钠与水反应实验的改进
钠与水反应实验的改进
钠与水反应实验的改进
钠与水反应实验是一个常见的化学实验，通常用于演示钠与水反应的化学反应过程。
在进行这个实验时，通常会将少量的钠放入水中，观察反应的情况。
但是，这个实验可能存在一些问题，需要进行改进。
例如，在进行实验时，可能存在安全风险，因为钠与水反应会产生热量和氢气，如果控制不当，可能会导致爆炸。
因此，在进行这个实验时，应当注意安全防范，避免意外事故的发生。
另外，这个实验也可能存在精度问题。
例如，在测量钠的质量时，可能会存在误差，影响实验结果的准确性。
因此，可以考虑在实验中使用精密的计量工具，如称量秤等，以提高实验的精度。
此外，这个实验也可以通过改变实验条件来改进。
例如，可以改变水的温度、钠的质量、容器的容量等条件，观察不同条件下钠与水反应的情况，从而更深入地了解这个化学反应的规律。
总之，通过改进实验方法、注意安全防范、提高实验精度、改变实验条件等方式，可以使钠与水反应实验更加有效、准确。
钠与水(或无水乙醇)反应实验的改进
钠与水(或无水乙醇)反应实验的改进在高中化学教材［1，2］中多次出现钠与水反应及钠与无水乙醇的反应：钠与水在烧杯中进行的反应；钠与水在培养皿中进行的反应；钠与无水乙醇在试管中进行的反应。
高考中以钠及其化合物为考点的题目常常出现，其中好多是基于钠与水的反应。
教材上面的3个实验用到了3种反应容器：烧杯、培养皿和试管，没有专门的反应容器。
并且前2个实验验证了其中的产物NaOH，而对另外的产物H2，采用的是推测和讲解，有的老师也用试管收集并进行验证；后一个实验虽然也验证了H2，但是需要“收集并验纯气体，然后点燃。
”笔者在长期的实验教学中，对钠的相关实验做了多次探索和改进，取得了令人满意的效果。
1 实验用品及其作用改进后的装置由反应器和储水器等组成。
反应器的一侧底部开口和储水器的底部连通，形成一个连通器，为了反应进行时产生的氢气可以将液体从反应器压进储水器，因此，储水器高于反应器。
反应器底部为圆柱形，上部为圆锥形，以利于反应前容器内只混有极少量空气（体积小于等于 10 mL）。
假设采用黄豆粒大小的金属钠，其质量约为0.5～0.6 g，产生的氢气体积为243～ 292 mL，氢气在混合气体中所占的体积分数为0.96%～0.97%，远小于爆炸极限（氢气在空气中的爆炸极限值，在不同书上略有出入。
例如，初三化学中是4%～74.2%，戴安邦编著的《无机化学教程》中是9.5%～65%），这样就减少了收集并验纯气体的步骤，可以放心地点燃氢气而不会爆炸。
反应器内部放有磁舟被外部的磁铁吸引，磁舟分为钠盛放处和磁铁盛放处2部分，磁铁密封在磁舟内部，钠放在上面敞口的磁舟中。
移动外部磁铁，可以吸引磁舟上下移动。
反应器开口用橡胶塞密封，橡胶塞内部通有玻璃管，玻璃管通过乳胶管和尖嘴管（或注射器针头）连接，乳胶管上面夹有止水夹。
储水器为漏斗形状，上面刻有水位线（或0刻度线）、负刻度线、正刻度线，其中水位线（或0刻度线）和反应器中的磁舟能到达的最高位相平，以利于加水时使水和钠不接触。
钠与水反应的改进实验综述及新设计
钠与水反应的改进实验综述及新设计作者：刘玉荣王阳来源：《化学教学》2018年第12期摘要：對近四十年来钠与水反应的实验进行文献综述，依据实验装置的相似性对经典的改进装置进行归类分析。
共分四类，前三类实质是由反应端和贮水端两部分组成的连通装置，方便教学演示;第四类是集收集检验于一体的注射器改进，适合学生实验。
为了方便学生实验，聚焦分析注射器的改进案例，简化钠与水的接触方式，设计出更优的实验方案，更好地发挥实验在教学中的作用。
关键词：钠与水反应; 实验综述; 注射器; 实验创新设计文章编号： 10056629（2018）12007506中图分类号： G633.8文献标识码： B钠与水反应的实验是高中探究金属钠物理化学性质的经典实验，为了获取更全面的实验信息，教育工作者们自20世纪70年代至今一直延续着对该实验的改进与完善，设计了符合教学需要的各式装置。
然而多数改进因装置复杂或仪器需特制等原因仅适合教师演示，能让学生动手操作的很少，而学生的直接参与更有利于钠性质的探究。
本文整理分析了已有的钠与水反应的创新装置，简化钠与水的接触方式，设计出适合学生实验的新方案。
1钠与水反应的实验综述现行的苏教版[1]、人教版[2]、鲁科版[3]教材均采用向培养皿（或烧杯）中加适量水，滴入1～2滴酚酞溶液，将切好的钠投入到水中观察现象的实验方案，其中人教版在实验步骤旁添加提示栏目“注意钠与溶液的变化，有没有气体产生，反应是否放出热量”来帮助学生聚焦钠与水反应的实验观察点。
该方案操作简单，钠块的游动轨迹、形状变化以及水变红的现象十分明显，但是单从钠块四处游动并伴有嘶嘶声难以直观地推测有气体产生，并证明该气体就是氢气。
以往教材也设计有收集检验气体的方案，但因存在安全隐患、操作有难度等原因被现行方案所替代。
因此，不少教育工作者在实际教学中依据教学环境、教学需要等原因设计出各式各样的改进装置。
以“钠与水反应实验”为主题在知网上进行检索，自1979年至今一直延续着对该实验的讨论，发表文献共197篇，其中有17篇围绕钠的用量、实验安全、酚酞何时加入等问题展开讨论，其余180篇均是实验装置的改进，在围绕仪器的改造及连接方式、实际操作的难易、钠块游动轨迹是否便于观察、收集氢气的纯度、检验效果是否明显等五个方面进行装置改进，以此提高实验的安全性和成功率。
金属钠与水反应实验改进
课例研究金属钠与水反应实验改进■沈燕燕 衷明华 （韩山师范学院化学与环境工程学院 521000）【摘 要】 针对教材中金属钠与水反应实验的一些不足之处进行改进，主要运用到微型仪器，仪器便宜易得，且操作简便安全；现象明显。
【关键词】 金属钠与水；微型仪器；安全【中图分类号】 G64.28 【文献标识码】 A 【文章编号】 2095-3089（2017）13-0276-01一、改进背景金属钠与水反应的实验是人教版高中化学必修一第三章金属及其化合物第一节第二课时“金属与酸和水反应”的一个实验。
教材中的做法是直接把切出的金属钠投入到装有水和酚酞的表面皿中，操作虽简便，但是相对较危险，也无法验证验证产生的氢气。
鉴于这些缺点，笔者利用微型实验仪器对此实验进行一些改进。
二、实验用品仪器：微型实验仪器一套（包括铁架台、试管夹、U 型管、小烧杯、导管、玻璃管、镊子等）；注射器一支，橡胶塞一个，火柴若干支药品：米粒大小的金属钠（保存在煤油中），酚酞试液三、实验原理2Na+2H 2O=2NaOH+H 2↑2H 2+O 2=2H 2O。
金属钠与水反应生成氢氧化钠和氢气。
氢气密度比空气小，点燃有爆鸣声是它的一个特征，因此可用点燃氢气产生的肥皂泡进行检验。
氢氧化钠溶液呈碱性，可用酚酞试液来检验。
四、实验步骤1、按图所示装置组装实验仪器并检查装置的气密性（检验装置的气密性：用手（或热毛巾）握住U 型管的右端，发现右边导管有气泡冒出（检验气密性时烧杯里装的是水），松开后有倒吸现象，即证明气密性好2、向注射器里装入约10ml 滴加了酚酞的水，烧杯里加入肥皂液3、用镊子取米粒大小的金属钠，擦去表面的煤油，放进微型仪器发生器的底部，然后按压注射器的活塞，让滴加了酚酞的水流入微型仪器发生器中与钠反应，观察现象（浮、熔、游、响；U 型管溶液变成红色）4、当烧杯口形成一个个比较大的肥皂泡时，将点燃的火柴移近肥皂泡（能听到清晰的爆鸣声）五、改进后的实验优点1、可验证产物氢气（通过点燃肥皂泡的爆鸣声）2、实验在一个相对密闭的环境中进行，比较安全3、利用微型仪器，实验药品用量较少，减少了浪费，且仪器简单易得，便于教师演示或学生实验。
金属钠与水反应实验的改进
金属钠与水反应实验的改进
1. 在进行金属钠与水反应之前，先将水加热到一定温度。
这样可以增加反应速率并提高反应的效率。
2. 将金属钠事先切成小块或粉末状，使其表面积增大。
这样可以增加金属钠与水的接触面积，加快反应速率。
3. 增加金属钠与水的接触方式。
例如可以使用玻璃棒将金属钠搅动或用镊子将金属钠置于水中。
这样可以加强金属钠与水的混合，促使反应发生。
4. 为了观察反应的过程和特性，可以在实验过程中加入适当的指示剂。
例如可以用酚酞指示剂，当反应进行时，溶液会变红或者泛红色，以展示反应的进行。
5. 在进行实验时，要注意安全措施。
由于金属钠与水反应具有剧烈的放热和产生氢气的特点，需要保持实验器材的密封性，以防止氢气泄漏和引发火灾或爆炸。
6. 如果实验条件允许，可以进行一定的量热分析。
通过测量金属钠与水反应时释放的热量，可以进一步了解反应的能量变化和特性。
钠和水反应的教学反思与教学改进设计
钠和水反应的教学反思与教学改进设计引言：钠和水反应是化学教学中重要的实验之一，通过这一实验可以让学生亲身体验金属与非金属的反应，并理解其中涉及的化学原理。
然而，在过去的教学实践中，我们发现学生对这一实验往往不太感兴趣，且容易在操作上出现一些安全问题。
为此，本文将对之前的教学过程进行反思，并提出相应的教学改进设计，以期提高学生的学习兴趣和实验操作的安全性。
一、教学反思在之前的教学实践中，我们将钠与水反应的实验设计为一个观察实验，让学生观察钠与水接触后产生的燃烧现象。
然而，这种设计仅仅停留在表面的现象观察上，难以引起学生的深入思考和探究，导致学生对实验的兴趣大打折扣。
另外，钠与水反应的实验具有一定的危险性，过去的教学中缺乏对学生操作安全的重视。
由于学生对实验反应的了解不足，存在一些安全隐患，例如未正确使用实验室安全设施、没有正确佩戴个人防护装备等。
这给学生的人身安全带来一定的风险。
二、教学改进设计为了提高学生的学习兴趣和操作安全性，我们需要对教学过程进行改进。
具体的教学改进设计如下：1. 设计探究性实验钠和水反应涉及到化学原理和反应机制，我们可以通过设计探究性实验，让学生自己探索其中的规律和原理。
例如，可以让学生尝试改变反应体系的温度、浓度等条件，观察反应的变化情况，并引导他们总结出钠和水反应的规律。
这样的设计可以培养学生的实验设计和科学探究能力，提高学生的学习兴趣。
2. 强化操作安全培训在实验开始之前，我们应该对学生进行操作安全培训，包括如何正确使用实验室安全设施、如何正确佩戴个人防护装备等。
同时，我们还需要向学生强调使用钠的注意事项和应急措施，确保实验操作的安全性。
这样的培训和提示可以帮助学生更好地掌握实验的安全操作要点，减少事故的发生。
3. 引入多媒体资源为了增加实验的趣味性和可视性，我们可以引入多媒体资源，如视频、动画等，展示钠和水反应的过程和结果。
通过直观的展示，学生可以更好地理解反应的发生机理，并更加深入地思考相关的知识点。
钠与水反应的实验改进
钠与水反应的实验改进新疆且末县中学841900 王永忠人教版高一化学中钠与水反应的实验有以下几个明显的缺点：1、检验生成物为NaOH和H2,分两个实验进行；2、检验H2时采用塑料瓶会出现以下几个问题：⑴当钠熔化成小球时，很容易把塑料瓶灼烧，进而漏气漏液体；⑵当收集到的H2对在酒精灯上点燃时，由于酒精灯火焰的干扰，几乎观察不到H2的燃烧；⑶当钠的量较小时，产生H2的量不足，点燃时燃烧瞬时完成，效果不明显；当钠的量较大时，由于钠与水反应生成的NaOH溶于水形成氢氧化钠溶液，用大拇指堵住瓶口时氢氧化钠溶液对皮肤有一定的腐蚀性；⑷由于H2的密度很小，当水与钠反应后倒转塑料瓶时，操作稍有不当很容易使H2泄漏，导致实验失败。
⑸塑料瓶中装入水后留的空间与产生H2的占据的体积不相符时，容易使塑料瓶中的压强增大，导致堵在瓶口的橡皮塞脱落，实验失败。
鉴于以上原因，我对该实验进行了如下改进：一、实验装置：（如右图）二、实验仪器:广口瓶、分液漏斗、止水夹、导管、小试管、水槽、双孔橡皮塞、乳胶管、缝衣针（插在橡皮塞上固定钠）、镊子、小刀、滤纸、滴管、酒精灯。
三、药品：金属钠、酚酞、水。
四、操作步骤：1、在广口瓶中注入适量的水并滴入2-3滴酚酞；切适量钠用滤纸把钠表面的煤油吸干，再把钠用缝衣针固定在双孔橡皮塞上（注意：不要使钠与水接触）。
2、如上图组装仪器。
3、打开分液漏斗，从分液漏斗中加入水至止与钠接触。
4、等钠熔化落入水中时关闭分液漏斗。
5、收集H2。
6、将收集到的H2在酒精灯上点燃。
该实验可同时观察到NaOH和H2的生成以及钠与水反应的现象，克服了前述缺点。
五、说明：1、操作过程中如果混入适量的空气不影响实验结果，若在检验H2时听到尖锐的爆鸣声也能证明生成的气体是H2，而且效果更好，为此应在广口瓶中留有一定量的空气。
2、若采用向下排空气法收集也可以，只是需要的钠的量要稍大一些。
3、若钠的量足够时，可将收集改为直接在导管口点燃。
钠与水反应的实验装置改进
（ 二） 无法观察到有气体生成。 钠熔成小球后四处 游 动是 因为 有气 体生 成在 不 同方 向推 动 导致 的 ， 但 是
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ０ — ３ ０
作者简介 ： 叶永谦 （ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 男， 福 建南安人 ， 福 建省 南安市侨光 中学 中学一级教师。
（ 一） 仪 器药品
一 一
图 １
（ １ ） 金 属钠 （ 边长为 ０ ． ５ ｃ ｍ左右 的立 方体 ， 如图 ２ ） ；
（ ２ ） 煤油 （ ５ ０ ｍ Ｌ左右） ： （ ３ ） 水（ ６ ０ ０ ｍ Ｌ左 右） ；
（ ４ ） 酚 酞溶 液 （ １ 瓶） ；
（ ５ ） 空矿泉 水瓶 、 大烧杯 （ 各 １ 个） ；
二、 教材 中钠 与水 反应设 计方 案 的不 足
（ ６ ） 漏斗 、 带玻璃活塞的尖嘴导管 、 双 孔 橡 皮 塞
（ 各 １ 个， 如图 ３ ） ；
（ 一） 存在安全 隐患。在分组实验中， 学生因为好
奇 往 往夹 取 大块 的金属 钠 ， 造成 爆 炸 ， 严 重 的会 引发 学 生 受伤 、 课堂混 乱 。
得 到验证和 解 决 ， 这 种填 鸭式 的知 识呈现 方 法不 利 于
培养 学 生 实事 求 是 的科 学 态度 和 观 察 问题 、分 析 问
出嘶嘶 的响 声 ， 最 后消 失 ， 溶 液变 红 ” 的现象 （ 图１ ） 。
题、 解 决 问题 的思维 品质 。 三、 改进方 案 与实验 现象
方法 如下 ： 向一只 盛有 水 的小烧杯 中滴 加几 滴酚 酞 溶
溶液 ， 且验 纯 声音不 明显 ， 也存 在一 定 的缺 陷。
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检验钠与水反应所生成气体的实验改进设计
在人教版的高中化学新教材第一册，对检验钠与水反应所生成气体的实验，进行了一番新的设计：在一个空塑料瓶里加入约3/4体积的水，用手挤压瓶子，使水面上升至近瓶口，排走瓶中的大部分空气。
在胶塞上固定一根大头针，用针扎起一块黄豆粒大小的金属钠，迅速用胶塞塞住挤瘪的瓶口，倒置（见下图）。
待反应完全后，反应产生的气体使挤瘪的瓶子复原，取下塞子，迅速用拇指堵住瓶口，并将瓶口移近火焰，检验钠与水反应所生成的气体。
检验钠与水反应所生成的气体示意图
但在教学过程中，笔者发现这番改进仍然存在一些问题，例如：“水面上升至近瓶口”，这个操作就需要试几次才能留出适当的空间，空间留少了，钠与水反应放出的氢气可能把瓶塞冲开，而且，如果里面残留了空气，则更是可能在瓶内发生爆炸。
如果要把这个实验改成探究性实验，隐含的危险因素还是很多。
根据这一情况，笔者对这一实验进行了下列改进，愿与同行共同探讨。
一．实验用品：
铁架台（带铁夹）、两通玻璃管、橡皮塞、导管、水槽、火柴
二．装置图：
改进装置图如下：
改进实验装置图
三．实验步骤：
1．在如图的两通玻璃管里装满水，用铁架台固定好。
2．切一块比绿豆略小的钠，吸干煤油后投入玻璃管的水中，塞好橡皮塞。
3．用水槽接住从导管口排出的水。
4．待反应结束后，点燃火柴，接近玻璃管口，打开橡皮塞，检验产生的气体。
四．改进后优点：
1．经过这一改进后，产生的氢气把水从导管口排出，避免了由于预留空间不足，氢气产生的高气压把橡皮塞冲开的情况出现。
2．最初在玻璃管里装满水，可避免残留的空气与氢气在容器内发生爆炸。
3．检验方法简便、安全，适合学生进行探究性学习。
五．实验中的注意事项：
1．钠块不能太大，要略小于绿豆，否则可能由于水太少，产生的氢气把水全部排出后，氢气从导管口漏出。
2．自制的弯导管，高度要比玻璃管略高，否则水装不满。