对无水乙醇与金属钠反应实验的质疑及改进_刘兵

学知报/2010年/12月/27日/第B01版
对无水乙醇与金属钠反应实验的质疑及改进
江苏省淮安中学刘兵
摘要：以人教版必修2教材实验《金属钠与无水乙醇的反应》为素材，探讨了实验设计的原理和目的，并就实验设计存在的疏漏提出自己的一些看法，并提出改进的实验方案。

关键词：金属钠；无水乙醇；验证；氢气
化学实验教学能很好地培养学生的创新精神和创新能力。

一个设计科学、易于操作的实验对于提高学生学习化学的兴趣、把深奥抽象的知识形象化使学生易于接受都是大有裨益的。

尤其是探究性的实验，不仅能培养学生进取创新精神，而且能让学生学会实验的方法和技能，体验实验成功的喜悦，更能启发学生的思维创新的精神和能力。

但是，若实验设计本身存在疏漏尤其是权威教材上的实验，若老师操控不当，会带来一些负面效应。

但同时我认为这也是一个难得的和学生互动进行实验改进和再设计的难得机会。

人教版必修2第三章第三节《生活中两种常见的有机物》之乙醇，在新授课讲到这部分内容时，为了探讨乙醇分子的结构且验证乙醇能与活泼金属反应的性质，授课者往往要演示“无水乙醇和金属钠反应”的实验。

教材P73实验3-2给出了该实验的操作过程：在盛有少量无水乙醇的试管中，加入一小块新切的、用滤纸擦干表面煤油的金属钠，在试管口迅速塞上配有医用注射头的单孔塞，用小试管倒扣在针头之上，收集并验纯气体；然后点燃，并把一干燥的小烧杯罩在火焰上，片刻在烧杯壁上出现液滴后，迅速倒转烧杯，向烧杯中加入少量澄清的石灰水，观察实验现象，比较前面做过的水与钠反应的实验，并完成下表。

客观地说，该实验设计简单，易于操作，实验现象也十分明显，对于学生直观地理解和接受乙醇的结构和性质有很大的帮助。

但是，冷静地分析上述实验，我们不难发现实验方案中有几处值得商榷的地方。

如新切的金属钠没有用小刀刮去表面的氧化钠、倒扣在火焰上方的干燥烧杯内壁并不一定出现液滴以及没有强调该实验的安全，这些都一定程度地影响实验的效果和说服力。

其中更为严重的是，我认为对于气体产物的验证存在很大的疏漏，大家都知道金属钠和无水乙醇反应虽然不如与水反应那么剧烈，使金属钠熔化成钠球，但是金属钠与无水乙醇反应也是大量放热的，实验过程中触摸试管外壁会明显感觉到试管是发烫的，而反应物之一的无水乙醇是易挥发的，这样会导致无水乙醇的大量挥发，和反应产生的氢气一起逸出。

我们再回头看一下实验方案中是如何检验和验证气体产物的：用小试管倒扣在针头之上，收集并验纯气体；然后点燃，并把一干燥的小烧杯罩在火焰上，片刻在烧杯壁上出现液滴后，迅速倒转烧杯，向烧杯中加入少量澄清的石灰水，观察实验现象。

很显然，点燃的气体是氢气和挥发出来的乙醇蒸汽，所以罩在火焰上方的烧杯内壁出现液滴，不完全是氢气燃烧的产物；迅速倒转烧杯，向烧杯中加少量澄清的石灰水，烧杯内会出现浑浊现象等。

这就给实验的严密性带来了很大的挑战，设计该实验的目的是为了说明金属钠与无水乙醇反应生成氢气，并试图通过这种方式来检验并确认气体产物的确为氢气。

但由于实验设计的疏漏导致该实验的目的不能达到，而且导致老师在教学过程中面临一些善于思考的学生的质疑，这样就降低了权威教材在学生中的威信。

笔者对该实验经过多次实践操作，觉得若对该实验作简单的改进就可以很好地弥补上述疏漏。

其实解决该问题的关键就在于如何将混在氢气中的乙醇蒸汽除去而排除对实验的干扰？我们可以利用乙醇的沸点较氢气高的多，而且也远高于常温的性质来除去氢气中的乙醇蒸汽。

笔者认为只要将塞在试管上的单孔塞上所配的医用注射头改为较长的尖嘴玻璃导管即可，原因很简单，此时较长的尖嘴玻璃导管可以兼起冷凝管的作用，可以有效地将乙醇蒸汽冷却并回流到试管中，从而使逸出的气体基本上全部为反应产生的氢气。

笔者认为将实验方案作如下设计：在盛有少量
无水乙醇的试管中，加入一小块新切的、用滤纸擦干表面煤油的金属钠并用小刀刮去表面的氧化钠，在试管口迅速塞上配有长尖嘴玻璃导管的单孔塞，用小试管倒扣在长尖嘴玻璃导管之上，收集并验纯气体；然后点燃，并把一干燥的小烧杯罩在火焰上，片刻在烧杯壁上出现大量水雾后，迅速倒转烧杯，向烧杯中加入少量澄清的石灰水，观察实验现象，分析并得出有关结论。

以上是笔者在教学实践中，结合学生提出的质疑，大胆地提出了自己的一些看法并通过实践而对实验方案作了一些改进，从实验效果来看，应该是成功的。