乙醇与钠的反应演示实验的优化改进

秦笙鸣 安娅

摘    要：运用石墨（Al2O3）导管代替尖嘴导管或医用注射针头对“乙醇与钠的反应”演示实验进行改进，使得氢气燃烧的现象更加明显，省略了氢气验纯的步骤，实现对氢气的快速检验。进一步补充了钠与水的反应、乙醇与酸性重铬酸钾的反应，并用酚酞检验反应后溶液的酸碱性，使学生理解结构决定性质的化学思想，感受化学在生活中的应用。

关键词：乙醇和钠演示实验; 一体化; 氢气燃烧 ;实验改进

人教版普通高中课程标准实验教科书《必修2》中，乙醇与钠的反应通常存在一些问题，如产生的氢气量小，需要检验氢气纯度;检验生成的气体时，氢气燃烧现象不明显且难以看到淡蓝色火焰，而且倒入澄清石灰水的烧杯壁出现浑浊，这些实验现象均与预设的现象不符。为此，先后出现了相关的实验改进研究报道，如项云[1]等通过自制微型洗气瓶排除乙醇蒸气的干扰;凌崇忠[2]等使用集反应、收集于一体的尖嘴玻璃管点燃氢气;丁爱军[3]等将金属钠切成小块以加快反应速率;曹广雪[4]通过磁铁吸引金属钠控制反应的进行。这些研究均从不同的角度进行了实验改进，但没有同时解决存在的问题。笔者在此基础上对相关解决方法进行了整合，在装置选择、氢气检验方面做了优化改进，以达到实验现象明显，装置简易，安全环保，快速检验氢气的目的，同时激发学生的探究兴趣，培养学生的绿色环保意识，体现化学与生活的紧密联系。

一、实验药品与仪器

药品：无水乙醇、金属钠、2%重铬酸钾溶液、澄清石灰水、酚酞溶液。

仪器：干燥管一个、50mL烧杯两只、脱脂棉、石墨 （Al2O3） 导管、小刀、镊子、滤纸、火柴。

二、改进思路与方案

①装置连接顺序：除乙醇蒸气装置→反应发生装置→检验生成的气体。

②增加除杂装置：用脱脂棉过滤乙醇蒸气，避免对实验现象造成干扰。

③点燃H2时无需验纯：反应生成的H2能排净空气。

④改进氢气燃烧火焰不呈淡蓝色的实验现象：用自制石墨导管1或Al2O3管2代替尖嘴导管及教材中的医用注射针头。

⑤补充一组钠与水反应的对比实验，使学生从分子结构角度理解造成两组之间差异的原因。

⑥补充乙醇与酸性重铬酸钾反应在生活中的应用，让学生感受到化学与生活的紧密联系。

⑦补充用酚酞检验反应后乙醇溶液酸碱性的实验操作，说明生成物乙醇钠显碱性。

三、实验原理与装置：

四、实验结果与讨论

（一）运用自制教具   连接实验装置

将干燥管与石墨 （Al2O3） 导管用胶皮管連接，将滴有酸性重铬酸钾溶液的脱脂棉塞入干燥管中 （球形区），观察到脱脂棉变为橙红色。其中，干燥管的球形部分可以储存气体，使得装置形成压力腔，这样点燃氢气时火焰会更加明亮，且干燥管集制备、收集功能于一体，实验过程中无需检查装置气密性，简化实验操作步骤，节省时间。而脱脂棉可以除掉乙醇蒸气，避免对实验现象造成干扰，也会使氢气的燃烧现象更加明显。用石墨 （Al2O3） 导管代替尖嘴导管或医用注射针头，自制教具，变废为宝，体现了绿色化的思想，并且去掉了钠元素焰色反应的干扰以及避免了由于长时间燃烧，注射器针头受热发红而产生红光，进而影响氢气燃烧现象的观察，同时联系前面学习的化学能与电能中干电池的结构，以促进知识的正迁移。

（二）增添对照试验 激发探究热情

向两只50mL的烧杯中分别加入10mL无水乙醇和10mL水，然后用镊子取两粒黄豆大小的金属钠 （已除去表面煤油） 分别放入烧杯中，再把干燥管立于盛有乙醇的烧杯中，观察到无水乙醇中的钠先沉在干燥管底部且钠的表面产生气泡，随着反应的进行，最后悬浮在乙醇中并与之反应，形状改变不明显，冒出许多小气泡，生成的气体从石墨 （Al2O3） 导管口排出;水中的钠则熔化成小球，浮在水面上，发出呲呲声响且不停游动。通过增加一组钠与水反应的实验，学生可以直观地看到钠与乙醇的反应现象没有钠与水反应剧烈，从而将造成两者差异的原因引向分子结构的差异方面[5]，使学生理解物质结构决定性质的化学思想。补充这一实验有助于激发学生探究CH3CH2OH的—OH中的H与H—OH的H活泼性不同的兴趣。

（三）凸显实验现象   省略验纯步骤

用火柴将石墨 （Al2O3） 导管口处的气体点燃，会看到稳定持续并明显呈现出淡蓝色的火焰。将一个干燥的烧杯罩在火焰上方，发现烧杯内壁出现小液滴，取下烧杯，倒入澄清石灰水，发现澄清石灰水不变浑浊，这说明脱脂棉已除去乙醇蒸气。在点燃H2时无需验纯，这是因为球形干燥管的容积约为33.2mL，一粒黄豆大小的金属钠体积约为2.6cm3，产生约126.5mL （近4倍于干燥管体积） 的氢气迅速充满干燥管，能够排净干燥管内的空气，因此可以省略验纯的步骤。

（四）应用变色原理   强化物质性质

反应结束后，脱脂棉的颜色由原来的橙红色变为绿色，这是由于乙醇具有还原性，能够将橙红色的重铬酸根离子还原为绿色的三价铬，同时这也是检测酒驾的原理，体现了化学在生活中的应用，并为选修五中“醇的性质”的学习作铺垫。向反应后的溶液中滴加酚酞，观察到溶液变红，说明生成物显碱性，从而使学生更好地了解乙醇钠这种物质。

实验改进后的装置简单、一体化，实验时间短，现象明显，实验过程中无需检查装置气密性及验纯气体。自制的石墨 （Al2O3） 导管，变废为宝、使用方便、绿色环保。在原有实验基础上，适当补充了一些操作步骤，有效地培养学生的创新意识和探究精神，使学生明白，化学实验取之于生活，也应用于生活。

参考文献：

[1]项云，等.自制微型洗气瓶在钠与乙醇实验改进中的应用[J].化学教育，2013，34（04）：82.

[2]凌崇忠，刘观赞.乙醇与钠反应实验的简易安全设计[J].化学教育，2010，31（07）：66+73.

[3]丁爱军，鞠东胜.快速检验钠与乙醇反应生成的氢气[J].化学教育，2013，34（02）：69+73.

[4]曹广雪. 钠与水 （或无水乙醇） 反应试验的改进[J].化学教育，2011，32（02）：64.

[5]朱秀娟，等. 对无水乙醇与金属钠反应演示实验的改进[J].广州化工，2017，45（04）：117-118+125.