金屬鈉的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

李新勇

摘要：實(shí)驗(yàn)法是學(xué)習(xí)金屬鈉知識(shí)的重要方法，文章創(chuàng)新設(shè)計(jì)其性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)效果，有利于創(chuàng)設(shè)更佳的學(xué)習(xí)情境。

關(guān)鍵詞：鈉；觀察；燃燒；創(chuàng)新設(shè)計(jì)

文章編號(hào)：1008-0546（201２）０4-0093-01中圖分類號(hào)：G６３３．８文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ｂ

doi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１２．０4．０41

鈉是一種典型的金屬元素，是化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中要求的重要元素化合物知識(shí)，也是高中階段學(xué)習(xí)的第一種金屬元素，學(xué)好本節(jié)內(nèi)容對(duì)其他金屬元素的學(xué)習(xí)具有指導(dǎo)性作用。在本節(jié)學(xué)習(xí)中用到多種方法，如觀察法、實(shí)驗(yàn)法、比較法、歸納法等，是學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)的重要方法，這其中觀察法和實(shí)驗(yàn)法是最為直觀的體驗(yàn)學(xué)習(xí)方法，最易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生能力，值得老師去潛心研究，精心設(shè)計(jì)，從而為學(xué)生呈現(xiàn)最佳的學(xué)習(xí)情境。

一、問題的提出

教材在本節(jié)內(nèi)容中主要設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)：金屬鈉的取用及觀察、鈉的燃燒、鈉與水的反應(yīng)，旨在加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于鈉的物理和化學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，但傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法均存在觀察效果不佳等缺點(diǎn)，影響了實(shí)驗(yàn)的功能，有待改進(jìn)。細(xì)細(xì)搜尋了一下有關(guān)鈉的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，有關(guān)鈉和水的實(shí)驗(yàn)研究比較多，有些效果也很好，在此就不做過多的介紹，本文主要談?wù)勎覍?duì)鈉的觀察和鈉的燃燒兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

二、鈉的觀察實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

１．傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法

取一小塊金屬鈉，用濾紙吸干表面的煤油，用小刀切去一端的表層，觀察表面的顏色；將其放置在空氣中，觀察表面的顏色。

２．存在的不足

主要有兩點(diǎn)：一是用小刀切去金屬鈉一端的表層后，其暴露的斷面比較小，不利于學(xué)生的觀察，二是鈉在空氣中極易被Ｏ２氧化，所以斷面迅速氧化成灰白色，而不太容易認(rèn)識(shí)到它的“廬山真面目”。

３．實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

學(xué)生在進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，鈉氧化后變成灰白色這個(gè)現(xiàn)象是很容易觀察到的，所以關(guān)鍵在于怎樣給學(xué)生清晰呈現(xiàn)金屬鈉的銀白色，從而形成良好的對(duì)比效果。

這里介紹一種自制鈉棒的方法，儀器選擇：兩支大小不同的試管（將小試管插入大試管里，要求兩管壁之間的間隙盡可能小），實(shí)驗(yàn)方法：先加熱大試管，減少試管里的空氣含量，取花生米大小的一塊鈉，不要用濾紙吸干表面的煤油，迅速用小刀切去表面氧化層，放入大試管里，在酒精燈上繼續(xù)加熱，與此同時(shí)也加熱小試管的底部，待到鈉熔化時(shí)，把小試管快速插入大試管底部，液態(tài)鈉充滿兩試管壁之間，立即用熔化的蠟燭封閉兩試管口的空隙，使鈉和空氣隔絕，一根閃亮的“鈉棒”就做好了。

４．實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

（１）觀察效果佳

透明的玻璃，銀白色的金屬鈉閃閃發(fā)光，極具震撼的視覺效果，給學(xué)生留下了很深的印象，與鈉氧化后的灰白色形成鮮明的對(duì)比，讓學(xué)生自然理解了這一氧化的過程，進(jìn)而會(huì)認(rèn)識(shí)到鈉是一種很活潑的金屬，為下面鈉的化學(xué)性質(zhì)學(xué)習(xí)進(jìn)行了很好的鋪墊。

（２）保存時(shí)間長(zhǎng)

在實(shí)驗(yàn)過程中最大限度的隔絕氧氣，使得金屬鈉不易被氧化，故鈉棒可以保存很長(zhǎng)時(shí)間。

三、鈉的燃燒實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

１．傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法

將一小塊金屬鈉放在石棉網(wǎng)上加熱，觀察現(xiàn)象。

２．存在的不足

主要有四點(diǎn)：（１）加熱石棉網(wǎng)溫度升高慢，難以迅速達(dá)到鈉的著火點(diǎn)，但促使了其氧化，使得鈉在燃燒之前，表面產(chǎn)生了大量的暗灰色物質(zhì)，嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)的效果；（２）一般石棉網(wǎng)成分比較復(fù)雜且不太干凈，鈉在其上面燃燒不僅火焰顏色有異樣，同時(shí)生成產(chǎn)物也不純，影響觀察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和Ｎａ２Ｏ２的顏色；（３）鈉燃燒的溫度很高，完全敞開式的反應(yīng)體系，可能會(huì)使產(chǎn)物大量汽化，留在石棉網(wǎng)上的Ｎａ２Ｏ２很少；（４）實(shí)驗(yàn)對(duì)石棉網(wǎng)有損耗。

３．實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

筆者嘗試了用坩堝、鐵片、試管等進(jìn)行鈉燃燒的實(shí)驗(yàn)，用坩堝的可視性差，實(shí)驗(yàn)之后附在坩堝底部的黑色物質(zhì)較多，難于清洗，故否定，用鐵片的優(yōu)點(diǎn)是鈉燃燒現(xiàn)象較明顯，鐵傳熱快，縮短了反應(yīng)時(shí)間，但反應(yīng)結(jié)束后鐵片上的黑色物質(zhì)更多，不利于觀察Ｎａ２Ｏ２的顏色，相比較而言用試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)效果最好。取一支破損無底的試管，洗凈晾干，用試管夾夾好一端備用，取黃豆大金屬鈉，去除表面的氧化層，放到水平放置的試管中部，用酒精燈對(duì)準(zhǔn)放鈉的部位加熱，可以看到鈉先熔化成閃亮的小球，接著燃燒，黃色火焰，同時(shí)產(chǎn)生大量的白煙，此時(shí)可以以試管夾夾住的地方為支點(diǎn)，上下輕輕搖晃試管，這樣有利于空氣進(jìn)入試管，排除煙，同時(shí)燃燒現(xiàn)象更明顯，熄滅后，試管內(nèi)留下非常明顯的淡黃色固體。

４．實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

（１）廢物利用

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中會(huì)產(chǎn)生許多的破損試管，收集起來可用于此實(shí)驗(yàn)，變廢為寶，也是對(duì)學(xué)生的一次很好的節(jié)約教育，當(dāng)然從學(xué)生實(shí)驗(yàn)安全的角度考慮，老師可以對(duì)破損的試管進(jìn)行一定的處理，將不規(guī)則的破損端口截去。

（２）實(shí)驗(yàn)干擾少，現(xiàn)象明顯

潔凈的玻璃對(duì)于觀察鈉的燃燒現(xiàn)象，以及最后觀察Ｎａ２Ｏ２的顏色都沒有干擾，能最佳的呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的本身，是很好的載體。

（３）生成的產(chǎn)物多

此實(shí)驗(yàn)裝置可看成是半敞開的，相對(duì)于石棉網(wǎng)、坩堝、鐵片完全敞開式的實(shí)驗(yàn)裝置，減少了產(chǎn)物的損失，最后生成的Ｎａ２Ｏ２比較多。

四、實(shí)驗(yàn)思考

新課程的實(shí)施已有好些年頭，在此過程中我們也發(fā)現(xiàn)了教材編寫中存在一些不足，尤其是一些實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)并不符合新課程的理念，期待更多的一線教育工作者廣開思路，提出好的建議，更希望教材編寫者能集眾家之長(zhǎng)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，更好的發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的功能。

參考文獻(xiàn)

［１］ 鄭志信．新課標(biāo)教材中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)［Ｊ］．化學(xué)教育，２０１１，（１）：６４