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文档简介
1、金属钠和水反应实验的研究与改进(一)金属钠与水反应的实验改进方法一1、实验用品硬质玻璃两通管、试管、铁架台、单孔塞、玻璃导管、尖嘴管、橡胶管、细铁丝、铝箔、弹簧夹、漏斗、火柴等。金属钠、酚酞试液、水。2、实验装置(如图1)图13、实验的具体操作和现象(1)先将硬质玻璃管内注满水并滴加数滴无色酚酞试液。(2)将金属钠用铝箔包好,并在铝箔上刺些小孔,然后按图用细铁丝固定在胶塞上。金属钠开始与水反应,这时可以看到试管内的液面下降,水从无色变为红色,而右边导管中的液面上升。说明有气体产生,并有氢氧化钠生成。(3)硬质玻璃管内的液面随气体的增多继续下降到低于金属钠时,反应基本停止。此时可打开止水夹,在尖
2、嘴管口点火,可见到明显的黄色火焰(因玻璃中含有钠元素),证明产生的气体为可燃性的氢气。(4)随着氢气的燃烧,试管内压强减小,右边导管中的液面下降,试管内的液面上升,至与金属钠接触时,反应又继续进行,故用同一颗粒金属钠,可反复几次进行试验。(5)用排空气法收集一试管氢气,移近火焰,则能够使全班同学听到尖锐的爆鸣声。4、实验改进后的优点(1)操作简便,成功率高。(2)实验现象明显,可见性强。(3)可反复进行多次实验。(二)金属钠与水反应的实验改进方法二1、实验用品注射器、铁架台、单孔塞、玻璃导管、尖嘴管、橡胶管、大头针、弹簧夹、漏斗、烧杯、火柴等。金属钠、酚酞试液、水。2、实验装置(如图2)图23
3、、实验步骤及现象(1)按图装配仪器,用镊子将金属钠固定于大头针上(金属钠取绿豆大为宜)穿插于橡皮塞下方,并让金属钠接近橡皮塞,从简易漏斗中注入滴加有酚酞指示剂的水,调节漏斗的高度,打开尖嘴管与短玻璃管相连处的弹簧夹,让水与钠接触的瞬间,迅速关闭弹簧夹。(2)与钠接触时,立即使钠熔为一个闪亮的小球脱离大头针而浮在水面上,向各个方向迅速游动,并逐渐缩小,最后完全消失。同时,注射器针筒内的液面下降,钠周围水溶液变为红色,并不断地沿橡皮管扩散到漏斗内,整个连通器内的水溶液变为红色,漏斗液面缓慢上升。当钠完全消失反应完全时,上下调节漏斗,使注射器针筒内液面与漏斗液面在同一水平线。注射器针筒内反应前后两次
4、液面差可从注射器针筒刻度上直接读取,为产生的气体的体积。(3)当反应完毕时,打开弹簧夹,点燃产生的气体,并在火焰上方罩上干燥的小烧杯,从干燥的烧杯壁上观察到有水珠,由此可确知产生的气体为氢气;从酚酞水溶液变红,可断定有氢氧化钠生成。4、实验优点(1)实验的现象便于观察,如果在中学课堂用此装置演示钠与水反应的实验,全体学生均能同时观察到实验现象,可避免教师手拿烧杯在教室内走动。(2)该装置将验证产生气体的实验融于其中,节省了教学时间。(三)金属钠与水反应的实验改进方法三1、实验用品硬质玻璃两通管、饮料瓶(接近底部处开几个小空)、乳胶管、尖嘴玻璃管、弹簧夹、配套带有导管的橡皮塞、缝衣针、镊子、小刀
5、、火柴等。钠、滤纸、酚酞溶液。2、实验原理钠是活泼金属,常温下,就能跟水起剧烈反应生成氢氧化钠和氢气:2Na+2H2O=2NaOH+H2。纯净的氢气,点燃后会安静地燃烧:2H2+O2=2H2O+Q,随着空气从玻璃管下口的涌入,形成爆鸣气,在有限的空间内急速燃烧,放出大量的热,使气体体积急剧膨胀,从而引起爆炸。3、实验装置图(如图3)图34、实验步骤及现象(1)向玻璃管中加水至接近瓶口处,再滴加3滴酚酞试液。(2)取一小块金属钠(约0. 3 g),用滤纸吸干煤油,捏成球状,再用铝箔包起来,然后刺些小孔将它固定在橡皮塞下的针尖上。(3)将带有钠粒的橡皮塞塞紧玻璃管口,不与酚酞水溶液接触。(4)迅速
6、将玻璃管倒立,固定在架子上。水通过小孔与铝箔内的钠发生反应,一会儿,铝箔和钠浮到液面上,然后,钠脱离铝箔熔成小球,在液面上四处游动,溶液变成红色。产生大量气体,形成红色喷泉。(5)将收集满气体的玻璃管固定在铁架台上,拔掉橡皮塞,去掉乳胶管和弹簧夹,用火柴点燃尖嘴部分的气体。点燃气体时,开始能安静地燃烧,火焰呈淡蓝色,在火焰将熄的一瞬间,气体爆炸,发出明亮的黄光,有尖锐的爆鸣声。5、注意事项(1)要确保实验装置气密性良好。(2)钠粒必须用铝箔包起来,否则,反应太剧烈,导致实验不成功。6、实验优点(1)取材容易,操作简便,成功率高。(2)该设计融合了化学知识和物理知识,将气体生成、产物检验、爆炸实
7、验和喷泉现象集于一起。对学生智慧的启发、学生创新意识的培养产生积极的影响。(3)可以直接观察到氢气从燃烧到爆炸的全部过程,理解爆炸极限的概念。(四)金属钠与水反应的实验改进方法四1、实验用品250mL集气瓶1个、10号橡胶塞1个、直形玻璃活塞2个、玻璃管、5号橡胶塞1个、底部吹有小孔的圆底烧瓶1个、大头针1个、细铁丝、小烧杯。钠、滤纸、酚酞溶液、水。2、实验装置图(如图4)图43、实验装置制作方法(1)在与集气瓶A相配套的10号橡胶塞B上,用打孔器钻3个孔,分别安装带有活塞的直形玻璃导管C和已在酒精喷灯上被拉成弯尖嘴的带有活塞的玻璃导管H及直形玻璃导管F,并在胶塞细端中心位置扎入大头针I(注:
8、大头针露出部分以0·5cm为宜)。(2)在与圆底烧瓶(底部已通过玻工吹有小孔,用于喷泉实验时保持与外界大气相通)E相配套的5号橡胶塞D上用打孔器钻2个孔。其中一孔与直形玻璃导管F相连,另一孔与带有活塞的直形玻璃导管C相连,最后用细铁丝固定1个干燥的小烧杯G罩在尖嘴口上方。这样钠与水反应实验演示器就制成了。4、实验操作步骤(1)向集气瓶中加水至瓶口标记处(橡胶塞抵达处,实验前作好标记),再滴加4-6滴酚酞试液。(2)取1小块金属钠(约0·6g),用滤纸吸干煤油,捏成球状,固定在橡胶塞的大头针上。(3)将橡胶塞迅速地塞在集气瓶上,钠与水立即发生激烈的反应,溶液变成红色,产生的气
9、体将溶液压出,形成红色的喷泉,钠熔化成银白色的小球浮在水面上四处游动,直至完全消失。这时,集气瓶中收集有一定量的气体,圆底烧瓶中被喷入一定体积的红色液体。(4)打开C、H玻管活塞开关,点燃从导管尖嘴口逸出的气体,气体安静地燃烧,并且拉出长长的火焰。很快观察到烧杯内壁有大量水雾产生(证明钠与水反应产生的气体就是氢气)。集气瓶中液面上升,直至集气瓶充满水,气体排完,火焰熄灭。5、实验优点(1)融合了化学知识和物理知识,将钠与水的反应、气体的收集、气体的排出、产物的检验和喷泉现象集于一体。既能充分演示钠与水反应的各种现象又能方便地检验生成物,还能增加实验的新颖、趣味性,激发学生的兴趣,活跃学生的思维。(2)整个实验操作便捷、安全可靠、现象明显,取得了很好的实验教学
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