吳子瑞

摘要：經(jīng)過多次探究并不斷改進鈉與水反應的實驗。使用裁剪好的塑料泡沫板為載體將原來敞開的實驗裝置改為相對封閉的實驗裝置，設計出一套集“反應”與“產(chǎn)物檢驗”于一體的實驗裝置，實驗操作簡單、安全、有趣味且現(xiàn)象明顯。

關鍵詞：探究實驗;鈉與水反應：證據(jù)獲取

文章編號：1008-0546（ 2022）09x-0095-01 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.09x.025

一、問題的提出

甘肅省于2021年9月加入新高考的隊伍，開始使用人教版2019年第1版普通高中教科書《化學》。筆者在教學中發(fā)現(xiàn)，新教材《化學必修第一冊》將人教版2007版中鈉與水反應的演示實驗改為了探究實驗，為了培養(yǎng)學生的實驗探究能力和證據(jù)推理能力，提升學生的化學核心素養(yǎng)。筆者在課堂教學中發(fā)現(xiàn)鈉與水反應的探究實驗操作過程過于簡單，不利于培養(yǎng)學生的證據(jù)獲取能力，且在實際操作中可能會引發(fā)安全事故。

教材中的實驗過程是這樣描述的：在燒杯中加入一些水，滴人幾滴酚酞溶液，然后把一塊綠豆大的鈉放入水中。[1]筆者認為鈉與水反應的探究實驗存在以下幾個問題：教材中描述“在燒杯里加一些水”，那么加多少水合適？由于鈉與水反應劇烈，鈉塊或者液體有時會飛濺到燒杯外面，但實驗中沒有采取任何防護措施，怎么防護？另外，反應產(chǎn)生的氣體沒有經(jīng)過檢驗直接以化學方程式呈現(xiàn)出來，利于學生獲取證據(jù)能力的培養(yǎng)嗎？怎樣才能彌補該探究實驗的不足呢？筆者經(jīng)過多次實驗并不斷改進，嘗試通過實驗改進來彌補該探究實驗的不足之處。

二、實驗用品

1.儀器：500 mL燒杯1個、裁剪略小于燒杯內(nèi)徑的塑料泡沫板一塊（打好2孔）、12號注射器針頭、鑷子、小刀、玻璃片、膠頭滴管、濾紙、火柴。

2.藥品：鈉、蒸餾水、酚酞試劑、肥皂水。

三、改進后的實驗裝置

鈉與水反應的改進實驗裝置見圖1。

四、實驗操作及實驗現(xiàn)象

1.在燒杯中加入蒸餾水，以不超過燒杯體積的2/3為宜，然后滴入2-3滴酚酞試劑。 2.將12號注射器針頭尾端插入塑料泡沫板打好的小孔上，然后把塑料泡沫板按入燒杯，有針頭的一面朝上，盡量縮小塑料泡沫板與水面之間的空間趕走空氣，[2]最后用膠頭滴管吸取肥皂水滴加在塑料泡沫板與燒杯的縫隙處使之形成液封。

3.用鑷子夾取一塊金屬鈉并用濾紙擦干表面的煤油，用小刀將鈉塊切割成黃豆粒大小，將鈉塊從泡沫板中間的小孔處投入燒杯，迅速在小孔周圍涂抹肥皂水，從小孔出來的空氣與肥皂水形成肥皂泡從而蓋住小孔。同時在燒杯內(nèi)觀察到：“浮”“熔”“游”“嘶”“紅”的經(jīng)典現(xiàn)象（見圖2）。

4.將點燃的火柴靠近塑料泡沫板中間小孔處的肥皂泡，可以聽到“啪”的爆鳴聲或“噗”的響聲，[3]反復操作幾次等待爆鳴聲減弱后在針頭處點燃氣體，可看到該氣體安靜地燃燒，從而檢驗出該氣體是氫氣（見圖3）。

五、改進實驗的優(yōu)點

1.鈉塊以黃豆粒大小為宜，太大會因反應劇烈而爆炸，太小影響氣體檢驗;燒杯中加水不宜超過2/3，否則塑料泡沫板上方預留空間過小會使產(chǎn)生的肥皂泡四處亂飛。

2.使用塑料泡沫板的優(yōu)點：形成相對封閉的空間，防止鈉塊及液體飛濺出燒杯傷人;方便控制燒杯內(nèi)剩余空氣量，防止點燃氫氣時發(fā)生爆炸，同時做檢驗氫氣的載體。

3.反應生成的氫氣形成肥皂泡，既能形成液封防止氫氣逸出過快，又能驗純氫氣防止檢驗氫氣時發(fā)生爆炸。

4.該實驗改進現(xiàn)象明顯，不僅能觀察到鈉與水反應的經(jīng)典現(xiàn)象，還能對反應生成的氫氣進行驗純、點燃，保證了實驗的完整性，有利于學生證據(jù)獲取能力的培養(yǎng)。

5.該實驗改進所用材料簡單環(huán)保，組裝方便、操作簡單，成功率較高且富有趣味。

參考文獻

[1]人民教育出版社，課程教材研究所，化學課程教材研究開發(fā)中心，普通高中教科書（化學必修第一冊）[M].北京：人民教育出版社，2019.

[2] 高霞，鈉與水反應實驗改進[J].中學化學教學參考，2020（14）：74.

[3] 李杰，鈉與水反應實驗的改進[J].中學化學教學參考，2020（02）：55.