鈉與水反應實驗創新設計

陳柏羽　譚文生

1.問題的提出

鈉與水反應是高中化學教材中的一個重要實驗，《全日制普通高級中學教科書》介紹的方法如圖1所示，圖1優點是：能收集和檢驗氫氣；缺點是：無法觀察鈉和水反應現象?！镀胀ǜ咧姓n程標準實驗教科書化學必修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，優點是：易于觀察反應現象；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？筆者經過多次試驗，設計出一個如圖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管。因操作時需要多次讓玻璃棒在橡膠塞孔內上下移動，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），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），然后用鑷子把該鈉棒內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的適當位置（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，關閉活塞開關。

（3）演示時只需下壓玻璃棒將金屬鈉推入水中，鈉與水立即發生激烈的反應，溶液變成紅色，產生的氣體將溶液壓入上端的礦泉水瓶中，廣口瓶內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，點燃從導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.教具使用優點

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

（收稿日期：2015-02-10）