鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新

1、鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新一、 反應(yīng)原理：2 Na + 2 H2O = 2 NaOH+H2 二、 實(shí)驗(yàn)裝置如右圖（高一化學(xué)教材P171）：三、實(shí)驗(yàn)步驟：1、先切一小塊鈉（綠豆大），用刺了小孔的鋁箔包好；2、用鑷子夾住，放在圖中的試管口下(試管已裝滿水)；3、等試管集滿氣體時(shí)，用大拇指堵住試管口并從溶液中取出，向下移近酒精燈點(diǎn)燃；4、最后向燒杯中滴加無色的酚酞試液。 四、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1、 反應(yīng)過程中，有氣泡逸出；2、 試管中的氣體點(diǎn)燃時(shí)能聽到尖銳的爆鳴聲；3、 滴加酚酞溶液時(shí)，溶液呈紅色。五、結(jié)論 金屬Na與H2O反應(yīng)，生成了H2和NaOH。六、分析本實(shí)驗(yàn)的成功率還可以，優(yōu)點(diǎn)就在于當(dāng)檢驗(yàn)生成的氣體

2、（H2）時(shí)，能聽到尖銳的爆鳴聲，學(xué)生容易觀察（聽）到，現(xiàn)象較明顯；但在實(shí)驗(yàn)過程中還存在著一些弊端：首先，該實(shí)驗(yàn)的最大缺點(diǎn)就在于它的操作，該實(shí)驗(yàn)的操作較復(fù)雜，學(xué)生很難獨(dú)立完成；其次，由于鈉與水反應(yīng)生成的氫氧化鈉是強(qiáng)堿，有很強(qiáng)的腐蝕性，而在試管集滿氣體后，我們必須把手伸進(jìn)NaOH溶液中，用拇指堵住試管口，把試管從溶液中移出，此時(shí)NaOH對(duì)我們的皮膚會(huì)產(chǎn)生一定的腐蝕，雖然當(dāng)時(shí)感覺不到，但終究還是影響我們的身體健康。再者，當(dāng)在酒精燈上點(diǎn)燃H2時(shí)，產(chǎn)生尖銳的爆鳴聲，相當(dāng)一部分學(xué)生不敢操作，且如果環(huán)境較吵鬧時(shí)，容易產(chǎn)生干擾。所以，要很好地完成這一實(shí)驗(yàn)是有一定的難度的，且具有一定的危險(xiǎn)性和不可靠性，因此很有

3、必要對(duì)其作出改進(jìn)。燃燒現(xiàn)象與爆炸過程的分析浮在水面上鈉,在與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的同時(shí),雖然沒有燃燒,但裸露在空氣中的那部分鈉,會(huì)有一部分生成Na2O,Na2O2.并立即與水生成NaOH.開始時(shí)Na+H2O=NaOH+ H2Na熔化后，Na+a（燃燒后）a+aa+H2O=NaOHa+H2O=NaOH+以上反應(yīng)均是放熱反應(yīng)。通過查資料H2的作火點(diǎn)高達(dá)，鈉的熔點(diǎn)為.，鈉的作火點(diǎn).所以首先著火的是H2而不是a。Na+a以上實(shí)驗(yàn)裝置如下圖（課本P29）具體操作步驟如下：1、在一個(gè)空塑料瓶中裝入約34體積的水,用手?jǐn)D壓瓶子,使水面上升至近瓶口,排走瓶中的大部分空氣。2、在膠塞上固定一根大頭針,用針扎起一塊黃豆

4、粒大小的金屬鈉,迅速塞住擠癟的瓶口,倒置(如上圖)并不斷搖動(dòng)塑料瓶。3、待反應(yīng)完全后,反應(yīng)產(chǎn)生的氣體,使擠癟的瓶子復(fù)原,取下塞子,迅速用拇指堵住瓶口,并將瓶口移近火焰,檢驗(yàn)鈉與水反應(yīng)所生成的氣體。4、最后向瓶中的溶液滴加酚酞溶液。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中作出的改進(jìn)的地方有：用廢舊的塑料瓶充當(dāng)反應(yīng)的容器,用帶有大頭針的膠塞來固定金屬鈉;同原來的實(shí)驗(yàn)裝置及操作相比較要簡單得多,而且還能輕易地收集到反應(yīng)后生成的氣體，現(xiàn)象明顯，成功率高。但是，用廢舊塑料瓶代替實(shí)驗(yàn)室的玻璃反應(yīng)容器,同樣存在一定的弊端,因?yàn)橛脧U舊塑料瓶充當(dāng)反應(yīng)容器,只考慮到了收集氣體的方便性，卻忽略了實(shí)驗(yàn)操作過程,擠癟一個(gè)塑料瓶對(duì)于男生來說是輕而易

5、舉的,但對(duì)于一些女生來說，要擠癟一個(gè)塑料瓶就就比較困難了;其次，在反應(yīng)的過程中還隱藏著另一個(gè)問題（這也是由第一個(gè)弊端引起的），假設(shè)在擠癟塑料瓶時(shí)擠壓的程度不夠，塑料瓶中還存在著大量的空氣，由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，生成的H2在瓶中就會(huì)與空氣混合發(fā)生劇烈爆炸（另外:當(dāng)擠壓的程度不夠，而取用金屬鈉的量又太多時(shí)，在反應(yīng)過程中同樣會(huì)產(chǎn)生爆炸；這兩弊端在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中已得到證實(shí)）；最后，當(dāng)點(diǎn)燃塑料瓶內(nèi)的氣體時(shí)，必須把塑料瓶傾斜，這樣有可能使瓶內(nèi)的液體流出，而把酒精燈澆滅。顯然，本改進(jìn)實(shí)驗(yàn)還存在相當(dāng)多的不足之處，它仍有待改進(jìn)。既然是用檢驗(yàn)H2純度的方法來驗(yàn)證生成的氣體,那么如果能讓H2在空氣中安靜地燃燒，則一切問

6、題不就都解決了？實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示:本實(shí)驗(yàn)的操作步驟，與上一實(shí)驗(yàn)基本一樣，只是要先往水里滴入無色酚酞，再與金屬鈉反應(yīng)；在最后檢驗(yàn)生成的氣體時(shí)的操作如下：1、待反應(yīng)完后，用手?jǐn)D壓右邊橡皮管（內(nèi)有一顆小玻璃珠，結(jié)構(gòu)與堿式滴定管的滴管口構(gòu)造相同）。2、在導(dǎo)管口把氣體點(diǎn)燃。通過現(xiàn)象可發(fā)現(xiàn)，U形管右邊（用作反應(yīng)的的一端）的液面會(huì)下降，而左端（不用作反應(yīng)的一端）的液體將從漏斗口流進(jìn)漏斗，這是因?yàn)殁c與水反應(yīng)生成的氣體難溶于水，則右邊的氣壓增大，液面也隨之下降，而根據(jù)聯(lián)通器原理知道：不用作反應(yīng)的左邊的液面將升高（裝在U形管上的膠塞與漏斗就起了防止U形管內(nèi)的液體溢出裝置的作用），顯而易見：這證明反應(yīng)中有氣體生成

7、；而U形管內(nèi)的液體呈現(xiàn)紅色，說明生成了NaOH（在反應(yīng)前滴加了酚酞試液）。該改進(jìn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，操作也較簡單，也避免了因H2不純點(diǎn)燃而產(chǎn)生爆炸的現(xiàn)象，成功率相當(dāng)高；但由于U形管是一種比較易碎的玻璃儀器，所以本實(shí)驗(yàn)仍存在著它的不足之處，怎么辦？實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示:用玻璃管和導(dǎo)管代替U形管，本實(shí)驗(yàn)的操作步驟及反應(yīng)現(xiàn)象與上一實(shí)驗(yàn)基本相同，不過該實(shí)驗(yàn)更有趣，因?yàn)橛貌ＡЧ芘c細(xì)長導(dǎo)管代替U形管，管中的液體在反應(yīng)過程中能從右邊細(xì)長的導(dǎo)管與漏斗連接處噴出來，這樣就可以形成一個(gè)美麗的噴泉（紅色），增加實(shí)驗(yàn)的趣味性。用玻璃管代替U形管就解決了U形管易碎的缺點(diǎn)，而且增加了實(shí)驗(yàn)的趣味性，同時(shí)上一實(shí)驗(yàn)所具備的優(yōu)點(diǎn)，在這一實(shí)驗(yàn)中都能得到體現(xiàn)，所以用它作為演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn)是比較合適的。縱觀以上四個(gè)實(shí)驗(yàn)可知：前兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都有一個(gè)共同點(diǎn)在檢驗(yàn)生成的氣體時(shí)都是從聽覺上感覺的，容易受外界噪聲的影響，且操作難于控制；而后兩個(gè)實(shí)驗(yàn)操作較簡單，現(xiàn)象明顯，在檢驗(yàn)生