摘要人民教育出版社《江西省普通高中新课程化学必修1》中金属的化学性质【实验3-2】金属钠在空气中燃烧的时,观察到产物不仅仅有淡黄色的固体Na2O2生成,还有少量的黑色颗粒产生,干扰了实验结果,新设计的实验方案既节约了实验仪器,又培养了学生的创新和探究精神。
　　关键词实验探究改进
　　中图分类号:G633.8文献标识码:A
　　
　　1 实验原理
　　
　　镁带可以在CO2中燃烧,Mg+CO2MgO+C,该反应是氧化-还原反应,Mg是还原剂,CO2是氧化剂,Na比Mg还原性强,在加热的条件下也能与CO2反应。
　　
　　2 实验探究
　　
　　如下图Ⅰ所示,将一小块金属钠放在石棉网上加热,观察到生成的产物除了淡黄色固体外还有一些黑色固体物质。
　　【猜想1】这种黑色物质是否为钠表面吸附的煤油不完全燃烧产生的碳单质。
　　【猜想2】就金属活动性而言,Na比Mg还强,该黑色物质是否是Na与CO2反应生成的碳单质。
　　为了验证上述猜想,利用图Ⅱ装置进行实验。
　　【实验步骤】:①用小刀切取一小块金属钠,用滤纸完全吸干煤油,再除去表面的氧化层,放进干燥的硬质玻璃管E中;②打开分液漏斗的活塞,使B中的反应进行一段时间后,再点燃E处的酒精灯。
　　【实验现象】:钠在充满CO2气体的玻璃管中剧烈燃烧起来,产生大量的白烟;玻璃管中有黑色物质生成;待玻璃管冷却后,管壁上附着一层白色物质。
　　思考1:为什么在B中的反应进行一段时间后再点燃E处的酒精灯?
　　思考2:取生成的少量白色物质和黑色物质分别溶于水,发现黑色物质不溶于水,白色物质能溶于水。即该黑色物质是Na与足量CO2反应生成的碳单质,白色生成物是碳酸钠,怎样用实验方案验证?
　　思考3:若先点燃E处的酒精灯,再打开分液漏斗的活塞,则开始时玻璃管E中可能发生的反应是什么?
　　
　　3 实验改进
　　
　　金属钠在空气中燃烧是中学化学的一个常规演示实验,在实验过程中生成的黑色固体常常干扰实验结果,对该实验做如下改进,实验效果良好。
　　如右图所示,先预热金属易拉罐底部,再把切好的一小块金属钠(绿豆大小),用滤纸完全吸干煤油,并除去表面的氧化层,放在金属易拉罐底部继续加热,可以观察到钠迅速熔化成一小球随后立即燃烧,生成淡黄色固体。
　　
　　4 实验相关说明
　　
　　(1)金属钠在空气中燃烧时与二氧化碳反应,需要一定的温度和二氧化碳的浓度,在空气中二氧化碳的浓度不高,适当控制温度就可以达到理想效果。
　　(2)在该实验改进中采用金属易拉罐底部代替演示实验中经常烧坏的石棉网,同时金属易拉罐底部导热性能良好,缩短了反应时间,课堂教学效果良好。
　　(3)上述改进实验仪器简单,金属易拉罐底部可多次使用,节能环保,实验过程操作简单,现象明显,便于推广。经过多次实践证明:无论是教师演示实验还是学生实验,均可获得成功,这样既节约了实验仪器,又培养了学生的创新和探究精神。