钠跟水反应实验的新设计，本文主要内容关键词为：，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
高中化学新教材（第1册）第29面[实验2—4]中存在下列3个问题：第一，塑料瓶的体积未确定，易产生两种不安全结果，一是引爆氢气时会产生较响的爆鸣声，甚至炸破塑料瓶；一是钠跟水反应产生的氢气体积超过塑料瓶体积的1/4时，会将橡皮塞顶出。假如一粒黄豆体积约0.25cm[3]，那么，一块黄豆粒大的钠重约0.24g，跟水反应可生成氢气约117mL（标况下）。若用1.25L塑料瓶（如雪碧饮料瓶）和一块黄豆大的钠实验时，挤瘪其瓶体积的1/4，约为313mL， 可被产生的氢气鼓起117mL，还剩下196mL将在去橡皮塞时被吸入的空气鼓起，此时混合气（含氢气体积分数为37.4％）达到氢气爆炸极限（4％～74.2％）， 一遇明火即爆炸。若用250mL塑料瓶和一块黄豆大的钠实验时， 挤瘪其瓶体积的1/4，约62.5mL，可被钠跟水反应产生的氢气（117mL ）鼓起直至顶出橡皮塞。可见，塑料瓶的体积要确定。第二，黄豆粒的体积大小不具体，因黄豆粒的体积有大有小，以此来取钠时易产生危险。第三，实验装置图绘制有误，钠的密度比水小（0.97g/cm[3]），熔点低，跟水剧烈反应，同时放出热量使钠熔化，并脱离大头针，浮上水面继续反应。但课本图中的第3个饮料瓶内已有1/4体积氢气时， 钠仍被束缚在水下大头针上继续反应，而且瓶子已鼓起，水下还有剩余的钠，因此该图既不符合实验事实，又不科学。下面介绍一种从实验的安全性、可靠性、科学性、教育性等方面来重新设计钠跟水反应的演示实验。
一、实验用品
500mL塑料瓶（如乐百氏矿泉水饮料瓶）1个，带有单孔橡皮塞的尖嘴导气管1支，酒精灯1盏，100mL量筒1只，火柴1盒，金属钠， 酚酞试液，水。
二、实验装置
实验装置如附图所示。
三、实验步骤
（1）将500mL塑料瓶装满水，再倒出200mL水后，滴入10 滴酚酞试液，摇动一下，放置。
（2）关闭导气管活栓，用力将导气管一端（内径约1cm）插入厚约0.5cm的金属钠块上，少量的金属钠[3.14×0.5[2]×0.5×0.97≈0.38（g）]即嵌入导气管内。
（3）左手拿着塑料瓶、挤压，使水面上升至近瓶口， 排走瓶内的空气。右手拿着导气管上的橡皮塞，迅速塞紧在挤瘪的瓶口上（见附图），倒立、摇动、正立塑料瓶。金属钠跟水立即反应，熔化的钠浮在水面，继续反应，可见瓶内溶液呈红色，塑料瓶逐渐鼓起。
（4）反应停止后，左手用力挤压塑料瓶， 右手同时打开导气管的活栓，氢气便从导气管的尖嘴处逸出。将导气管的尖嘴靠近点燃的酒精灯火焰上，可见尖嘴处有安静燃烧的火焰，直至氢气全部挤出，火焰熄灭。
四、实验说明
（1）实验装置要密闭不漏气。
（2 ）从装满水的塑料瓶内倒出水的体积应根据瓶的体积和金属钠的用量来确定。
（3）导气管的内径宜粗不宜细， 这样金属钠跟水接触的面积会更大些，钠易脱离导气管。若导气管的内径较细，可将导气管的平端放在喷灯火焰上扩出适宜直径的管口。
（4）取钠之前，应除去钠上的煤油和氧化膜。 金属钠进入导气管内的长度应根据管的内径和钠的量而定。实验前，可通过计算并用锉刀在导气管某处锉出痕迹，以示钠进入管内最前端的位置。
（5）导气管的尖嘴口内径不宜太大，否则氢气燃烧时间较短。
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