钠-水反应实验的新设计_分液漏斗论文

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高中化学第一册(实验修订本·必修)第29页设置了一个用塑料瓶为主要实验“仪器”的钠与水反应的实验,不少教师在实验过程中至少发现存在以下几个问题:①钠跟水反应产生的氢气可能会将橡胶塞顶出;②熔化的钠球易烧透塑料瓶壁而发生危险;③实验操作不方便。为解决上述问题,笔者设计了如下实验,供广大教师教学中借鉴与参考。

1 实验用品

圆底烧瓶、分液漏斗和量筒各1个,带导气管的双孔塞1个,带橡胶管的尖嘴导管1根,铁架台(含铁圈和铁夹)1个,酒精灯1个, 止水夹1个,火柴1盒。

金属钠、水、酚酞试液,煤油。

2 实验装置(见图1)

3 实验操作及主要现象

(1)按图1连接好实验装置,并检查装置的气密性。

(2)往烧瓶中加入约占总容积一半的煤油, 并放入一小块钠(约1/2豌豆大小)。再往分液漏斗中加入一定体积的水,并滴入2~3滴酚酞试剂。调节分液漏斗的位置,使漏斗颈末端恰好接触烧瓶中煤油液面。

(3)打开止水夹K,并打开分液漏斗活塞,使水迅速进入烧瓶,并使水、煤油混合液充满整个烧瓶,立即关闭止水夹。此时可看到钠介于煤油与水交界处。由于反应在不断地进行着,可观察到以下现象:①迅速产生大量的气泡;②钠被熔成光亮的小球,并在水与煤油交界处不断游动;③水层逐渐由无色变为红色;④烧瓶内液面不断下降、漏斗中液面不断上升。直到漏斗颈下端脱离液面为止。此时的钠仍然继续与水发生反应。

(4)关闭分液漏斗活塞,同时打开止水夹K,点燃气体,可观察到气体安静地燃烧,并发出淡蓝色的火焰。

(5)打开装置。对分液漏斗中的煤油与水溶液进行分液, 把煤油置于另一烧瓶备用。

4.说明

(1)漏斗、分液漏斗的容量应配套,如都用100mL或250mL的。

(2)往分液漏斗中加入的水的体积必须大于容量瓶容积的1/2。只有这样才能确保打开分液漏斗时,流入烧瓶的水与原烧瓶中的煤油充满整个烧瓶,保证烧瓶中的空气被完全排开,不会给氢气的点燃带来意外事故。

(3)烧瓶中煤油的体积不超过烧瓶容积的一半, 且分液漏斗颈末端恰好接触烧瓶内煤油液面的目的在于:①确保反应过程中煤油能被全部压回分液漏斗,以便于实验后回收重复利用,不造成环境污染和浪费;②保证烧瓶中保持一定体积的水,确保钠与水持续反应直至完全。

(4)使用煤油的优点在于:①隔绝钠与空气接触, 避免钠被空气氧化,为实验准备带来方便。如在课前就可把装置、药品装好,实验时只需开启分液漏斗活塞和止水夹即可,不会浪费课堂宝贵的教学时间;②可减缓钠与水反应速率,有利于现象的观察;③可证明钠的密度比煤油大。

(5)使用此装置进行实验可同时实现课本中实验2-3、2-4 的目的,而且课本实验2-1观察后的钠投入本装置的煤油中,即可备本实验用,起到节约药品的作用。

(6)如果进行课堂演示,建议使用250mL的烧瓶和分液漏斗,且钠块稍大些,有利于学生观察;如果让学生实验,采用50ml的烧瓶和分液漏斗即可。

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