气泡，水层逐渐变成红色，同时注射器内液面下降。（4）当注射器内钠停止反应时，打开尖嘴处的弹簧夹，在尖嘴管口点火，可见到明显的黄色火焰（因玻璃中含有钠元素），证明产生的气体为可燃性的氢气。（5）随着氢气的燃烧，试管内压强减小，右边的水又进入注射器内，与金属钠接触时，反应又继续进行，故用同一颗粒金属钠，可反复几次进行试验。

七、实验改进后的优点

（1）操作简便，安全。由于钠与水反应是在水和煤油的交界面进行，反应缓慢，而且整个反应是在密闭的容器内进行，从而避免了起火、爆炸、飞溅等现象。（2）实验内涵丰富。一套实验装置在较大程度上涵盖了钠与水反应的各种问题，以及钠金属的物理性质和保存等方面的问题。（3）实验现象明显新奇。小球上下运动的实验现象在中学实验上并不多见。（4）可控制反应，并可反复进行多次实验。（5）仪器来源于日常生活中的常见物品，组装简单，容易推广。（6）不会腐蚀手。

参考文献：

[1]王良文.金属钠与水反应安全发生装置

[J].化学教育,1995(1).

[2]韩丽,王淑英.钠与水反应实验的改进[J].

中学化学教学参考,1999(11).

[3]张苓珍.高中化学实验改进四则[J].中国

教育技术装备,2009(16).

（肃南裕固族自治县第一中学）