江苏省昆山震川高级中学(215300) 沈玉红

1 问题的提出

钠与氧气在加热条件下反应生成过氧化钠，此实验的成功与否，将影响学生对化学反应的深入理解。苏教版教材中对本实验的设计为：“将一小块金属钠放在石棉网上加热，观察现象。”按此方式进行的实验，通常只能看到石棉网中间一滩黑色的液体，液体周围有一点白色或不明显的淡黄色物质出现，很难观察到明显的淡黄色固体过氧化钠，而且加热熔化所需时间较长。针对这些问题，近年来许多教师对此反应进行了改进。

1.1 从改变支撑物角度改进

有教师将石棉网改成蒸发皿进行加热，可观察到一段时间后钠融化成小球，继而燃烧产生黄色火焰，燃烧后蒸发皿底部会产生部分淡黄色固体。但由于蒸发皿为陶瓷材质导热慢，因而熔化所需时间较长；同时由于蒸发皿不透明，学生很难观察到燃烧的整个过程；如果钠取用量较少的话，黄色火焰也很难从蒸发皿的上口看到；另外由于钠燃烧时温度较高，燃烧后容易使蒸发皿底部产生裂痕甚至使其破碎。

在此基础上，有教师尝试用破碎的坩埚底部来进行钠的加热。由于坩埚相对表面皿来说稍薄，因此加热熔化的时间稍微短一点。破碎的坩埚可以拓宽学生的一部分视线，使学生可以看到黄色火焰，但仍很难观察到燃烧的整个过程，实验时生成淡黄色固体的成功率也不高，大部分情况会生成白色固体。

有教师在燃烧匙中进行钠的点燃，虽然实验时间明显缩短，但产物中会产生一层黑色的固体，边缘的固体稍微带黄色，无法分辨产物。

还有教师将钠放入硬质玻璃管中加热，加热一会儿钠开始燃烧，但没多久火焰就因为玻璃管中氧气含量低而熄灭，因而只能看到白色固体。为了增强实验效果，教师邀请学生辅助，在硬质玻璃管的一端用书本扇风，如图1所示。发现钠可持续燃烧，且燃烧完后产物的淡黄色较为明显，但这样操作很不方便，且学生在扇风的过程中会增加白烟的量，从而影响学生对燃烧过程的观察。

图1 硬质玻璃管中扇风点燃钠

图2 钠与新制氧气反应

1.2 改进实验中的氧气来源

有教师对此实验中的氧气来源进行改进，直接利用制取的氧气与钠反应，采用如图2所示的创新装置进行实验。

为尽量避免空气中其他气体的干扰，操作时先点燃酒精灯a，对弯头试管进行加热，当水槽中导管产生大量气泡时，用带火星的木条靠近导管口，木条复燃，则证明装置中空气几乎被排净。然后再点燃酒精灯b，通过透明玻璃管可以清楚看到整个实验过程中的现象，且产生的淡黄色固体颜色明显，5 min都不会变色。但此反应装置比较复杂，操作过程也较为繁琐，而且弯头试管需定做或通过加热试管来弯曲制作，对于实验条件有限的学校来说，不利于推广使用。

以上的改进方式都不能同时兼顾反应时间短、过程易于观察、现象明显、产物颜色保持时间长等问题。笔者经过不断尝试与对比，发现了一个更为便捷的实验方法：用铝箔来做钠的承载物，在空气中加热至钠熔化，在钠燃烧后立即撤去酒精灯，可以清楚地看到钠燃烧过程中淡黄色固体生成的整个过程。此实验装置操作简便，实验效果明显，淡黄色产物30 min后仍清晰可见。

2 实验器材与药品

10 cm×10 cm的铝箔、三脚架、酒精灯、镊子、小刀、火柴、滤纸、保存于煤油中的金属钠。

3 实验装置与步骤

实验装置图如图3所示。

图3 钠放置于铝箔上加热

实验操作步骤如下：

(1)将铝箔、三脚架、酒精灯，按图3所示方式放置好；

(2)用小刀切取绿豆大小的金属钠，用滤纸吸干钠表面的煤油，放置于铝箔上；

(3)点燃酒精灯，给钠加热；

(4)约5 s后，钠熔化成闪亮的小球；

(5)在钠开始燃烧后，立刻撤去酒精灯，继续观察钠的燃烧过程；

(6)燃烧过程中可看见淡黄色固体从边缘开始往中心生成，且生成的过氧化钠，以针尖形式树立于铝箔上，颜色鲜亮且外形美观；

(7)30 min后再观察铝箔，生成的固体仍为淡黄色。

4 实验总结

本实验创新后有以下优点：

(1)实验装置所用材料均为实验室必备物品，易于推广实施；

(2)由于铝箔是平面的，便于学生观察实验过程中的所有现象；

(3)由于铝箔为金属，导热性强，使得熔化燃烧的时间大大缩短；

(4)实验效果明显，成功率高。

(5)产物淡黄色固体过氧化钠持续时间长，便于学生课后的继续观察与探究。