鈉與水反應(yīng)的微型實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)

2011級(jí)本科生：鄭冬云

指導(dǎo)教師：衷明華

在以往的教學(xué)中，鈉與水的反應(yīng)通常是教師給學(xué)生做演示實(shí)驗(yàn)，將鈉投入盛有水的燒杯或水槽中（滴有酚酞試劑）。鈉與水反應(yīng)非常劇烈，甚至出現(xiàn)鈉粒亂濺的情況；反應(yīng)速度快，卻無(wú)法控制反應(yīng)的進(jìn)行與停止；根據(jù)鈉在水中的反應(yīng)現(xiàn)象（浮、熔、游、嘶、紅）可判斷反應(yīng)產(chǎn)物中含有氣體，卻無(wú)法確定此氣體是氫氣。因此，對(duì)鈉與水的反應(yīng)進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)非常必要，改進(jìn)后的裝置安全性能高，又由于煤油的加入，既能自主控制反應(yīng)的進(jìn)行與停止，又能控制反應(yīng)的速度，且成本低，試劑用量少，環(huán)保。

一 實(shí)驗(yàn)原理

鈉與水反應(yīng)：

2Na+2H2O═══2NaOH+H2↑

二 實(shí)驗(yàn)儀器和藥品

（1）儀器：注射器1支、微型儀器1套。

（2）藥品：煤油、鈉粒、酚酞試劑、肥皂水。

三 實(shí)驗(yàn)裝置圖（省去鐵架臺(tái)和鐵夾）

四 實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象

（1）連接好實(shí)驗(yàn)裝置后，檢查裝置的氣密性。

（2）往U形管內(nèi)加水，水位略低于內(nèi)套管的底部，并滴入2滴酚酞試劑；再往內(nèi)套管側(cè)滴加適量煤油（要能淹過(guò)鈉粒），并加入鈉粒；注射器的針筒內(nèi)留一定體積的氣體；將直角形通氣管通入裝有肥皂水的燒杯內(nèi)。

（3）慢慢推動(dòng)注射器的推手，靠氣壓將左側(cè)的水壓往右側(cè)，煤油被水托起，原本浸在煤油里的鈉粒與煤油脫離，與水接觸，發(fā)生反應(yīng)，此時(shí)，燒杯里有氣泡冒出，微型氣體發(fā)生器內(nèi)的液體由無(wú)色變?yōu)榧t色，器壁有發(fā)熱的感覺(jué)。

（4）用火柴點(diǎn)燃吹出的氣泡，若聽到尖銳爆鳴聲，則證明氣體不純；若聽到“噗”的一聲，則證明氣體是純的。

（5）實(shí)驗(yàn)完成后，將注射器的推手向上拉，U形管左側(cè)氣壓減小，水位上升，右側(cè)的水位則降低；剩余的鈉與水脫離，重新浸沒(méi)在煤油中（若所剩的鈉質(zhì)量較小，則浮于煤油中）。剩余的鈉粒可留于下次實(shí)驗(yàn)使用。

五 改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

（1）通過(guò)推拉注射器的推手使水與鈉接觸發(fā)生反應(yīng)，便于控制反應(yīng)的進(jìn)行與停止。

（2）在微型氣體發(fā)生器內(nèi)加入煤油，不僅能夠避免鈉被空氣氧化，而且能夠減緩反應(yīng)速度，避免反應(yīng)過(guò)于劇烈而產(chǎn)生儀器爆裂的危險(xiǎn)，剩余的鈉也能繼續(xù)使用，且無(wú)須重裝實(shí)驗(yàn)裝置。

（3）氫氣的驗(yàn)純可通過(guò)分辨肥皂泡被點(diǎn)燃時(shí)的聲音來(lái)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)象直觀明顯。

（4）實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)單、用時(shí)短、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，且用劑量少、節(jié)約環(huán)保、安全性能高，適合學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

潘鴻章.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究與創(chuàng)新［M］.海口：南方出版社，2001.133～135.