钠与水反应的微型实验装置改进

2011级本科生：郑冬云

指导教师：衷明华

在以往的教学中，钠与水的反应通常是教师给学生做演示实验，将钠投入盛有水的烧杯或水槽中（滴有酚酞试剂）。钠与水反应非常剧烈，甚至出现钠粒乱溅的情况；反应速度快，却无法控制反应的进行与停止；根据钠在水中的反应现象（浮、熔、游、嘶、红）可判断反应产物中含有气体，却无法确定此气体是氢气。因此，对钠与水的反应进行微型实验装置的改进非常必要，改进后的装置安全性能高，又由于煤油的加入，既能自主控制反应的进行与停止，又能控制反应的速度，且成本低，试剂用量少，环保。

一 实验原理

钠与水反应：

2Na+2H2O═══2NaOH+H2↑

二 实验仪器和药品

（1）仪器：注射器1支、微型仪器1套。

（2）药品：煤油、钠粒、酚酞试剂、肥皂水。

三 实验装置图（省去铁架台和铁夹）

四 实验步骤及现象

（1）连接好实验装置后，检查装置的气密性。

（2）往U形管内加水，水位略低于内套管的底部，并滴入2滴酚酞试剂；再往内套管侧滴加适量煤油（要能淹过钠粒），并加入钠粒；注射器的针筒内留一定体积的气体；将直角形通气管通入装有肥皂水的烧杯内。

（3）慢慢推动注射器的推手，靠气压将左侧的水压往右侧，煤油被水托起，原本浸在煤油里的钠粒与煤油脱离，与水接触，发生反应，此时，烧杯里有气泡冒出，微型气体发生器内的液体由无色变为红色，器壁有发热的感觉。

（4）用火柴点燃吹出的气泡，若听到尖锐爆鸣声，则证明气体不纯；若听到“噗”的一声，则证明气体是纯的。

（5）实验完成后，将注射器的推手向上拉，U形管左侧气压减小，水位上升，右侧的水位则降低；剩余的钠与水脱离，重新浸没在煤油中（若所剩的钠质量较小，则浮于煤油中）。剩余的钠粒可留于下次实验使用。

五 改进后实验的优点

（1）通过推拉注射器的推手使水与钠接触发生反应，便于控制反应的进行与停止。

（2）在微型气体发生器内加入煤油，不仅能够避免钠被空气氧化，而且能够减缓反应速度，避免反应过于剧烈而产生仪器爆裂的危险，剩余的钠也能继续使用，且无须重装实验装置。

（3）氢气的验纯可通过分辨肥皂泡被点燃时的声音来实现，现象直观明显。

（4）实验仪器简单、用时短、实验现象明显，且用剂量少、节约环保、安全性能高，适合学生实验。

参考文献

潘鸿章.中学化学实验研究与创新［M］.海口：南方出版社，2001.133～135.