鈉與水反應(yīng)的實驗改進與創(chuàng)新

1、鈉與水反應(yīng)的實驗改進與創(chuàng)新一、 反應(yīng)原理：2 Na + 2 H2O = 2 NaOH+H2 二、 實驗裝置如右圖（高一化學(xué)教材P171）：三、實驗步驟：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，用大拇指堵住試管口并從溶液中取出，向下移近酒精燈點燃；4、最后向燒杯中滴加無色的酚酞試液。 四、實驗現(xiàn)象：1、 反應(yīng)過程中，有氣泡逸出；2、 試管中的氣體點燃時能聽到尖銳的爆鳴聲；3、 滴加酚酞溶液時，溶液呈紅色。五、結(jié)論 金屬Na與H2O反應(yīng)，生成了H2和NaOH。六、分析本實驗的成功率還可以，優(yōu)點就在于當(dāng)檢驗生成的氣體

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

3、必要對其作出改進。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,雖然沒有燃燒,但裸露在空氣中的那部分鈉,會有一部分生成Na2O,Na2O2.并立即與水生成NaOH.開始時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的作火點高達，鈉的熔點為.，鈉的作火點.所以首先著火的是H2而不是a。Na+a以上實驗裝置如下圖（課本P29）具體操作步驟如下：1、在一個空塑料瓶中裝入約34體積的水,用手擠壓瓶子,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。在這個實驗中作出的改進的地方有：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;同原來的實驗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驗室的玻璃反應(yīng)容器,同樣存在一定的弊端,因為用廢舊塑料瓶充當(dāng)反應(yīng)容器,只考慮到了收集氣體的方便性，卻忽略了實驗操作過程,擠癟一個塑料瓶對于男生來說是輕而易

5、舉的,但對于一些女生來說，要擠癟一個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問題（這也是由第一個弊端引起的），假設(shè)在擠癟塑料瓶時擠壓的程度不夠，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，在反應(yīng)過程中同樣會產(chǎn)生爆炸；這兩弊端在學(xué)生實驗中已得到證實）；最后，當(dāng)點燃塑料瓶內(nèi)的氣體時，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，本改進實驗還存在相當(dāng)多的不足之處，它仍有待改進。既然是用檢驗H2純度的方法來驗證生成的氣體,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？實驗裝置如右圖所示:本實驗的操作步驟，與上一實驗基本一樣，只是要先往水里滴入無色酚酞，再與金屬鈉反應(yīng)；在最后檢驗生成的氣體時的操作如下：1、待反應(yīng)完后，用手擠壓右邊橡皮管（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）的液面會下降，而左端（不用作反應(yīng)的一端）的液體將從漏斗口流進漏斗，這是因為鈉與水反應(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）。該改進實驗現(xiàn)象明顯，操作也較簡單，也避免了因H2不純點燃而產(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，所以本實驗仍存在著它的不足之處，怎么辦？實驗裝置如下圖所示:用玻璃管和導(dǎo)管代替U形管，本實驗的操作步驟及反應(yīng)現(xiàn)象與上一實驗基本相同，不過該實驗更有趣，因為用玻璃管與細長導(dǎo)管代替U形管，管中的液體在反應(yīng)過程中能從右邊細長的導(dǎo)管與漏斗連接處噴出來，這樣就可以形成一個美麗的噴泉（紅色），增加實驗的趣味性。用玻璃管代替U形管就解決了U形管易碎的缺點，而且增加了實驗的趣味性，同時上一實驗所具備的優(yōu)點，在這一實驗中都能得到體現(xiàn)，所以用它作為演示實驗或?qū)W生實驗是比較合適的?？v觀以上四個實驗可知：前兩個實驗都有一個共同點在檢驗生成的氣體時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；而后兩個實驗操作較簡單，現(xiàn)象明顯，在檢驗生