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很多老師在演示鈉與氯氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)是這樣操作的——取一塊綠豆大的金屬鈉，用濾紙吸干表面的煤油后，用刀切去氧化層，放在石棉網(wǎng)上，用酒精燈微熱。待鈉熔成球狀時(shí)，將盛有氯氣的集氣瓶迅速倒扣在鈉的上方。在這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，存在以下幾個(gè)問(wèn)題：(1)氯氣要事先收集好，到課堂上演示時(shí)可能有泄漏；(2)在把氯氣倒扣到鈉的上方時(shí)，氯氣也極容易泄漏發(fā)生危險(xiǎn)；(3)需對(duì)金屬鈉進(jìn)行加熱，消耗一定的能源。針對(duì)以上幾點(diǎn)，筆者對(duì)鈉與氯氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了一些改進(jìn)和創(chuàng)新，現(xiàn)分享給大家。

一、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑

1.實(shí)驗(yàn)儀器：錐形瓶、長(zhǎng)針注射器、稱(chēng)量瓶、燒杯、自制T型管、膠頭滴管、玻璃管、鑷子、小刀、濾紙、乳膠管、藥匙、彈簧夾。

2.實(shí)驗(yàn)試劑：高錳酸鉀固體、濃鹽酸、金屬鈉、水、氫氧化鈉溶液。

二、實(shí)驗(yàn)裝置圖(如圖1)

圖1

三、實(shí)驗(yàn)原理

2KMnO4+16HCl(濃)══2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

四、操作要點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

1.在潔凈干燥的錐形瓶底部鋪一層沙子，按照裝置連接好儀器并檢查氣密性。

2.稱(chēng)量瓶中裝約1g的高錳酸鉀固體，在長(zhǎng)針注射器中抽取約5mL濃鹽酸，燒杯中裝入適量的氫氧化鈉溶液，連接好裝置。

3.用小刀切一小塊(綠豆大小)金屬鈉，用濾紙吸干表面的煤油后，沿T型管放入錐形瓶中。

4.關(guān)閉彈簧夾1、2，按壓長(zhǎng)針注射器，向稱(chēng)量瓶中加入約2mL濃鹽酸，使之與高錳酸鉀固體反應(yīng)，反應(yīng)劇烈，錐形瓶中迅速出現(xiàn)黃綠色氣體。

5.打開(kāi)彈簧夾1，沿著T型管滴入一滴水，使水滴到金屬鈉上?？捎^察到金屬鈉迅速熔化，與水發(fā)生劇烈反應(yīng)，同時(shí)錐形瓶中黃綠色氣體變成白煙。

6.關(guān)閉彈簧夾1，打開(kāi)彈簧夾2，使多余氣體通過(guò)T形管被燒杯中的氫氧化鈉溶液吸收。

五、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)

1.實(shí)現(xiàn)鈉與氯氣反應(yīng)的一體化。將制備氯氣和氯氣與金屬鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)放在同一個(gè)反應(yīng)儀器中完成，避免了事先制備氯氣的麻煩，以及整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中氯氣泄漏造成的環(huán)境污染問(wèn)題；用錐形瓶作反應(yīng)容器，因?yàn)槿莘e大，利于大家觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

2.實(shí)現(xiàn)鈉與氯氣反應(yīng)的微型化。氯氣現(xiàn)制現(xiàn)用，無(wú)論是黃綠色氣體氯氣的生成還是白煙氯化鈉的生成，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都非常明顯，所以該實(shí)驗(yàn)可以很好地實(shí)現(xiàn)微型化，無(wú)需像老師演示的實(shí)驗(yàn)?zāi)菢酉戎迫∫患瘹馄康穆葰?。而且本?shí)驗(yàn)中用長(zhǎng)針注射器和稱(chēng)量瓶代替了原來(lái)的長(zhǎng)頸漏斗和錐形瓶，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)儀器的創(chuàng)新。

3.實(shí)現(xiàn)鈉與氯氣反應(yīng)的綠色化。(1)將制備氯氣和氯氣與金屬鈉的反應(yīng)在同一反應(yīng)儀器中進(jìn)行，減少了氯氣在制備及與金屬鈉反應(yīng)過(guò)程中的泄漏。(2)通過(guò)使用注射器，使氯氣的制備及與金屬鈉的反應(yīng)體系處于一個(gè)封閉體系，減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中氯氣對(duì)環(huán)境的污染。通過(guò)T型管的使用，減少了玻璃儀器之間的連接，有效地減少了氯氣排入大氣的可能。

4.實(shí)現(xiàn)鈉與氯氣反應(yīng)的低耗能。巧妙利用水與金屬鈉的反應(yīng)除去鈉表面的氧化膜，實(shí)現(xiàn)了將鈉熔成小球的同時(shí)，利用反應(yīng)放出的熱量加快金屬鈉與氯氣的反應(yīng)，免去了用酒精燈加熱消耗能量，且反應(yīng)時(shí)間短，易于操作。