鈉與水反應的微型實驗裝置改進

2011級本科生：鄭冬云

指導教師：衷明華

在以往的教學中，鈉與水的反應通常是教師給學生做演示實驗，將鈉投入盛有水的燒杯或水槽中（滴有酚酞試劑）。鈉與水反應非常劇烈，甚至出現鈉粒亂濺的情況；反應速度快，卻無法控制反應的進行與停止；根據鈉在水中的反應現象（浮、熔、游、嘶、紅）可判斷反應產物中含有氣體，卻無法確定此氣體是氫氣。因此，對鈉與水的反應進行微型實驗裝置的改進非常必要，改進后的裝置安全性能高，又由于煤油的加入，既能自主控制反應的進行與停止，又能控制反應的速度，且成本低，試劑用量少，環(huán)保。

一 實驗原理

鈉與水反應：

2Na+2H2O═══2NaOH+H2↑

二 實驗儀器和藥品

（1）儀器：注射器1支、微型儀器1套。

（2）藥品：煤油、鈉粒、酚酞試劑、肥皂水。

三 實驗裝置圖（省去鐵架臺和鐵夾）

四 實驗步驟及現象

（1）連接好實驗裝置后，檢查裝置的氣密性。

（2）往U形管內加水，水位略低于內套管的底部，并滴入2滴酚酞試劑；再往內套管側滴加適量煤油（要能淹過鈉粒），并加入鈉粒；注射器的針筒內留一定體積的氣體；將直角形通氣管通入裝有肥皂水的燒杯內。

（3）慢慢推動注射器的推手，靠氣壓將左側的水壓往右側，煤油被水托起，原本浸在煤油里的鈉粒與煤油脫離，與水接觸，發(fā)生反應，此時，燒杯里有氣泡冒出，微型氣體發(fā)生器內的液體由無色變?yōu)榧t色，器壁有發(fā)熱的感覺。

（4）用火柴點燃吹出的氣泡，若聽到尖銳爆鳴聲，則證明氣體不純；若聽到“噗”的一聲，則證明氣體是純的。

（5）實驗完成后，將注射器的推手向上拉，U形管左側氣壓減小，水位上升，右側的水位則降低；剩余的鈉與水脫離，重新浸沒在煤油中（若所剩的鈉質量較小，則浮于煤油中）。剩余的鈉粒可留于下次實驗使用。

五 改進后實驗的優(yōu)點

（1）通過推拉注射器的推手使水與鈉接觸發(fā)生反應，便于控制反應的進行與停止。

（2）在微型氣體發(fā)生器內加入煤油，不僅能夠避免鈉被空氣氧化，而且能夠減緩反應速度，避免反應過于劇烈而產生儀器爆裂的危險，剩余的鈉也能繼續(xù)使用，且無須重裝實驗裝置。

（3）氫氣的驗純可通過分辨肥皂泡被點燃時的聲音來實現，現象直觀明顯。

（4）實驗儀器簡單、用時短、實驗現象明顯，且用劑量少、節(jié)約環(huán)保、安全性能高，適合學生實驗。

參考文獻

潘鴻章.中學化學實驗研究與創(chuàng)新［M］.海口：南方出版社，2001.133～135.