钠及其重要化合物的研究.doc

实验 钠及其重要化合物的研究
一、实验目的
1、掌握钠及其化合物的性质实验的操作技能及实验的准备；
2、掌握过滤装置的准备及操作技能；

二、仪器药品及材料
注射器、矿泉水瓶、酒精灯、应只是管、蒸发皿、小烧杯、胶头滴管、漏斗、木条
钠、过氧化钠、碳酸钠、铝箔、碘、浓氨水

三、实验原理
钠镜：电解熔融 亚硝酸钠生成Na和NO2
Na+ + e = Na
NO2- - e = NO2
钠与水反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
过氧化钠与水反应：2Na2O2+ 2H2O= 4NaOH +O2↑+热量
过氧化钠与二氧化碳反应：2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+O2↑+热量
“地雷阵”实验：5NH3+3I=NI3·NH3+3NH4I 2NI3·NH3=3I2+N2+2NH3(爆炸)

四、实验内容
1、钠镜的制作
在一个灯泡内电解熔融亚硝酸钠生成Na和NO2，在灯泡内壁形成镜面
2、钠与水的反应
1）、铝箔法

步骤：a 用小刀切一块小绿豆大小的钠用铝箔包住；
b 用针在铝箔上扎一些小孔；
c 把试管灌满水倒扣在装满水的水槽中；
d 用镊子夹住包有钠的铝箔纸放到倒扣的试管口直至气体收集完全；
e 验证气体，把装有气体的试管口倾斜向下靠近燃烧的酒精灯，有清脆的爆鸣声
注意事项：a 现象本身不是很明显，所以不能直接通过增加钠的用量来加强实验现象；
b 收集的气体要纯，避免检验时发生爆炸；
2）矿泉水瓶法

步骤：a 去取一空矿泉水瓶，加入纯净水并留一小段空隙；
b 用手挤压矿泉水瓶，出去里面空气；
c 在瓶盖上固定好一小块金属钠；
d 迅速将瓶盖盖在挤瘪的瓶上，倒置；
e 检验气体纯度，如上所诉。
注意事项：a 取钠要适量，反应生成气体体积大致一步骤a中所留空隙段体积接近，不宜太大，也不能太小；
b 收集的气体要纯，避免检验时发生爆炸；
3）注射器法

步骤：a 把注射器的活塞取出，往针筒离灌满水；
b 在活塞上固定好一小块金属钠；
c 迅速将活塞塞进针筒口，倒置；
e 水从针口溢出，溢出水的体积就是钠与水反应产生气体的体积。
注意事项：a 注射器要取下针，避免划伤；
b取钠要适量，反应生成气体体积大致一针筒体积接近；
c 收集的气体要纯，避免检验时发生爆炸。
3、钠在空气中燃烧
1）钠在石棉网上与蒸发皿上加热现象的区别
石棉网：黑色固体（很少量淡黄色固体） 蒸发皿：淡黄色固体（少量黑色固体）
2）钠在石棉网上异常现象的实验探究
假设一：钠与石棉网反应生成黑色固体
第一组：用滤纸吸附了煤油后的钠在空气中石棉网上燃烧（大量黑色固体，很少量淡黄色固体）
第二组：用滤纸吸附了煤油后的钠在空气中蒸发皿上燃烧（大量淡黄色固体，少量黑色固体）
记录现象并分析结果
假设二：钠与空气中的CO2反应生成黑色固体
第一组：用滤纸吸附了煤油后的钠在空气中的蒸发皿上燃烧（淡黄色固体，少量黑色固体）
第二组：用滤纸吸附了煤油后的钠在CO2条件下的蒸发皿上燃烧（大量黑色和白色固体，没有淡黄色固体）
记录现象并分析结果
假设三：钠与其表面的煤油反应生成黑色固体
第一组：用滤纸吸附了煤油后的钠在空气中的蒸发皿上燃烧（大量淡黄色固体，少量黑色固体）
第二组：不用滤纸吸附钠表面的煤油，直接把钠放在在空气中的蒸发皿上燃烧（大量黑色固体，很少量淡黄色固体）
记录现象并分析结果
得出结论：产生异常现象的原因
4、滴水生烟
原理：2Na2O2+ 2H2O= 4NaOH +O2↑+热量
Na2O2与H2O反应生成氧气并伴有大量的热量放出，热量使水蒸发，形成水蒸气烟雾。
步骤：取适量过氧化钠粉末置于石棉网上，用胶头滴管滴2~3滴水于过氧化钠上，观察现象。
注意事项：水不宜太多，太多会降低温度，使烟雾现象不明显。
5、CO2与H2O是棉花着火
原理：2Na2O2+ 2H2O= 4NaOH +O2↑+热量
Na2O2与H2O反应生成氧气并伴有大量的热量放出，使棉花达到着火点，即“燃烧三要素”，从而使棉花燃烧
步骤：用棉花包适量过氧化钠粉末置于石棉网上，用胶头滴管滴2~3滴水于棉花上，观察现象（棉花燃烧）
原理：2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+O2↑+热量
Na2O2与CO2反应生成氧气并伴有大量的热量放出，使棉花达到着火点，即“燃烧三要素”，从而使棉花燃烧
步骤：用棉花包适量过氧化钠粉末置于石棉网上，用书或作业本卷一个纸筒，对着棉花吹气，观察现象（棉花燃烧）。
注意事项：滴加水时不能太多，防止棉花太湿而不能燃烧；
做实验时应与棉花保持一定距离，避免烧伤；
6、趣味实验—地雷阵
原理：5NH3+3I=NI3·NH3+3NH4I 2NI3·NH3=3I2+N2+2NH3(爆炸)
干燥的NI3·NH3在受振伙轻微的触碰时极易发生爆炸，放出的热量使单质碘变成紫色的碘蒸汽
步骤：a 取单质碘3g左右置于烧杯中；
b 加浓氨水40mL左右，木棒搅拌；
c 反应一段时间后，将上层悬浊液沿倾入漏斗过滤，烧杯中未反应的碘继续与滤液反应，重复多次；
d 把滤纸取出，平铺在木板上晾干；
e 用木条将湿润的滤渣泼撒到水泥地上，待滤渣晾干后，“地雷”就做好了，叫踩在上面就会发出清脆的爆炸声；
注意事项：把滤渣泼撒到地上时一定要是湿润的，如是干燥的，在泼撒过程中会有摩擦，极易使NI3·NH3在泼撒过程中或空气中就发生爆炸，具有很高的安全隐患

五、问题与讨论
1、钠在石棉网上燃烧产生异常现象的原因是什么？
解：钠表面的煤油不完全燃烧形成碳
石棉网在燃烧过程中生成碳单质和铁的化合物。
2、做好滴水生烟的关键是什么？
解：水和Na2O2的配比，水太多反应释放的热量不足以使太多的水升温蒸发形成水蒸气，水太少反应不全面释放的热量少也不足以使水升温蒸发形成水蒸气。

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