钠与水探究实验的改进

吴子瑞

摘要：经过多次探究并不断改进钠与水反应的实验。使用裁剪好的塑料泡沫板为载体将原来敞开的实验装置改为相对封闭的实验装置，设计出一套集“反应”与“产物检验”于一体的实验装置，实验操作简单、安全、有趣味且现象明显。

关键词：探究实验;钠与水反应：证据获取

文章编号：1008-0546（ 2022）09x-0095-01 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.09x.025

一、问题的提出

甘肃省于2021年9月加入新高考的队伍，开始使用人教版2019年第1版普通高中教科书《化学》。笔者在教学中发现，新教材《化学必修第一册》将人教版2007版中钠与水反应的演示实验改为了探究实验，为了培养学生的实验探究能力和证据推理能力，提升学生的化学核心素养。笔者在课堂教学中发现钠与水反应的探究实验操作过程过于简单，不利于培养学生的证据获取能力，且在实际操作中可能会引发安全事故。

教材中的实验过程是这样描述的：在烧杯中加入一些水，滴人几滴酚酞溶液，然后把一块绿豆大的钠放入水中。[1]笔者认为钠与水反应的探究实验存在以下几个问题：教材中描述“在烧杯里加一些水”，那么加多少水合适？由于鈉与水反应剧烈，钠块或者液体有时会飞溅到烧杯外面，但实验中没有采取任何防护措施，怎么防护？另外，反应产生的气体没有经过检验直接以化学方程式呈现出来，利于学生获取证据能力的培养吗？怎样才能弥补该探究实验的不足呢？笔者经过多次实验并不断改进，尝试通过实验改进来弥补该探究实验的不足之处。

二、实验用品

1.仪器：500 mL烧杯1个、裁剪略小于烧杯内径的塑料泡沫板一块（打好2孔）、12号注射器针头、镊子、小刀、玻璃片、胶头滴管、滤纸、火柴。

2.药品：钠、蒸馏水、酚酞试剂、肥皂水。

三、改进后的实验装置

钠与水反应的改进实验装置见图1。

四、实验操作及实验现象

1.在烧杯中加入蒸馏水，以不超过烧杯体积的2/3为宜，然后滴入2-3滴酚酞试剂。 2.将12号注射器针头尾端插入塑料泡沫板打好的小孔上，然后把塑料泡沫板按入烧杯，有针头的一面朝上，尽量缩小塑料泡沫板与水面之间的空间赶走空气，[2]最后用胶头滴管吸取肥皂水滴加在塑料泡沫板与烧杯的缝隙处使之形成液封。

3.用镊子夹取一块金属钠并用滤纸擦干表面的煤油，用小刀将钠块切割成黄豆粒大小，将钠块从泡沫板中间的小孔处投入烧杯，迅速在小孔周围涂抹肥皂水，从小孔出来的空气与肥皂水形成肥皂泡从而盖住小孔。同时在烧杯内观察到：“浮”“熔”“游”“嘶”“红”的经典现象（见图2）。

4.将点燃的火柴靠近塑料泡沫板中间小孔处的肥皂泡，可以听到“啪”的爆鸣声或“噗”的响声，[3]反复操作几次等待爆鸣声减弱后在针头处点燃气体，可看到该气体安静地燃烧，从而检验出该气体是氢气（见图3）。

五、改进实验的优点

1.钠块以黄豆粒大小为宜，太大会因反应剧烈而爆炸，太小影响气体检验;烧杯中加水不宜超过2/3，否则塑料泡沫板上方预留空间过小会使产生的肥皂泡四处乱飞。

2.使用塑料泡沫板的优点：形成相对封闭的空间，防止钠块及液体飞溅出烧杯伤人;方便控制烧杯内剩余空气量，防止点燃氢气时发生爆炸，同时做检验氢气的载体。

3.反应生成的氢气形成肥皂泡，既能形成液封防止氢气逸出过快，又能验纯氢气防止检验氢气时发生爆炸。

4.该实验改进现象明显，不仅能观察到钠与水反应的经典现象，还能对反应生成的氢气进行验纯、点燃，保证了实验的完整性，有利于学生证据获取能力的培养。

5.该实验改进所用材料简单环保，组装方便、操作简单，成功率较高且富有趣味。

参考文献

[1]人民教育出版社，课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心，普通高中教科书（化学必修第一册）[M].北京：人民教育出版社，2019.

[2] 高霞，钠与水反应实验改进[J].中学化学教学参考，2020（14）：74.

[3] 李杰，钠与水反应实验的改进[J].中学化学教学参考，2020（02）：55.