鈉與水反應(yīng)實驗創(chuàng)新設(shè)計

陳柏羽　譚文生

1.問題的提出

鈉與水反應(yīng)是高中化學(xué)教材中的一個重要實驗，《全日制普通高級中學(xué)教科書》介紹的方法如圖1所示，圖1優(yōu)點是：能收集和檢驗氫氣；缺點是：無法觀察鈉和水反應(yīng)現(xiàn)象?！镀胀ǜ咧姓n程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書化學(xué)必修1》介紹的方法如圖2所示，是將一小塊金屬鈉直接放人盛有水的燒杯中，優(yōu)點是：易于觀察反應(yīng)現(xiàn)象；缺點是：無法收集和檢驗氫氣。有沒有一個十全十美的解決方案呢？筆者經(jīng)過多次試驗，設(shè)計出一個如圖3所示的便捷的實驗裝置，巧妙地解決了上述問題。

2.教具制作材料及藥品

250 mL廣口瓶1個、6號橡膠塞1個、3號橡膠塞1個、直形玻璃活塞1個、玻璃管1支、玻璃棒1支、去掉底部的礦泉水瓶1個、火柴、鑷子、濾紙。

金屬鈉、蒸餾水、酚酞試液。

3.教具制作方法

（1）在與廣口瓶相配套的6號橡膠塞上，用打孔器打三個孔，分別安裝直形玻璃活塞、短玻璃棒和長玻璃導(dǎo)管。因操作時需要多次讓玻璃棒在橡膠塞孔內(nèi)上下移動，可在玻璃棒伸入膠塞的一端搽一點凡士林。

（2）在與礦泉水瓶相配套的3號橡膠塞上用打孔器打一個孔（與玻璃管直徑相當(dāng)），把該橡膠塞與玻璃管的另一頭相連接。最后組裝成如圖3所示裝置，并檢驗裝置氣密性完好。

4.教具使用方法

（1）先撥出玻璃棒，用鑷子取一小塊金屬鈉（約0.5 g～1 g），用濾紙吸干煤油，捏成棒狀（直徑與玻璃棒的直徑相當(dāng)），然后用鑷子把該鈉棒內(nèi)置于取出玻璃棒后的橡膠塞孔中，再插入玻璃棒把鈉推至孔內(nèi)的適當(dāng)位置（不與水接觸）。

（2）向廣口瓶中加水至瓶口的橡膠塞抵達處，再滴加4滴～6滴酚酞試液。塞緊橡膠塞，關(guān)閉活塞開關(guān)。

（3）演示時只需下壓玻璃棒將金屬鈉推入水中，鈉與水立即發(fā)生激烈的反應(yīng)，溶液變成紅色，產(chǎn)生的氣體將溶液壓入上端的礦泉水瓶中，廣口瓶內(nèi)可看到鈉熔化成銀白色的小球浮在水面上四處游動，直至完全消失，這時，廣口瓶中收集有一定量的氣體，礦泉水瓶中被噴入一定體積的紅色液體。

（4）打開活塞開關(guān)，點燃從導(dǎo)管尖嘴口逸出的氣體，氣體安靜地燃燒，拉出長長的火焰。廣口瓶中的液面緩慢上升，直至廣口瓶充滿水，氣體排完，火焰熄滅。

5.教具使用優(yōu)點

該裝置的制作融合了化學(xué)知識和物理知識，實驗時將鈉與水的反應(yīng)、氣體的收集、氣體的排出、產(chǎn)物的檢驗和水位的變化集于一體呈現(xiàn)，實驗操作簡便，自動化程度高，且可重復(fù)使用。在利用水充滿廣口瓶排除空氣的情況下，產(chǎn)生的氣體純凈，無論是鈉與水的放熱反應(yīng)，還是最后的氣體點燃，都不會發(fā)生爆炸，保證了實驗的絕對安全。利用本教具既能充分演示鈉與水反應(yīng)的各種現(xiàn)象又能方便地檢驗生成物，實驗原理清晰，現(xiàn)象生動，便于學(xué)生觀察分析，同時也增強了實驗的新穎性和趣味性，能激發(fā)學(xué)生的興趣，活躍學(xué)生的思維，充分發(fā)揮化學(xué)實驗的教育功能。

（收稿日期：2015-02-10）