乙醇与钠反应实验的简易安全设计

乙醇与钠反应实验的简易安全设计

乙醇与钠反应并检验其生成的气体的实验,通常是在图1所示装置中进行。其缺点是在点燃前必须先验纯,否则有爆炸的危险。在人教版新教材《化学2(必修)》的实验设计中,用注射器的针头代替尖嘴玻璃管插入单孔塞中做该实验,火焰难以呈淡蓝色(因为未经洗涤的气体中必然含有生成物乙醇钠);从操作上考虑,由于针头很短,使收集气体并检验其纯度的操作难度较大。笔者对此实验的设计和改进如下。

1 实验器材

Ф15 mm×100 mm的小试管(或青霉素瓶)一只,Ф8 mm×150 mm的尖嘴玻璃管(或直形滴管)一根。

2 实验装置(见图2)

图1 乙醇与钠反应的原装置

图2 乙醇与钠反应的简易安全装置

仅由1只小试管与1根尖嘴玻璃管构成。

3 实验操作(见图3)

图3 实验过程图片

(1)向小试管(或青霉素瓶)中加入少量无水乙醇。再取一小块钠放入试管中,则钠块沉入试管底部,并与乙醇反应产生气泡。

(2)将尖嘴玻璃管的大头朝下插入乙醇中,并使之罩住钠块。则钠块在玻璃管内与乙醇继续反应,产生的气体从玻璃管上口排出。

(3)不用验纯(尖嘴管内的少量空气可很快被生成的氢气排出),直接在尖嘴玻璃管的上口点燃气体,可燃烧,现象明显。此时可用干燥洁净的小烧杯罩在火焰上方,结合使用澄清石灰水,以检验燃烧产物为水,从而确定生成的气体是氢气。

(4)由于尖嘴管内的溶液中乙醇钠的浓度比外部的高得多,至使尖嘴管内出现

白色絮状沉淀(或白色蜡状固体),这种白色物质是乙醇钠。如果将反应器放入冷水中冷却,则更有利于沉淀的形成。参看图3-4。

乙醇钠固体包围钠块会使反应变慢或停止。遇此情况时只须将尖嘴玻璃管稍稍提高一点并轻轻振

动,让其中的固体及溶液全部掉下,与试管中的大量稀溶液相混合,则钠块周围的白色蜡状固体或白色浑浊物在大量稀溶液中溶解消失,反应又变得很快,直到完毕。

倘若看不到上述乙醇钠白色固体,其原因可能是:(1)钠块过小或乙醇用量过大;(2)反应导致溶液温度过高,而乙醇钠的浓度有限,此时可将反应器放入冷水中冷却。

4 装置改进的意义

(1)装置所需器材仅为小试管和尖嘴玻璃管,2者均为实验室最常见的器材,组成的装置又不用检查其气密性,十分简易;

(2)当钠与乙醇在尖嘴管下部反应时,尖嘴管上部的空气能很快被生成的气体排净,因此不用验纯便可直接点燃生成的气体,十分安全;

(3)本装置也属于微型实验装置,可以节约药品,但其操作和观察却与常规实验一样方便,因此既适合于教师演示,又有利于学生课内外开展实验。

(4)由于不用检查装置的气密性,不用验纯就可直接点燃生成的气体,甚至不用取出溶液滴到玻璃片上就可以直接看到有乙醇钠固体生成,这大大简化了实验的操作过程,可节约课堂时间。