高中化学实验课程钠与水反应实验的改进研究

张玉莲

金属钠跟水的反应实验是高一化学课程实验的重点，具有一定的代表性，教程中对于该实验的操作主要是在烧杯中进行操作，学生能够通过金属钠跟水的反应观察出有气体产生，但是对于产生何种气体却无法通过该实验进行验证，不利于学生全面了解和分析实验.为了提高学生的实验动手能力，通过对整个实验的分析，设计出了微型实验操作装置，该装置操作简单，实验系统性较强，同时能够有效的降低金属钠的用量，提高实验的安全性，并能有效地检验反应产物.对学生的观察能力以及分析问题的能力有助于提高.

一、实验原理

金属钠跟水反应的化学方式如下：

2Na+2H2O[FY=]2NaOH+H2↑

在教课书中对于该实验的内容有明确的要求，首先是在烧杯中加入一些水，再向水中加入几滴酚酞，然后将金属钠置于水中，观察整个实验现象.整个实验的现象为：金属钠在水面游动，然后其变为闪亮的小球，同时实验过程伴随着“嗞嗞”的声响，随之，水溶液变成红色.

通过对整个实验过程的观察和分析可知，由于金属钠的密度比水的密度低，因此在在反应过程中，金属钠是漂浮在水面之上，金属钠的性质相比而言比较活泼，所以其在水中能跟水进行剧烈的化学反应，同时伴随着大量的热量的产生，该热量能够将金属钠融化为金属小球，最终形成的产物具有一定的碱性，能够使酚酞变红.

二、原实验装置存在的缺点

在整个实验演示过程中，老师首先需要将大块的金属钠用小刀切成小块，然后将其置于滴有几滴酚酞溶液的水中，虽然在实验过程中，学生能够清楚的观察整个反应过程，但是对于产生何种气体却无法准确的定性，因此为了判断产生的气体是否为氢气，需要对实验流程进行改进，以此，验证金属钠跟水反应后产生的气体为氢气.

三、实验装置的改进

1.实验药剂及装置

小刀1把，针管1个，实验操作台1个，镊子1把，金属钠1块，酚酞溶液，蒸馏水1瓶，橡胶塞1个，气体发生装置1个，火柴1盒，气球1个等.

2.实验方法及步骤

（1）首先用注射器抽取一定量的蒸馏水，备用；

（2）用镊子从装有金属钠的煤油瓶中取出金属钠，并放在滤纸上吸取其表面的煤油，然后用小刀将金属钠切除一小块，剩余的金属钠用镊子放回煤油瓶中；

（3）将切下来的金属钠放在气体发生装置中，备用；

（4）在气体发生装置的出口处塞一团滴有酚酞溶液的棉花，然后用带孔的橡胶塞塞住气体发生装置；

（5）在其他发生装置的另一个出口处套上准备好的气球，然后在气体发生装置的带孔橡胶塞上安装装满蒸馏水的注射器，实验流程见图1；

（6）将注射器中的蒸馏水缓慢的注入到气体发生装置中，首先蒸馏水会先润湿滴有酚酞溶液的棉花团，棉花团中的水会滴落到气体发生器中，跟金属钠接触，发生反应，随之，棉花团的颜色会变成红色，同时伴随大量的气体产生，此时的气体逐渐膨胀，而且能够听到“嗞嗞”声.等实验结束之后，取下气球，然后用点燃的火柴靠近气球，能够听到“噗”的响声，同时伴随黄光出现，以此证明金属钠跟水反应产物为氢气.

3.实验结果及讨论

（1）通过整个实验可知，改进后的实验装置实验现象更加的明显.通过演示，学生能够更加清楚地了解整个实验过程，同时，该装置能够有效地验证反应产生的气体，节约时间，降本增效.同时，通过整个实验过程中水溶液变红的过程能够清楚的了解到分子扩散过程.

（2）可以通过气球的膨胀体积计算出整个实验过程中产生的氢气的体积，从而结合气体状态方程跟摩尔体积，计算出实验过程中产生的氢气的量.

（3）通过实验过程中对产生的氢气进行点燃实验，能够有效地验证产生的氢气的纯度，通过分析产生的气体点燃后产生火焰的颜色以及声音能够判断产生气体的纯度.这一过程能够帮助学生了解“ 爆炸极限”的概念.

（4）通过该实验可以让学生了解到金属钠是一种非常活泼的金属.

四、改进实验后的优点

（1）改进后的实验装置能够非常清楚的观察到整个实验现象，通过收集实验反应后产生的气体，并能对其进行验证.整个实验过程操作简单、药剂使用量少，整个操作安全，有利于课程学习过程中学生的操作.

（2）通过观察整个反应过程中气体产生的过程，以及对产生的气体进行收集和点燃，能够加深学生对整个实验过程的印象.

（3）改进以后的整个实验操作简单，而且也不会对整个实验结果产生影响，同时能够有效的避免整个反应过程的剧烈程度，防止金属钠的飞溅，还可以有效的验证整个实验产生的气体.