1、1钠与水的反应实验准备2009-4 王平2【实验目的】1. 使学生认识钠的活泼性；2. 培养学生的观察力。【实验原理】钠的性质很活泼，它能够和水发生剧烈反应。化学方程式为：2Na + 2H2O = 2NaOH + H2钠与水的反应3【实验步骤】【实验步骤】1. 向一个盛有水的烧杯里，滴入几滴酚酞试液。 然后把一小块钠投入烧杯中。观观察实验现象。2. 用铝箔包好一小块钠，并在铝箔上刺些小孔， 用镊子夹住，放在试管口下面，用排水法收集气体(如图1所示)。小心取出试管，移近火焰，检验试管里收集到的气体。4图1 钠与水起反应5【实验现象及解释】【实验现象及解释】1. 当将钠块投入到水中后，可观察到如下
2、现象：(1)钠块浮在水面。这是由于钠的密度(2)比水小的缘故。(2) 钠立即跟水发生反应，并有气体产生。这是由于钠的化学性质很活泼，与水能发生反应生成氢气。6(3) 金属钠熔化成小圆球。这是由于钠的熔点比较低，钠与水反应放出的热可使钠熔化。(4) 小圆球在水面上向各个方向迅速游动。这是由于产生的气体推动钠块移动。(5) 有嘶嘶的响声，最后小圆球消失。响声是由两方面原因造成：一是产生气体的气泡破裂声；二是放热使钠块附近的水接近沸点而产生的水蒸气的气泡破裂声。7(6) 反应后的水溶液使酚酞指示剂变红。这是由于反应生成碱的缘故。2. 当将试管口移近火焰时，会听到气体的爆鸣声氢气与氧气混合气发生爆炸，
3、说明收集到的气体为氢气。8【注意事项及成败关键】1. 钠块表面的煤油应擦净。2. 实验中钠块不宜过大，否则易引起爆炸 。【实验改进】改进如图2所示在一个盛近满水的集气瓶里滴入几滴酚酞试液，然后把一小块钠擦去煤油后放入集气瓶中，立即塞上带导管的胶塞，并迅速将集气瓶倒转，用排水法收集气体。9这样改进使这样改进使学生既看到学生既看到了钠与水反了钠与水反应的现象，应的现象，又可直接收又可直接收集到氢气。集到氢气。节省了教学节省了教学时间。时间。注意：钠块不宜过大，否则会产生危险。注意：钠块不宜过大，否则会产生危险。图图210改进改进将一粗玻璃管插入盛水的烧杯或水槽中，然后向玻璃管中的水里滴入几滴酚酞，
4、再将已擦去煤油的一小块钠投入玻璃管中，迅速塞上胶塞(如图3所示)，可观察到钠与水反应的现象，待反应完全后，取下胶塞的同时，立即用火柴点燃玻璃管中的气体，可听到爆鸣声。11图图312改进改进取一个集气瓶，加入2/3容积的水，再滴入几滴酚酞，然后将已擦去煤油的一小块钠投入集气瓶中，迅速盖上一个罩有小试管的漏斗(如右图如右图所示)，用向下排空气法，用向下排空气法收集反应生成的气体。完毕后，取下小试收集反应生成的气体。完毕后，取下小试管，将其移近火焰检验试管中的气体。管，将其移近火焰检验试管中的气体。图图413改进改进取一大取一大U形管，左端塞上带有短颈球形漏斗形管，左端塞上带有短颈球形漏斗(或三角漏
5、斗或三角漏斗)的胶塞，然后从球形漏斗向的胶塞，然后从球形漏斗向U形形管中加水近满。向U形管右端的水中滴加几滴酚酞，再将已擦去煤油的一小块钠投入其中，迅速塞上带有止水夹、尖嘴玻璃管的胶塞，反应装置如5图所示。此时可观察到钠与水反应的一些现象。待反应完毕后，用一小试管罩在尖嘴玻璃管上，打开止水夹收集生成的气体，再用点燃方法检验试管中的气体。体。14图图515改进向一广口瓶中加入约4/5容积的水，并滴加几滴酚酞。然后将已擦去煤油的一小块钠投入其中，并迅速塞上带有球形长颈漏斗和尖嘴玻璃管(尖嘴玻璃管上配有止水夹)的胶塞(如图6所示)，此时可观察到钠与水反应的一些现象。待反应完毕后，将1支小试管罩在尖嘴
6、玻璃管上，打开止水夹，收集反应生成的气体，然后用点燃的方法检验生成的气体。16图图617改进改进按图按图7 7所示组装仪器。实验时打开胶塞，向玻所示组装仪器。实验时打开胶塞，向玻璃管中加入约璃管中加入约4/54/5容积的水，然后再滴加几滴容积的水，然后再滴加几滴酚酞。将已擦去煤油的一小块钠投入其中，酚酞。将已擦去煤油的一小块钠投入其中，迅速塞紧胶塞。可观察到钠与水反应的现象，迅速塞紧胶塞。可观察到钠与水反应的现象，并看到玻璃管中的水被生成的气体挤出玻璃并看到玻璃管中的水被生成的气体挤出玻璃管外。待钠反应完全后，打开胶塞迅速把点管外。待钠反应完全后，打开胶塞迅速把点燃的火柴移近管口，可听到气体的
7、爆鸣声。燃的火柴移近管口，可听到气体的爆鸣声。18图图719改进改进取取1支大试管，向其中加入约支大试管，向其中加入约5/6容积的容积的水，然后滴加几滴酚酞，再将已擦去煤油的一小块钠投入水中，立即将带有导管的胶塞塞紧(如图8所示所示)可观察到钠与水反可观察到钠与水反应的现象，将生成的气体通入肥皂液中，然后用火柴点燃肥皂泡，可听到气泡爆裂的响声，说明生成的气体为氢气。的响声，说明生成的气体为氢气。20图图821钠与水反应说课稿钠与水反应说课稿22钠与水反应说课稿钠与水反应说课稿今天，说课的内容是高一新课改人教版必修（一）第三章第一节金属化学性质的部分内容：钠与水反应下面从五个方面谈一谈关于钠与水
8、反应的整节课的一些想法：23一、教材分析?钠与水反应不仅是本章的一个重点，也是整个高中化学的重点之一，是历年高考的热点。这个实验是中学阶段较有趣的实验之一。通过此实验可较好的激发学生的学习兴趣，注重实验的研究。学好这一点可以为解决现实生活某些实际问题创造条件。24?本课时的教学目标:?知识与技能：1、掌握钠与水反应的实验操作2、理解钠与水反应有关实验现象的原因3、培养学生利用实验分析，解决问题的能力4、培养学生创新思维的能力?过程与方法：通过钠与水反应演示实验，使学生初步学会根据参加反应的“元素种类”和“原子结构”推导可能生成的反应产物，能“举一反三”。25情感态度与价值观：发展学习化学的兴趣
9、，感受化学世界的奇妙，有将化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断?之所以这样确定教学目标，一方面是根据教材和教学大纲的要求，另一方面是想在学法上给学生以指导，使学生的能力得到提高?本课时的教学重点和难点：钠与水反应实验现象的解释26二、教法方面?本课时依教材特点，采用实验演示及问题讨论式教学。具体解决重、难点的方法如下：?1、由于上节课已学习了钠的有关性质，知道钠是一种活泼的金属。根据学生的实际情况及培养目标。我将这部分知识的学习采用探究式教学，由生动形象的故事引出新的内容，新的实验，再通过讨论由表及里地揭示反应的实质，推导出反应的产物，使学生进一步
10、巩固氧化还原反应的含义。27? 2、课堂上要有计划地留出充分时间给学生进行实验探究：在此过程中注意培养学生运用实验来分析问题和解决问题的能力。让学生亲身体验到钠与水的反应，从而进一步巩固知识提高能力。既强化了重点又突破了难点，实现教学目标。28三、学法方面（1）在本节教学中我着重突出了教法对学法的引导。在教学双边活动过程中，引导学生用实验为指路灯来探寻新知识，层层深入掌握新知识。目的在于使学生明确实验在化学学习中的重要性，使他们注重自己对实验的观察，分析，设计及动手操作能力的培养。29? （2）通过授课过程中一系列发散性的设问，使学生明确理论对实践的指导作用。在学习过程中体会到学好理论重在要去
11、分析问题，解决问题，才能将知识真正灵活地融入脑海之中。30四、教学程序?1、谈谈实验的导入：通过讲故事来吸引学生的注意。故事是这样的：一位巫婆说她会捉鬼。她往装有半碗水的碗里滴了几滴她所谓的仙水，再把她所谓的吸血丹放到碗里。只见那吸血丹立刻在水面上乱窜，那巫婆美飞色舞地说：看！我那吸血丹在动，说明这周围有鬼，它正在吸鬼魂；听！那“嘶嘶”的声响，正是鬼临死前的呻吟；再看！水变红了，那是鬼被我的吸血丹吸收后，化作了血水相信鬼神的人听了后肯定会信以为真，但稍有知识的人都知道世上并没有鬼，但巫婆那所谓的吸血丹和仙水究竟是什么呢？这样学生的注意力就会聚中这一节课上，想知道个为什么。31?2、钠与水反应的
12、实验演示做此实验应让学生带着问题去观察。提示学生要注意钠与溶液的变化、有没有气体产生、反应是否放出热量、是否有声响。为了使实验更为直观，我将水槽放在幻灯机上，直接投影到屏幕上，这样整个实验都看的一清二楚。观察内容:(1)钠的位置(2)钠的形状变化(3)钠块的运动情况(4)有没有声音此实验较难观察就是声音及热量的判断，针对此情况应叫前几排的同学要特别注意这两方面。32?实验完毕后应组织学生讨论：为什么会发生此现象？并能否根据反应物质的元素组成和观察到的现象，推理反应的可能的产物，写出化学方程式。（可结合氧化还原反应的电子得失，推出该气体是氢气，可做氢气验证的实验）。?从元素守恒角度考虑,共有Na
13、,H和O三种元素,钠发生变化,假设转变成我们初中已经学过的NaOH,那么反应生成的气体可能是O2或者H2.运用我们前段时间掌握的氧化还原反应的知识,分析我们的推测是否正确332Na + 2H2O NaOH + O2H2化合价升高,失去电子失去电子,被氧化被氧化化合价升高化合价升高,失去电子,被氧化被氧化不符合氧化还原规律,不合理不合理合理化合价降低化合价降低,得到电子,被还原被还原34?在此实验过程中学生可能会提出：钠的密度不是比水小吗？为什么在放下的前一段时间是稍下沉的，只有等到钠变成了银白色的小球后才浮在水面上呢？?首先对这细心观察的学生应加以表扬。之所以会这样是钠的表面含有一层钠的氧化物
14、如氧化钠，而氧化钠的密度比水大，所以放下的前一段时间是稍下沉的，只有等到钠变成了银白色的小球后才浮在水面上。?思考题:过量的钠与少量盐酸反应，可生成哪些产物？为什么？?提示：钠与氯化氢反应生成氯化钠和氢气，过量的钠又与水反应生成氢氧化钠与氢气，所以产物有氢氧化钠、氢气与氯化钠三种35?3、实验探究?钠与硫酸铜溶液反应中能否置换出铜？?很多学生会回答可以，因为现有的知识告诉他们：在金属活动顺序中前面的金属可以置换出后面的金属。那么事实是不是如此呢？可以通过实验给学生以验证。结果是并无红色的铜析出，反而有蓝色沉淀生成。为什么呢？然后叫学生进行讨论：能否根据反应物质的元素组成和观察到的现象，推理反应
15、的可能的产物，写出化学方程式。说明为什么有这些产物？?提示：钠首先与水反应，生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠，没有铜的析出。说明钠与硫酸铜在水中不发生置换反应。反应的化学方程式： CuSO4+ 2H2O + Na = Cu(OH)2 + Na2SO4+ H236?（4）情感教育：告知学生要有将化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断；而不能像故事中的巫婆一样去骗钱害人。37五、扳书设计?钠与水反应一、钠与水反应的现象（解释）：?现象原因?浮在水面密度比水小?熔成小球反应放热，钠的熔点低?“嘶嘶”作响反应迅速，且有气体生成?各
16、方游动气体推力各方向大小不同所致?溶液变红生成NaOH?反应的化学方程式：?2Na + 2H2O = 2NaOH + H2二、钠与硫酸铜溶液反应CuSO4+ 2H2O + Na = Cu(OH)2 + Na2SO4+ H2三、作业：P44第1、2题38钠与水反应实验现象探究钠与水反应实验现象探究2008-1039? 最近，我们做了钠与水反应的实验。在实验过程中，金属钠与水反应剧烈，反应释放出氢气并同时生成氢氧化钠。反应产生的热，使金属钠熔化，还使它在水面上着火燃烧。但在归纳过程中，我们产生了很多疑问。? 例如：例如：? 钠粒在反应中为何呈球状呢钠粒在反应中为何呈球状呢? 为什么钠球会在水面上游
17、动? 在考察燃烧现象时还发生了争论：反应时发生的燃烧，是钠在考察燃烧现象时还发生了争论：反应时发生的燃烧，是钠在着火燃烧，还是氢气在燃烧?抑或是两者同时在燃烧抑或是两者同时在燃烧?是钠先燃烧，还是氢先燃烧，抑或有其他什么可能性先燃烧，还是氢先燃烧，抑或有其他什么可能性?为什么在燃为什么在燃烧的同时常有叭叭作响的断续爆炸声烧的同时常有叭叭作响的断续爆炸声? 钠与水反应的过程中总有些烟雾状的白色物。有人问这白色钠与水反应的过程中总有些烟雾状的白色物。有人问这白色物究竟是烟，还是雾，或是既有烟，又有雾等等。物究竟是烟，还是雾，或是既有烟，又有雾等等。401钠粒在反应中为何呈球状呢?钠的密度比水小，且
18、熔点也仅为97.81。钠在与水的反应中表现出极高的化学活性，与水反应时放出的热足以使它熔化。由于熔化的金属钠具有很大的表面张力，这就是钠球形成的原因。412为什么钠球会在水面上游动? ?我们查阅资料，当中有两种意见，第一种意见认为，钠与钠与水接触产生的氢气泡外逸时驱动着钠球游动。水接触产生的氢气泡外逸时驱动着钠球游动。第二种认为，是因为Na与水反应生成的NaOH溶液有较大的表面张力，驱使钠球朝表面张力较小的水(或更稀的NaOH溶液)方向移动所致。?我们比较赞成第一种解释观点，不太赞成第二种见解，原因有两点：第一，浓度大的NaOH溶液的表面张力是要比水(或更稀的NaOH溶液)的表面张力要大，但不
19、是很大。当我们投入一粒绿豆大小的金属钠于盛水的烧杯中，那种因为浓度差引起的表面张力差驱使钠球运动的解释，未免太牵强了。第二，表面张力的大小，不仅与溶液的浓度有关，也跟温度有关。42水的表面张力与温度的数据温度（）-8 -5 0 15 18 25 50 60 80 100 表面张力系数牛/米（10-3）7776.4 75.6 73.49 73.05 71.97 67.91 66.18 62.60 58.9 可见，温度对于液体(这里是水)表面张力的影响是不可低估的，更何况反应是在足以使金属钠熔化的温度下进行的，水表面张力当然是明显减小。由于第一、第二两种表面张力恰好相反，设想当两种力达到平衡时就没
20、有太大的“余力”来驱使球在液面游动了。433燃烧现象与爆炸过程分析?漂浮在水面上的钠，在与水反应产生氢气的同时，尽管没有燃烧，那裸露在空气中的那部分钠，无疑会有较多的Na2O和少量Na2O2生成，并立即跟水反应生成NaOH。?最初2Na+2H2O=2NaOH+H2+Q1?Na溶化后 4Na+O2=2Na2O+Q2?(燃烧前) 2Na2O+O2=2Na2O2(少量)+Q3?Na2O+H2O=2NaOH+Q4?2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2+Q5?以上均系放热反应。但是由于 H2的自燃点高达585，所以首先着火的不是 H2，而是Na。44? 2Na+O2燃烧Na2O2? 在继Na着火之后
21、，立刻就是H2被钠焰点着，呈现Na、H2同时在空气中燃烧的情况。? 2H2+O2(空）燃烧2H2O ? 与此同时，Na燃烧生成较多的Na2O2与水反应生成O2：? 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 ? 当反应生成的O2与H2在它的爆炸极限以内就形成爆炸性混合气体，在钠球附近产生断续的叭叭爆炸声。? 可见，钠与水反应的燃烧现象，不仅有钠在燃烧，也有氢气在燃烧，而且是钠球先着火再引燃氢气；钠与水反应的断续爆炸现象，则主要是Na2O2与水反应生成的氧气与钠跟水反应产生的氢气混合后被点火引起的。45? 我们注意到，这种燃烧和爆炸，总是受钠球上方空气中O2的量所制约的。当钠球上方的空气被氢气赶走
22、到极稀少时，这种燃烧将难于进行，爆炸更是无从发生。由于许多实验者总是习惯在烧杯内做钠与水反应的实验，因此，水面上方的空气被反应生成的氢气(或水蒸气)赶走的量总是很有限的，所以钠与水反应的燃烧和爆炸现象是必然的。如果创造一个无氧环境，让钠在惰性气体或其他还原性气体中只与水反应，这种燃烧与爆炸就无从发生了。下面两个钠与水反应的实验，就是为达到这一目的而设计的。46?实验一：取一只集气瓶，用排水法收集约三分之二体积的N2，余下的水留作跟钠反应。在这种惰性环境中，钠只跟水反应。投入水中的金属钠那怕大如蚕豆，也只见钠跟水激烈反应被熔化成钠球，在水面游动，从未发现有燃烧和爆炸的现象发生。?实验二：如下图所
23、示，在盛满水的U形管的左边管口投入一颗黄豆大小的金属钠，并迅速用橡皮塞紧塞管口。这时也只见钠与水剧烈反应被熔化成钠球，产生的氢气把管内的水排入烧杯内。实验非常安全，也从未发现有燃烧和爆炸的现象发生。实验也表明了，仅仅靠Na跟水反应产生的热就足以使金属钠熔化。474是白烟，还是白雾?钠与水反应时水面上方弥漫的“白色物”，是烟，还是雾，抑或是既有烟又有雾的白色烟雾?究其化学成分，是Na、Na2O2，NaOH，或者是其他物质。这些都是我们最有争议的问题。为了证实这白色物的大体成分，我们做了以下几个简单实验。?实验一： 在盛有水的烧杯上方罩上一个较大的漏斗，漏斗内壁上贴几张湿润的红色石蕊试纸或酚酞试纸
24、。当把金属钠投入烧杯中，钠与水反应生成的白色雾样一般不致使这些指示剂显色。偶见指示剂(试纸)上有少数显色斑点，这显然是钠与水激烈反应燃烧和爆炸时飞溅在试纸上的碱液引起的。特别是反应停止后，这些尚未消失的浓浓白色物，无论对何种酸碱指示剂均不起作用。48?实验二：我们让钠在集气瓶中跟水反应，生成的白色物浓浓聚集，用贴有润湿红色石蕊试纸的盖玻片盖住集气瓶口，或用载有酚酞试纸的玻璃棒在白色物样中检测，均未发现指示剂显色。?实验三：我们选铁丝、玻璃棒、瓷片、木炭中的任何一种，在酒精灯焰上先烧成红热状态，再迅速跟冷水接触，立即产生相似的白色物样。?所以，我们断定这些白色物主要不是烟，而是由水蒸气凝聚而成的白雾。
