鈉與水反應實驗的改進（2）

2010級本科生：肖曉君 彭曉喬

指導教師：衷明華

中學化學微型實驗“鈉與水反應”的實驗裝置存在以下不足：

（1）鈉與水直接接觸，反應劇烈、快速且放出大量的熱，局部溫度太高可能會導致試管破裂。

（2）鈉與水反應在先，檢驗氫氣在后，由于反應快速，且裝置不密封，抹上肥皂水后可能無法實現檢驗氫氣的目的。

（3）具支試管上部混有空氣，點燃氫氣的時候存在爆炸的危險。

鑒于以上原因，將鈉與水反應的微型實驗裝置進行改進，具體改進方案如下。

一 實驗儀器和藥品

V形側泡反應管、注射器1支、橡膠塞1個、橡膠管若干、大頭針1個、導氣管、鋁箔、鑷子、濾紙、火柴；水、鈉、酚酞試劑。

二 實驗裝置圖

三 實驗步驟及現象

（1）如圖連接并安裝好裝置，檢驗裝置氣密性。

（2）取一小塊鈉（約半粒黃豆大小），用濾紙吸干鈉表面的煤油，用鋁箔把鈉塊包成條狀，并且兩個端口調整成原端口大小的1/3，把大頭針一端固定在帶有玻璃導氣管的單孔橡膠塞上，另一端針尖上插上鈉塊。

（3）移動大頭針，讓鈉接近橡膠塞，在注射器中注入加有酚酞試劑的一定體積的水，調節注射器的高度，盡可能地排盡反應管中的空氣，最后使注射器與反應管的液面相平。

（4）將大頭針往下移動，在水與鈉接觸的瞬間，立即使鈉開始熔化并且脫離大頭針而浮在水面上，向各個方向迅速游動，并逐漸縮小，最后停止游動；在反應過程中，觀察到反應管內的液面下降，說明有氣體產生，點燃導氣管口的氣體，呈現淡藍色，由此可確知產生的氣體為氫氣；鈉周圍水溶液變為紅色，并不斷地沿橡膠管擴散到注射器內，整個連通器內的水溶液變為紅色，由該現象可斷定有氫氧化鈉生成；最后注射器與反應管的液面保持在同一水平線上，可知氣體已經燃燒完。

（5）反應結束后，清洗儀器并整理實驗桌。

四 改進后的優點

（1）用鋁箔把金屬鈉包成條狀，在包裹得比較緊的情況下，使反應達到最好的效果且安全性較高。

（2）帶有鈉塊的大頭針在反應開始前靠近橡膠塞，利用注射器的水壓趕走反應管上方的空氣，將鈉與水反應控制在接近無空氣的環境里進行，因此產生的氣體可近似認為是純的氫氣，所以導氣管的氫氣與極少量空氣中的氧氣混合后不在爆炸極限范圍內，點燃時不會出現事故，提高了實驗的安全性。

（3）通過移動大頭針控制反應的進行，可操作性強。

（4）通過觀察注射器與反應管的液面差，可判斷氫氣是否已經燃燒完畢。

（5）整個實驗過程操作方便，安全可靠，成功率極高。

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（實驗）［M］.北京：人民教育出版社，2003.

［2］北京師范大學，華中師范大學，南京師范大學.無機化學（上、下）［M］.北京：高等教育出版社，2001.

［3］人民教育出版社化學室.化學（第一冊）［M］.北京：人民教育出版社，2007.