高中化學中鈉與水反應的微型化及綠色化實驗改進

胡隆群

摘要：金屬鈉與水反應的實驗作為高中化學實驗中的重點組成部分，在指導學生有效認知金屬鈉銅水反應機理和反應過程、培養高中學生宏觀辨析與微觀探析能力的過程中具備重要的價值。因此，本文將通過對于高中化學中鈉與水反應的微型化及綠色化實驗改進，助力高中化學課程標準有效貫徹踐行，希望能夠為有效促進高中化學課程教學高效化與創新化發展提供相關參考思路。

關鍵詞：高中化學;微型化;核心素養;綠色化;

一、研究背景

在面向當前高中化學課程標準不斷落實與推進的背景下，教師在教學展開過程中繼續要從理論層面注重對于學生化學學科知識框架的引導和構筑，還要以實踐平臺對于學生的實踐能力和創新精神進行培育和開發。化學實驗是引導高中學生深入探索并認知科學知識和化學學科奧妙的重要路徑和方法手段，在整體高中化學課程推進與課程優化過程中占據著重要的組成部分。縱觀傳統高中化學鈉與水的反應實驗，由于化學藥品用量大，整體實驗環節和實驗準備工作較為繁雜，不僅在一定程度上影響了實驗效果，還在一定程度上給環境帶來了負擔，基于學生在實驗操作中隱藏了風險。這也使得，在高中化學課程教學展開中，越來越多的教師開始關注微型化及綠色化實驗的改進，希望能夠以此為主線實現對于金屬鈉與水反應實驗的綠色化和安全化提升。

二、研究過程

（一）微型化及綠色化實驗理論

所謂微型化及綠色化化學實驗，主要是指在化學實驗展開過程中，借助微型化的儀器裝置，對于化學試劑用量進行微小量化控制，從而達到常規實驗試劑用量的1/10到1/1000，既有效實現了對于化學反應試劑藥品的節約，減少實驗室用品耗費，也能夠通過微型化儀器設計和儀器實驗，使反應現象更加突出和快速，以相對節約和安全的優勢特點，展現綠色化學理念。

（二）傳統鈉和水反應的實驗現象及不足

鈉和水反應的實驗作為高中化學課程教學中金屬及其化合物中的重要組成部分和重要內容，在教學展開過程中存在一定的重點和難點。特別是在高中化學教材實驗中，對于鈉和水反應實驗進行演示和探究的過程中需要切一小塊鈉放入裝有水和酚酞的燒杯中，由學生對于實驗現象進行觀察和總結。在這一過程中，由于用到燒杯這一較大的儀器裝置，使得整體實驗試劑用量加大，而鈉與水在直接接觸時會發生劇烈的反應，甚至還會產生液體迸濺，在引導學生對于實驗現象進行觀察的過程中，極易埋藏安全隱患。與此同時，在對于反應現象進行觀察的過程中學生僅僅通過對于小球游動現象和溶液變紅現象進行產物的判斷，并沒有通過及時的對于其氣體進行收集和檢驗，無法有效認知到整體鈉與水反應過程的機理和進程，并不利于學生對于整體金屬及其化合物部分知識內容的認知和理解。

（三）高中化學鈉與水反應的微型化及綠色化實驗改進過程

實驗原理：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

實驗過程：在微型化及綠色化實驗的展開過程中，首先要對于實驗儀器裝置進行改進，通過選取離心管這一微型化儀器裝置作為承接鈉和水反應的裝置，借助移液器吸頭將那塊插入到裝有酚酞和水的離心管中，并在移液器吸頭的尖端涂抹肥皂液。在對于反應現象進行觀察的過程中，可以看到離心管中出現溶液迅速變紅的現象，這說明了鈉和水在反應的過程中生成了氫氧化鈉這一類堿性物質;觀察移液器吸頭尖端鼓起的肥皂泡沫，可以判斷鈉與水反應生成了氣體，用點燃的火柴對于氣體進行檢驗，靠近時發出爆鳴聲，說明反應氣體為氫氣;在從宏觀角度觀察那塊在反應過程中漂浮在水面上并融化翻滾，說明了那的密度計小于水又與水反應劇烈，能夠放出大量的熱是放熱反應。

三、鈉與水反應的微型化及綠色化實驗改進價值

在對于鈉和水反應的實驗進行微型化和綠色化實驗改進的過程中，首先通過借助離心管這一微型實驗裝置，保證了在實驗過程中和反應過程中試劑用量上的降低，只需要少量的水和酚肽加入到離心管中，通過采取微量的鈉塊，便可以完成整個實驗，在一定程度上有效降低了鈉和水反應的實驗試劑浪費和實驗成本。其次，鈉和水反應的實驗微型化和綠色化裝置較為簡單，且在離心管和移液器中操作，在一定程度上消除了鈉與水直接接觸時劇烈反應所造成的液體迸濺危險，省去傳統鈉與水反應實驗過程中對于鈉塊切割和擦干的操作環節，并通過移液器吸頭的裝置改進，能夠有效控制鈉與水反應的速率。與此同時，借助微型化及綠色化實驗裝置，縮短了實驗時間，使得實驗現象較為明顯，特別是在對于氣體進行檢驗的過程中，由于微型化裝置所使用的試劑用量屬于痕量范疇，省去了收集氣體和檢驗氫氣純度的過程，有效克服了由學生操作不當而致使的成功率下降的實驗不足。

四、結束語

綜上所述，實驗部分內容作為化學學科教學的重要組成部分，需要教師在課程教學展開過程中重視對其進行微型化和綠色化的改進，增強實驗環節的可操作性和安全系數，進而有效調動學生的化學實驗樂趣和實驗參與意識，你高中學生良好化學創造性思維和核心素養的培育和開發。

參考文獻：

[1]. .微課在高中化學教學中應用的初步探索——以“乙醛”教學的微課應用模型為例.《化學教育》.被北京大學《中文核心期刊要目總覽》收錄PKU.2015年11期.劉巖.