鈉和水的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備.ppt

1、鈉與水的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備2009-4 王平,【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1. 使學(xué)生認(rèn)識(shí)鈉的活潑性； 2. 培養(yǎng)學(xué)生的觀察力。,【實(shí)驗(yàn)原理】,鈉的性質(zhì)很活潑，它能夠和水發(fā)生劇烈 反應(yīng)?；瘜W(xué)方程式為：,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2,鈉與水的反應(yīng),【實(shí)驗(yàn)步驟】,1. 向一個(gè)盛有水的燒杯里，滴入幾滴酚酞 試液。 然后把一小塊鈉投入燒杯中。觀 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。,2. 用鋁箔包好一小塊鈉，并在鋁箔上刺些 小孔， 用鑷子夾住，放在試管口下面， 用排水法收集氣體(如圖1所示)。小心 取出試管，移近火焰，檢驗(yàn)試管里收集 到的氣體。,圖1 鈉與水起反應(yīng),【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及解釋】,1. 當(dāng)將鈉塊投入到水中后，可觀察到如

2、下現(xiàn)象：,鈉塊浮在水面。這是由于鈉的密度 比水小的緣故。,(2) 鈉立即跟水發(fā)生反應(yīng)，并有氣體產(chǎn) 生。這是由于鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑， 與水能發(fā)生反應(yīng)生成氫氣。,(3) 金屬鈉熔化成小圓球。這是由于鈉的熔 點(diǎn)比較低，鈉與水反應(yīng)放出的熱可使鈉 熔化。,(4) 小圓球在水面上向各個(gè)方向迅速游動(dòng)。 這是由于產(chǎn)生的氣體推動(dòng)鈉塊移動(dòng)。,(5) 有嘶嘶的響聲，最后小圓球消失。響 聲是由兩方面原因造成：一是產(chǎn)生氣體 的氣泡破裂聲；二是放熱使鈉塊附近的 水接近沸點(diǎn)而產(chǎn)生的水蒸氣的氣泡破裂 聲。,(6) 反應(yīng)后的水溶液使酚酞指示劑變紅。 這是由于反應(yīng)生成堿的緣故。,2. 當(dāng)將試管口移近火焰時(shí)，會(huì)聽到氣體 的爆鳴聲氫

3、氣與氧氣混合氣發(fā)生 爆炸，說(shuō)明收集到的氣體為氫氣。,【注意事項(xiàng)及成敗關(guān)鍵】,1. 鈉塊表面的煤油應(yīng)擦凈。,2. 實(shí)驗(yàn)中鈉塊不宜過(guò)大，否則易引起爆炸 。,【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】,改進(jìn),如圖2所示在一個(gè)盛近滿水的集氣瓶里滴入 幾滴酚酞試液，然后把一小塊鈉擦去煤油后 放入集氣瓶中，立即塞上帶導(dǎo)管的膠塞，并 迅速將集氣瓶倒轉(zhuǎn)，用排水法收集氣體。,這樣改進(jìn)使 學(xué)生既看到 了鈉與水反 應(yīng)的現(xiàn)象， 又可直接收 集到氫氣。 節(jié)省了教學(xué) 時(shí)間。,注意：鈉塊不宜過(guò)大，否則會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)。,圖2,改進(jìn),將一粗玻璃管插入盛水的燒杯或水槽中，然后向玻璃管中的水里滴入幾滴酚酞，再將已擦去煤油的一小塊鈉投入玻璃管中，迅速塞上膠塞(如圖3

4、所示)，可觀察到鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象，待反應(yīng)完全后，取下膠塞的同時(shí)，立即用火柴點(diǎn)燃玻璃管中的氣體，可聽到爆鳴聲。,圖3,改進(jìn),取一個(gè)集氣瓶，加入2/3 容積的水，再滴入幾滴 酚酞，然后將已擦去煤 油的一小塊鈉投入集氣 瓶中，迅速蓋上一個(gè)罩 有小試管的漏斗(如右圖 所示)，用向下排空氣法 收集反應(yīng)生成的氣體。完畢后，取下小試管，將其移近火焰檢驗(yàn)試管中的氣體。,圖4,改進(jìn),取一大U形管，左端塞上帶有短頸球形漏斗(或三角漏斗)的膠塞，然后從球形漏斗向U形管中加水近滿。向U形管右端的水中滴加幾滴酚酞，再將已擦去煤油的一小塊鈉投入其中，迅速塞上帶有止水夾、尖嘴玻璃管的膠塞，反應(yīng)裝置如5圖所示。此時(shí)可觀察到鈉

5、與水反應(yīng)的一些現(xiàn)象。待反應(yīng)完畢后，用一小試管罩在尖嘴玻璃管上，打開止水夾收集生成的氣體，再用點(diǎn)燃方法檢驗(yàn)試管中的氣體。,圖5,改進(jìn),向一廣口瓶中加入約4/5容積的水，并滴加幾滴酚酞。然后將已擦去煤油的一小塊鈉投入其中，并迅速塞上帶有球形長(zhǎng)頸漏斗和尖嘴玻璃管(尖嘴玻璃管上配有止水夾)的膠塞(如圖6所示)，此時(shí)可觀察到鈉與水反應(yīng)的一些現(xiàn)象。待反應(yīng)完畢后，將1支小試管罩在尖嘴玻璃管上，打開止水夾，收集反應(yīng)生成的氣體，然后用點(diǎn)燃的方法檢驗(yàn)生成的氣體。,圖6,改進(jìn),按圖7所示組裝儀器。實(shí)驗(yàn)時(shí)打開膠塞，向玻璃管中加入約4/5容積的水，然后再滴加幾滴酚酞。將已擦去煤油的一小塊鈉投入其中，迅速塞緊膠塞?？捎^察

6、到鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象，并看到玻璃管中的水被生成的氣體擠出玻璃管外。待鈉反應(yīng)完全后，打開膠塞迅速把點(diǎn)燃的火柴移近管口，可聽到氣體的爆鳴聲。,圖7,改進(jìn),取1支大試管，向其中加入約5/6容積的 水，然后滴加幾滴酚酞，再將已擦去煤油 的一小塊鈉投入水中，立即將帶有導(dǎo)管的 膠塞塞緊(如圖8所示)可觀察到鈉與水反 應(yīng)的現(xiàn)象，將生成的氣體通入肥皂液中， 然后用火柴點(diǎn)燃肥皂泡，可聽到氣泡爆裂 的響聲，說(shuō)明生成的氣體為氫氣。,圖 8,鈉與水反應(yīng)說(shuō)課稿,鈉與水反應(yīng)說(shuō)課稿,今天，說(shuō)課的內(nèi)容是高一新課改人教版必修（一）第三章第一節(jié)金屬化學(xué)性質(zhì)的部分內(nèi)容：鈉與水反應(yīng) 下面從五個(gè)方面談一談關(guān)于鈉與水反應(yīng)的整節(jié)課的一些想法

7、：,一、教材分析,鈉與水反應(yīng)不僅是本章的一個(gè)重點(diǎn)，也是整個(gè)高中化學(xué)的重點(diǎn)之一，是歷年高考的熱點(diǎn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)階段較有趣的實(shí)驗(yàn)之一。通過(guò)此實(shí)驗(yàn)可較好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，注重實(shí)驗(yàn)的研究。學(xué)好這一點(diǎn)可以為解決現(xiàn)實(shí)生活某些實(shí)際問(wèn)題創(chuàng)造條件。,本課時(shí)的教學(xué)目標(biāo): 知識(shí)與技能： 1、掌握鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作 2、理解鈉與水反應(yīng)有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因 3、培養(yǎng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)分析，解決問(wèn)題的能力 4、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的能力 過(guò)程與方法： 通過(guò)鈉與水反應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生初步學(xué)會(huì)根據(jù)參加反應(yīng)的“元素種類”和“原子結(jié)構(gòu)”推導(dǎo)可能生成的反應(yīng)產(chǎn)物，能“舉一反三”。,情感態(tài)度與價(jià)值觀： 發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，感受化學(xué)世界的奇

8、妙，有將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)踐的意識(shí)，能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會(huì)和生活問(wèn)題做出 合理的判斷 之所以這樣確定教學(xué)目標(biāo)，一方面是根據(jù)教材和教學(xué)大綱的要求，另一方面是想在學(xué)法上給學(xué)生以指導(dǎo)，使學(xué)生的能力得到提高 本課時(shí)的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋,二、教法方面,本課時(shí)依教材特點(diǎn)，采用實(shí)驗(yàn)演示及問(wèn)題討論式教學(xué)。具體解決重、難點(diǎn)的方法如下： 1、由于上節(jié)課已學(xué)習(xí)了鈉的有關(guān)性質(zhì)，知道鈉是一種活潑的金屬。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況及培養(yǎng)目標(biāo)。我將這部分知識(shí)的學(xué)習(xí)采用探究式教學(xué)，由生動(dòng)形象的故事引出新的內(nèi)容，新的實(shí)驗(yàn)，再通過(guò)討論由表及里地揭示反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，推導(dǎo)出反應(yīng)的產(chǎn)物，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固氧化還原反應(yīng)的

9、含義。,2、課堂上要有計(jì)劃地留出充分時(shí)間給學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：在此過(guò)程中注意培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)來(lái)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。讓學(xué)生親身體驗(yàn)到鈉與水的反應(yīng)，從而進(jìn)一步鞏固知識(shí)提高能力。既強(qiáng)化了重點(diǎn)又突破了難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。,三、學(xué)法方面,（1）在本節(jié)教學(xué)中我著重突出了教法對(duì)學(xué)法的引導(dǎo)。在教學(xué)雙邊活動(dòng)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)為指路燈來(lái)探尋新知識(shí)，層層深入掌握新知識(shí)。目的在于使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性，使他們注重自己對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察，分析，設(shè)計(jì)及動(dòng)手操作能力的培養(yǎng)。,（2）通過(guò)授課過(guò)程中一系列發(fā)散性的設(shè)問(wèn)，使學(xué)生明確理論對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)作用。在學(xué)習(xí)過(guò)程中體會(huì)到學(xué)好理論重在要去分析問(wèn)題，解決問(wèn)題，才能將知識(shí)

10、真正靈活地融入腦海之中。,四、教學(xué)程序,1、談?wù)剬?shí)驗(yàn)的導(dǎo)入： 通過(guò)講故事來(lái)吸引學(xué)生的注意。故事是這樣的：一位巫婆說(shuō)她會(huì)捉鬼。她往裝有半碗水的碗里滴了幾滴她所謂的仙水，再把她所謂的吸血丹放到碗里。只見(jiàn)那吸血丹立刻在水面上亂竄，那巫婆美飛色舞地說(shuō)：看！我那吸血丹在動(dòng)，說(shuō)明這周圍有鬼，它正在吸鬼魂；聽！那“嘶嘶”的聲響，正是鬼臨死前的呻吟；再看！水變紅了，那是鬼被我的吸血丹吸收后，化作了血水相信鬼神的人聽了后肯定會(huì)信以為真，但稍有知識(shí)的人都知道世上并沒(méi)有鬼，但巫婆那所謂的吸血丹和仙水究竟是什么呢？這樣學(xué)生的注意力就會(huì)聚中這一節(jié)課上，想知道個(gè)為什么。,2、鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)演示 做此實(shí)驗(yàn)應(yīng)讓學(xué)生帶著問(wèn)題

11、去觀察。提示學(xué)生要注意鈉與溶液的變化、有沒(méi)有氣體產(chǎn)生、反應(yīng)是否放出熱量、是否有聲響。為了使實(shí)驗(yàn)更為直觀，我將水槽放在幻燈機(jī)上，直接投影到屏幕上，這樣整個(gè)實(shí)驗(yàn)都看的一清二楚。 觀察內(nèi)容: (1)鈉的位置 (2)鈉的形狀變化 (3)鈉塊的運(yùn)動(dòng)情況 (4)有沒(méi)有聲音 此實(shí)驗(yàn)較難觀察就是聲音及熱量的判斷，針對(duì)此情況應(yīng)叫前幾排的同學(xué)要特別注意這兩方面。,實(shí)驗(yàn)完畢后應(yīng)組織學(xué)生討論：為什么會(huì)發(fā)生此現(xiàn)象？并能否根據(jù)反應(yīng)物質(zhì)的元素組成和觀察到的現(xiàn)象，推理反應(yīng)的可能的產(chǎn)物，寫出化學(xué)方程式。（可結(jié)合氧化還原反應(yīng)的電子得失，推出該氣體是氫氣，可做氫氣驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)）。 從元素守恒角度考慮,共有Na,H和O三種元素, 鈉發(fā)

12、生變化,假設(shè)轉(zhuǎn)變成我們初中已經(jīng)學(xué)過(guò)的 NaOH,那么反應(yīng)生成的氣體可能是O2或者H2.運(yùn)用我們前段時(shí)間掌握的氧化還原反應(yīng)的知識(shí),分析我們的推測(cè)是否正確,2Na + 2H2O NaOH +,O2 H2,化合價(jià)升高,失去電子,被氧化,化合價(jià)升高,失去電子,被氧化,不符合氧化還原規(guī)律,不合理,合理,化合價(jià)降低,得到電子,被還原,在此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生可能會(huì)提出：鈉的密度不是比水小嗎？為什么在放下的前一段時(shí)間是稍下沉的，只有等到鈉變成了銀白色的小球后才浮在水面上呢？ 首先對(duì)這細(xì)心觀察的學(xué)生應(yīng)加以表?yè)P(yáng)。之所以會(huì)這樣是鈉的表面含有一層鈉的氧化物如氧化鈉，而氧化鈉的密度比水大，所以放下的前一段時(shí)間是稍下沉的，只

13、有等到鈉變成了銀白色的小球后才浮在水面上。 思考題:過(guò)量的鈉與少量鹽酸反應(yīng)，可生成哪些產(chǎn)物？為什么？ 提示：鈉與氯化氫反應(yīng)生成氯化鈉和氫氣，過(guò)量的鈉又與水反應(yīng)生成氫氧化鈉與氫氣，所以產(chǎn)物有氫氧化鈉、氫氣與氯化鈉三種,3、實(shí)驗(yàn)探究 鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)中能否置換出銅？ 很多學(xué)生會(huì)回答可以，因?yàn)楝F(xiàn)有的知識(shí)告訴他們：在金屬活動(dòng)順序中前面的金屬可以置換出后面的金屬。那么事實(shí)是不是如此呢？可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)給學(xué)生以驗(yàn)證。結(jié)果是并無(wú)紅色的銅析出，反而有藍(lán)色沉淀生成。為什么呢？然后叫學(xué)生進(jìn)行討論：能否根據(jù)反應(yīng)物質(zhì)的元素組成和觀察到的現(xiàn)象，推理反應(yīng)的可能的產(chǎn)物，寫出化學(xué)方程式。說(shuō)明為什么有這些產(chǎn)物？ 提示：鈉首先與水

14、反應(yīng)，生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅和硫酸鈉，沒(méi)有銅的析出。說(shuō)明鈉與硫酸銅在水中不發(fā)生置換反應(yīng)。反應(yīng)的化學(xué)方程式： CuSO4 + 2H2O + Na = Cu(OH)2 + Na2SO4 + H2,（4）情感教育：告知學(xué)生要有將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)踐的意識(shí)，能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會(huì)和生活問(wèn)題做出合理的判斷；而不能像故事中的巫婆一樣去騙錢害人。,五、扳書設(shè)計(jì),鈉與水反應(yīng) 一、鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象（解釋）： 現(xiàn)象原因 浮在水面密度比水小 熔成小球反應(yīng)放熱，鈉的熔點(diǎn)低 “嘶嘶”作響反應(yīng)迅速，且有氣體生成 各方游動(dòng)氣體推力各方向大小不同所致 溶液變紅生成NaOH 反應(yīng)的化學(xué)方程

15、式： 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 二、鈉與硫酸銅溶液反應(yīng) CuSO4 + 2H2O + Na = Cu(OH)2 + Na2SO4 + H2 三、作業(yè)：P44第1、2題,鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象探究,2008-10,最近，我們做了鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，金屬鈉與水反應(yīng)劇烈，反應(yīng)釋放出氫氣并同時(shí)生成氫氧化鈉。反應(yīng)產(chǎn)生的熱，使金屬鈉熔化，還使它在水面上著火燃燒。但在歸納過(guò)程中，我們產(chǎn)生了很多疑問(wèn)。 例如： 鈉粒在反應(yīng)中為何呈球狀呢? 為什么鈉球會(huì)在水面上游動(dòng)? 在考察燃燒現(xiàn)象時(shí)還發(fā)生了爭(zhēng)論：反應(yīng)時(shí)發(fā)生的燃燒，是鈉在著火燃燒，還是氫氣在燃燒?抑或是兩者同時(shí)在燃燒?是鈉先燃燒，還

16、是氫先燃燒，抑或有其他什么可能性?為什么在燃燒的同時(shí)常有叭叭作響的斷續(xù)爆炸聲? 鈉與水反應(yīng)的過(guò)程中總有些煙霧狀的白色物。有人問(wèn)這白色物究竟是煙，還是霧，或是既有煙，又有霧等等。,1鈉粒在反應(yīng)中為何呈球狀呢?,鈉的密度比水小，且熔點(diǎn)也僅為97.81。鈉在與水的反應(yīng)中表現(xiàn)出極高的化學(xué)活性，與水反應(yīng)時(shí)放出的熱足以使它熔化。由于熔化的金屬鈉具有很大的表面張力，這就是鈉球形成的原因。,2為什么鈉球會(huì)在水面上游動(dòng)?,我們查閱資料，當(dāng)中有兩種意見(jiàn)，第一種意見(jiàn)認(rèn)為，鈉與水接觸產(chǎn)生的氫氣泡外逸時(shí)驅(qū)動(dòng)著鈉球游動(dòng)。第二種認(rèn)為，是因?yàn)镹a與水反應(yīng)生成的NaOH溶液有較大的表面張力，驅(qū)使鈉球朝表面張力較小的水(或更稀的

17、NaOH溶液)方向移動(dòng)所致。 我們比較贊成第一種解釋觀點(diǎn)，不太贊成第二種見(jiàn)解，原因有兩點(diǎn)：第一，濃度大的NaOH溶液的表面張力是要比水(或更稀的NaOH溶液)的表面張力要大，但不是很大。當(dāng)我們投入一粒綠豆大小的金屬鈉于盛水的燒杯中，那種因?yàn)闈舛炔钜鸬谋砻鎻埩Σ铗?qū)使鈉球運(yùn)動(dòng)的解釋，未免太牽強(qiáng)了。第二，表面張力的大小，不僅與溶液的濃度有關(guān)，也跟溫度有關(guān)。,水的表面張力與溫度的數(shù)據(jù),可見(jiàn)，溫度對(duì)于液體(這里是水)表面張力的影響是不可低估 的，更何況反應(yīng)是在足以使金屬鈉熔化的溫度下進(jìn)行的，水 表面張力當(dāng)然是明顯減小。由于第一、第二兩種表面張力恰 好相反，設(shè)想當(dāng)兩種力達(dá)到平衡時(shí)就沒(méi)有太大的“余力”來(lái)驅(qū)

18、 使球在液面游動(dòng)了。,3燃燒現(xiàn)象與爆炸過(guò)程分析,漂浮在水面上的鈉，在與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的同時(shí)，盡管沒(méi)有燃燒，那裸露在空氣中的那部分鈉，無(wú)疑會(huì)有較多的Na2O和少量Na2O2生成，并立即跟水反應(yīng)生成NaOH。 最初2Na+2H2O=2NaOH+H2+Q1 Na溶化后 4Na+O2=2Na2O+Q2 (燃燒前) 2Na2O+O2=2Na2O2(少量)+Q3 Na2O+H2O=2NaOH+Q4 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2+Q5 以上均系放熱反應(yīng)。但是由于H2的自燃點(diǎn)高達(dá)585，所以首先著火的不是H2，而是Na。,2Na+O2燃燒Na2O2 在繼Na著火之后，立刻就是H2被鈉焰點(diǎn)著，呈現(xiàn)N

19、a、H2同時(shí)在空氣中燃燒的情況。 2H2+O2(空）燃燒2H2O 與此同時(shí)，Na燃燒生成較多的Na2O2與水反應(yīng)生成O2： 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 當(dāng)反應(yīng)生成的O2與H2在它的爆炸極限以內(nèi)就形成爆炸性混合氣體，在鈉球附近產(chǎn)生斷續(xù)的叭叭爆炸聲。 可見(jiàn)，鈉與水反應(yīng)的燃燒現(xiàn)象，不僅有鈉在燃燒，也有氫氣在燃燒，而且是鈉球先著火再引燃?xì)錃?；鈉與水反應(yīng)的斷續(xù)爆炸現(xiàn)象，則主要是Na2O2與水反應(yīng)生成的氧氣與鈉跟水反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣混合后被點(diǎn)火引起的。,我們注意到，這種燃燒和爆炸，總是受鈉球上方空氣中O2的量所制約的。當(dāng)鈉球上方的空氣被氫氣趕走到極稀少時(shí)，這種燃燒將難于進(jìn)行，爆炸更是無(wú)從發(fā)生。由于許多實(shí)驗(yàn)者總是習(xí)慣在燒杯內(nèi)做鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，因此，水面上方的空氣被反應(yīng)生成的氫氣(或水蒸氣)趕走的量總是很有限的，所以鈉與水反應(yīng)的燃燒和爆炸現(xiàn)象是必然的。如果創(chuàng)造一個(gè)無(wú)氧環(huán)境，讓鈉在惰性氣體或其他還原性氣體中只與水反應(yīng)，這種燃燒與爆炸就無(wú)從發(fā)生了。下面兩個(gè)鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，就是為達(dá)到這一目的而設(shè)計(jì)的。,實(shí)驗(yàn)一：取一只集氣瓶，用排水法收集約三分之二體積的N2，余下的水留作跟鈉反應(yīng)。在這種惰性環(huán)境中，鈉只跟水反應(yīng)。投入水中的金屬