钠与水反应实验现象探究

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1、钠与水反应实验现象探究最近，我们做了钠与水反应的实验。在实验过程中，金属钠与水反应剧烈，反应释放出氢气并同时生成氢氧化钠。反应产生的热，使金属钠熔化，还使它在水面上着火燃烧。但在归纳过程中，我们产生了很多疑问，例如：钠粒在反应中为何呈球状呢？为什么钠球会在水面上游动？在考察燃烧现象时还发生了争论：反应时发生的燃烧，是钠在着火燃烧，还是氢气在燃烧？抑或是两者同时在燃烧？是钠先燃烧，还是氢先燃烧，抑或有其他什么可能性？为什么在燃烧的同时常有叭叭作响的断续爆炸声?钠与水反应的过程中总有些烟雾状的白色物。有人问这白色物究竟是烟，还是雾，或是既有烟，又有雾等等。在同学们的讨论问题

2、的过程中，由于没有完全一致的答案，甚至有较多的分歧。所以我们最终决定对此展开探究性活动。1.钠粒在反应中为何呈球状呢？钠的密度比水小，且熔点也仅为°C。钠在与水的反应中表现出极高的化学活性，与水反应时放出的热足以使它熔化。由于熔化的金属钠具有很大的表面张力，这就是钠球形成的原因。2•为什么钠球会在水面上游动？我们査阅以往的资料，当中有两种意见，第一种意见认为，钠与水接触产生的氢气泡外逸时驱动着钠球游动。第二种认为是因为na与水反应生成的naoh溶液有较大的表面张力，驱使钠球朝表面张力较小的水（或更稀的naoh溶液）方向移动所致。我们比较赞成第一种解释观点，不太赞成第二种

3、见解，原因有两点：第一，浓度大的naoh溶液的表面张力是要比水（或更稀的naoh溶液）的表面张力要大，但不是很大。当我们投入一粒绿豆大小的金属钠于盛水的烧杯中，那种因为浓度差引起的表面张力差驱使钠球运动的解释，未免太牵强了。第二，表面张力的大小，不仅与溶液的浓度有关，也跟温度有关。由化学手册上可查得水的表面张力与温度的数据如下：温度（°C）-8-50151825506080100表面张力系数［牛/米（8tines;10-3）］可见，温度对于液体（这里是水）表面张力的影响是不可低估的，更何况反应是在足以使金属钠熔化的温度下进行的，水表面张力当然是明显减小。由于第一、第二两

4、种表面张力恰好相反，设想当两种力达到平衡时就没有太大的&dquo;余力Srdquo;来驱使球在液面游动吧我们比较赞成第一种见解，因此我们做了以下两个实验来作证：实验一：将饱和食盐水（增大密度）与1:1的盐酸等体积相混合后注入500nh烧杯中（2/3体积），然后放进—个鸡蛋。鸡蛋在这样的液体中是浮的，反应生成的co2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，乒乓球在液面上漂游情况与钠在水面上游动情况，似乎一模一样。3.燃烧现象与爆炸过程分析如前所述，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，那裸露在空气中的那部分

5、钠，无疑会有较多的na2o和少量na2o2生成，并立即跟水反应生成naol%最初2na+2h2o=2naoh+h28darr;+q1na溶化后4na+o2=2na2o+q2（燃烧前）2na2o+o2=2na2o2（少量）+q3na2o+h2o=2naoh+q42na2o2+2h2o=4naoh+o28Liarr;+q5以上均系放热反应。但是由于h2的自燃点高达585°C,所以首先着火的不是h2,而是na:2na+o2燃烧na2o2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+o2（空》然烧2h2o与此同时阳燃烧生成较多的na2o

6、2与水反应生成o2:2na2o2+2h2o=4naoh+o28uarr;当反应生成的02与h2在它的爆炸极限以内就形成爆炸性混合气体，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na2o2与水反应生成的氧气与钠跟水反应产生的氢气混合后被点火引起的。我们注意到，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，这种燃烧将难于进行，爆炸更是无从发生。由于许多实验者总是习惯在烧杯内做钠与水反应的实验，因此，水面上方的空气被反应

7、生成的氢气（或水蒸气）赶走的量总是很有限的，所以钠与水反应的燃烧和爆炸现象是必然的。如果创造一个无氧环境，