用探究式教学的方法讲解钠与水的反应实验

用探究式教学的方法讲解钠与水的反应实验

一、设疑激趣

教师演示“钠与水反应”实验，学生通过观察实验现象发现问题，教师则从几个方面引导学生探究

问题：(1)是什么原因使钠熔化为小球?(2)是什么力量驱使钠球在水面上着火燃烧?(3)是钠着火燃烧，还是氢气燃烧，或者两者同时燃烧?是钠先燃烧，还是氢气先燃烧，或有其他什么可能性?为什么燃烧同时常伴有叭叭作响的断续爆炸声?

二、质疑探究

在强烈求知欲的驱动下，学生带着问题自学探讨，边读边议边思考，教师应在激起学生探究欲望的同时，鼓励学生在自主探究的基础上勇于质疑，敢于“标新立异”提出问题，例如，燃烧与爆炸是何原因，能否设计实验使其消除?进一步激化其思维，激活学生的创新灵感。

三、辨疑解难

针对学生在探究中提出的疑难，教师可根据教学内容指导学生设计一些探索性实验，引导学生动手动脑，在实践中探究。

1、钠球是怎样形成的?

钠的密度比水小，熔点也仅为97．81~C。钠在水中表现出极其高的化学活性，与水反应时放出的热足以使它熔化。熔化的金属钠有很大的表面张力，这就是钠球形成的原因。

2、是什么力量驱使钠球在水面上游动?

钠与水接触产生的氢气泡外逸时，驱使钠球游动，教学中可引导学生

动手设计两个实验来佐证：

实验一：将饱和食盐水与1：1的盐酸等体积相混合后，注入500ml 烧杯(2／3体积)，然后放人一个鸡蛋，鸡蛋在这样的液体中是浮在水面上的，蛋壳表面的CaCO3，与盐酸反应生成的C02驱动着鸡蛋缓缓游动。

实验二：用纱布把5—10颗锌粒固定在一只乒乓球表面，投入稀盐酸中，锌与盐酸反应后生成Hz驱动乒乓球在液面上游动的情况与钠在水面上游动的情况一样。

所以，反应过程中产生的气体是驱使钠球游动的直接原因。

3、燃烧现象与爆炸过程分析

在学生分析问题过程中，教师应启发学生从燃烧因素和爆炸因素的角度来思考，燃烧要具有足够的热量以达到物质的燃点，因此考虑实验中涉及的所有反应的能量变化，爆炸又是反应中产生的哪些气体引起的?事实上，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，但裸露在空气中的那部分钠，无疑会有较多的Na20和少量Na202生成，并立即与水反应生成NaOH。

最初 2Na+2H20=2NaOH+H2↑+Ql

Na熔化后，4Na+02=2Na20 +Q2

2Na20+02=2Na202(少量)+Q3

Na20+ H20=2 NaOH+Q4

2Na202+2H20=4NaOH+02↑+Q5

以上均是放热反应，鉴于H2的燃点度达585。C，因此首先着火的不是

H2而是Na，

2Na+O2→Na202．

在继Na着火之后，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+02(空气)→2H20，与此同时，Na燃烧生成较多的Na202，与水反应生成02，

2Na202+2H20→ 4NaOH+02↑。

当反应产生的02与H2在它的爆炸极限以内时就形成爆炸性混合气体，并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Na202与水反应生成02跟钠与水反应产生的H2混合后被点火引起的。其实，这种燃烧和爆炸，总是受钠球上方空气中02的量所制约的。当钠球上方的空气被氢气赶走到极稀少时，这种燃烧将难以进行，爆炸更是无从发生。如果创造一个无氧环境，让钠在惰性气氛或其他还原气氛中，只与水反应，这种燃烧与爆炸就无从发生了。

四、生疑发展

最后让学生将学到的知识应用到实际之中去解决新的问题，鼓励学生创新，使他们的知识得到迁移发展。了解钠与水反应中燃烧和爆炸现象的本质后，只要创造无氧环境，就能避免燃烧与爆炸，让学生利用这一点动手设计实验来避免燃烧与爆炸现象的发生，激励学生在延续探究中创新。可指导学生做如下实验：

实验一：取一个集气瓶，用排水法收集约2／3体积的N2，余下的水留作跟钠反应，在这种惰性气氛下，投入水中的金属钠哪怕大如蚕豆，也只见钠与水激烈反应，被熔化成钠球在水面游动，未发现有燃烧和爆炸的现象。

实验二：在盛满水的U形管的左边管口，投人一颗黄豆大小的金属钠，并迅速用橡皮塞紧塞管口，这时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人烧杯，此时，产生的H2处于无02环境中未发现燃烧及爆炸现象。