“檢驗鈉與水反應產生的氣體”演示實驗的改進
2011-12-31 00:00:00岑靜
中學教學參考·理科版 2011年11期
一、對教材理論的認識
鈉與水的反應產物是什么？根據已學過的氧化還原反應的知識，從化合價的升降角度分析得出產物為氫氣：2Na+2H2O=2NaOH+H2。
二、對教材實驗的分析
人民教育出版社出版的全日制普通高級中學教科書（必修）《化學》第二章“堿金屬”第一節中，設計了“檢驗鈉與水反應產生氣體”演示實驗：切一塊綠豆大小的鈉，用鋁箔（事先用針刺一些小洞）包好，再用鑷子夾住，放在試管口下，用排水法收集氣體，如圖1。等試管中的氣體收集滿時，小心取出試管，把試管口向下移近酒精燈火焰。
教師在教學過程中按照教材要求在課堂上演示該實驗，效果并不理想，存在如下問題：
（1）氣體容易跑掉，不易進入試管。
（2）鑷子不易夾住鈉，鈉與水反應時會移動，脫離了鋁箔，失去控制。
（3）用鋁箔將鈉包裹，影響實驗結論。因為鈉與水反應的產物是氫氧化鈉，鋁箔與氫氧化鈉反應產生氫氣：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。對驗證鈉與水反應產生的氣體一定是氫氣這一結論缺乏說服力。
(4) 操作不方便，用排水法收集氫氣時，需要將盛滿水的試管倒置于燒杯內，即使用500毫升的大燒杯，操作也不太方便，比較麻煩。
(5) 實際操作中，金屬鈉顆粒容易脫落，浮出水面，從而導致實驗失敗。
(6) 現象不夠明顯，不利于學生觀察.因排水法收集的氣體較純，檢驗氫氣時往往聲音太小，后排的學生很難聽見，不能給學生留下深刻的印象。
（7)用排水法收集氣體時，氫氧化鈉溶液會腐蝕手。
三、實驗的改進
1.實驗儀器及用品：鈉、雙通玻璃管（短）、膠塞（固定好大頭針）、試管夾、酒精燈、燒杯（裝好一些水）、酚酞、小燒杯等。
2.實驗裝置：如圖2。
3.實驗步驟和操作：
（1）用大燒杯約裝四分之三體積的水，并滴入2滴酚酞。
（2）切好黃豆大小的鈉。
（3）用固定在橡膠塞上的大頭針取小塊鈉，塞在用試管夾夾住的，且已經插入水中的兩端相通的試管上端。
（4）用排水集氣法收集一試管氣體。
(5)隨著氣體將水排出，而手拿試管夾（夾住了兩端相通且上端塞住的試管）緩緩地取出試管，移近火焰。聽到“噗”的一聲，并能明顯地看到黃色的火焰。
4．注意事項：
（1）鈉表面的煤油要用濾紙吸干。
（2）兩端相通的試管大概長10cm，不宜太長。鈉塊不要太大，用大頭針取小塊鈉時，不要使鈉塊牢牢地粘在大頭針上（使鈉塊在反應時容易脫離大頭針）。
（3）隨著氣體把水排出，手拿試管夾，緩緩地取出試管。
(4)取出試管前，要先將酒精燈點燃。
（5）實驗過程要注意安全。
5.實驗現象：
（1）燒杯內的水變紅了。
（2）鈉接觸水，脫離了大頭針，在水面上安靜地與水反應，試管內的水面下降。
（3）當試管收集滿氣體時，緩緩地取出并移近火焰，聽到“噗”的一聲，并看到黃色火焰。
6.改進后實驗的優點
（1）取材容易，操作簡單，實驗容易成功。
（2）可同時驗證鈉與水反應的兩種產物：NaOH與H2。
（3）實驗時間短，效率高。
（4）實驗現象明顯、真實，避免產生鈉與水反應時伴有鈉跟空氣中的氧氣反應的現象——產生火花，反應劇烈等。
（5）收集到的氫氣純凈，且避免了實驗操作時氫氧化鈉腐蝕皮膚。
（6）現象明顯，便于學生觀察。
（7）通過該裝置的設計，培養了學生的創新精神，提高了課堂教學效果。
參考文獻
［1］人民教育出版社化學室. 全日制普通高級中學教科書（試驗修訂本#8226;必修）化學（第一冊）［M］.北京：人民教育出版社，2000.
［2］人民教育出版社化學室. 全日制普通高級中學教科書（必修）化學（第一冊）［M］.北京：人民教育出版社，2003.
(責任編輯 廖銀燕）
