鈉與水反應(yīng)的微型實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)

鄭冬云 衷明華

(韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東 潮州 521041)

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)，將鈉投入到裝著水的燒杯或水槽中(滴有酚酞試劑)。即可以看到鈉與水反應(yīng)非常劇烈，可能出現(xiàn)鈉粒亂濺的情況；反應(yīng)速度快，卻無法控制反應(yīng)的進(jìn)行與停止；又根據(jù)鈉在水中的反應(yīng)現(xiàn)象(浮、熔、游、嘶、紅)來判斷反應(yīng)產(chǎn)物中含有氣體，卻無法確定此氣體是氫氣。因此，對鈉與水的反應(yīng)進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)。改進(jìn)后的裝置安全性能高，又由于煤油的加入，既實(shí)現(xiàn)了能自主控制反應(yīng)的進(jìn)行與停止，也能控制反應(yīng)的速度，成本低，試劑用量少等目的，也遵循了節(jié)約資源、循環(huán)利用資源的環(huán)保規(guī)則。

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：注射器一支、微型儀器一套。

2.藥品：煤油、鈉粒、酚酞試劑、肥皂水。

三、實(shí)驗(yàn)裝置圖(省去鐵架臺和鐵夾)

圖 實(shí)驗(yàn)裝置(省去鐵架臺和鐵夾)

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，管內(nèi)水位略低于內(nèi)套管的底部，并滴入2滴酚酞試液；再往內(nèi)套管側(cè)滴加適量煤油(要能淹過鈉粒)，并加入鈉粒；注射器的針筒內(nèi)留有一定體積的氣體；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)，反應(yīng)發(fā)生時(shí)，燒杯里有氣泡冒出，微型氣體發(fā)生器內(nèi)的液體由無色變紅色，器壁上有放熱的感覺；

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，重新浸沒在煤油中(若所剩的鈉質(zhì)量較小，則浮游于煤油中)。剩余的鈉?？闪粲谙麓螌?shí)驗(yàn)使用。

五、改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

1.通過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，并且能夠減緩反應(yīng)速度，避免了反應(yīng)過于劇烈而產(chǎn)生的儀器爆裂的危險(xiǎn)，也能夠使剩余的鈉繼續(xù)被利用且無需再重裝實(shí)驗(yàn)裝置。

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

4.實(shí)驗(yàn)儀器簡單、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)。

[1]潘鴻章.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究與創(chuàng)新[M].?？?南方出版社，2001:133—135.