基于金属钠与水反应的微型实验装置创新

摘 要：金属钠是高中化学中相对重要的内容，金属钠特有的活泼性让它的实验现象明显却又带有一定的危险性，通过对微型实验的研究学习，将金属钠与水反应的实验创造性地设计了5组不同的微型实验装置，方便学生动手操作，也保证了学生的安全。

关键词：微型实验；金属钠与水反应；创新

高一化学第二章第一节“钠”，由钠的物理性质、钠的化学性质、钠的存在和主要用途三部分内容组成。通过微型实验来探究钠的化学性质，推测钠的物理性质和钠的存在方式和主要用途。教材实验尽管装置简单，便于准备，但实验过程中暴露的问题较多。首先，若产生的气体较纯，检验时只会听到轻微的“噗”的一声，现象不是很明显。其次，若加入得太多，反应产生的气体已经使挤瘪的瓶子复原，而钠与水的反应还未停止，就会带来安全隐患，而且如果取钠过量的话，容易发生爆炸。因此，在新授课时由“金属钠与水反应产生的是‘烟’还是‘雾’？金属钠与水反应时，除听到‘嘶嘶’的响声外，为什么有的组看到了金属钠表面发生燃烧，甚至发出轻微的‘啪啪’爆炸声？”两个问题引入探究性课堂教学，并将课本上的相对危险的实验装置进行了微型化改装，获得了一致好评。先将创新的金属钠与水反应的微型实验展示如下：

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1.图1所示：反应所用仪器，图2所示：将用铝箔包裹的钠用大头针固定于橡皮塞，再将输液管改装成两端均有金属针头的导管，导管用止水夹控制气体流量，一端插入橡皮塞塞紧U型管口，用漏斗迅速在管内注满水，金属钠即与水反应，排水法收集到氢气后打开止水阀，点火，见淡蓝色火焰。

2.图3所示：用镊子将已用铝箔包裹的金属钠放入注满水的笔套底端，笔尖向上，产生的氢气迅速将笔套内的水排出，迅速将手移开点火。

3.图4所示：用剪去下半截的矿泉水瓶颈注满水后，用铁丝将已用铝箔包裹的金属钠固定，用单孔玻璃管的橡胶塞塞住瓶口，钠与水反应产生氢气将水排出，打开止水阀后点火。

4.图5所示：另一学生钠与水反应的创新实验所用仪器，包括针筒、笔套、已经装有少量煤油的小注射瓶、将输液管改装成两端均有金属针的导管，其中一头插入橡皮塞内。图6所示为反应装置，该生将钠置于放有煤油的小注射瓶内，用两端带有金属针头的输液管一端插入橡皮塞，橡皮塞塞紧注射瓶，通过针筒将水打入注射瓶内，由于金属钠密度关系会浮于水面沉于煤油底，故金属钠与水反应时不会太剧烈，金属钠与水反应后产生的氢气则通过笔套排水法收集。

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5.图7、图8装置使用玻璃管，一端用橡皮塞塞紧，两端有金属针头的输液管用于导出氢气，导管用止水夹夹住，用铝箔包裹的金属钠则用大头钉固定于橡皮塞上，下端则是通过稍长一点的两端有金属针头的输液管连接大输液瓶，用连通管原理将水注满玻璃管，金属钠遇水反应产生氢气。

几套实验装置的改造，大都取材简便、操作简单安全、用药量少、实验现象明显、趣味性强，适合让学生人手一套参与实验，大大提高了学生的动手操作能力和学习化学的兴趣。