钠与水反应的实验再改进

詹沁龄，程江玲，汪 燕，洪文燕，牛燕燕，孙 伟

(海南师范大学 化学与化工学院,化学国家级实验教学示范中心,海南 海口 571158)

金属钠与水反应实验选自苏教版化学1专题2第二单元金属钠的性质与应用，该实验处于高中化学教学初期，对于培养学生对化学产生兴趣非常重要，因此，做好该实验具有重要的价值与意义。

笔者经过多次实验后，对向太平的设计实验基础上进行了改进(图1)。通过改进，实验装置更简便、现象更加明显，同时也提高了氢气的纯度，可以实现对产生气体的收集与检验，并提高了实验的安全性，更加便于学生进行操作。

图1 改进的实验装置

1 实验装置所需仪器(用品)

铁架台 1 个、铁夹 1 个，长短型U形管 1 支，未打孔橡胶塞一个(根据U形管型号选择)， 带有针头的塑料注射器一个。

2 操作过程

2.1 检查装置气密性

在长短型U形管中灌一些水，b管中液面离橡胶塞2CM，在b管处塞上橡胶塞。假设装置气密性好，此时b管处于密闭状态，b管中的部分气体与外界无连通，上下移动a管，b管中气体体积没有改变，则出现液面差。若无液面差，则气密性不好，重新进行更换仪器，再次检验。

2.2 制备检验气体

在长短型U形管中灌满水，并滴入两到三滴酚酞溶液，b管满水，a管液面与b管齐平。橡胶塞上插入注射器，但注意针头插入不可太深。小刀切下一块绿豆大小的金属钠(严格控制钠块大小)，用滤纸吸干钠块表面的煤油。用针头取切下的一小块钠，连同橡胶塞插入长短型U形管b管，立即反应并产生气体，气体不溶于水，在b管产生气体压强，b管处液面下降，a管处液面上升，直到反应结束，溶液颜色变红，可用b管处注射器抽取产生的气体。在注射器针头处可用火柴点燃，出现淡蓝色火焰，持续推动针筒活塞，在火焰上方放置一个干燥烧杯，烧杯中出现水雾，再放一个蘸有澄清石灰水的烧杯，石灰水不变浑浊，说明产生的气体是氢气。

2.3 实验结论

钠块与水反应，滴有酚酞的溶液变红，生成了一种碱性物质，通过元素分析则生成了氢氧化钠。通过实验检验气体，发现生成的气体为氢气。

反应方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

2.4 实验装置改进创新点

(1)采用长短型U形管易得易组装，且减少其他设计实验中安装干燥管或者去底塑料瓶的步骤，现象明显，推广价值较高。

(2)U形管中滴入两到三滴酚酞溶液，可以非常直观的看到钠块在溶液中的变化，同时可看到溶液颜色的变化，可探究出该实验不仅产生了一种不溶于水的气体，还产生了一种碱性物质。

(3)注射器收集检验气体较为简便，安全，利用排水法收集的气体也不需要验纯，非常利于学生自行进行操作。

(4)利用注射器上的收集到气体的刻度线也可进行定量实验，计算得出相关数据。

3 实验反思

相比现存的文献，该装置的创新点在于长短型U形管和带针头的注射器，长短型U形管减少了装置的搭建，并减少溶液的损失，更加简便。注射器抽取产生的气体，提供一个密闭的空间，便于检验气体。整个装置成本较低，安全性较高，非常利于推广实验，对于培养中学生对化学实验的兴趣非常有效，促进学生化学核心素养的培养。