钠与水反应实验中三种现象：改进设计化学金属实验

钠与水反应实验中三种现象

1钠在水面上游动

众所周知，钠的密度比水小，因而浮在水面上。且钠与水反应是一放热反应，放出的热量足以使钠熔化，在表面张力的作用下，液态的钠收缩成小球。那么这个浮在水面上的液态小球为什么会运动呢？一般参考书上都认为这是因为钠与水反应产生的H₂对小球的推动而使之运动。对此，不同意。读者只要细心一想，Na与水作用产生的H2的量是极少的，这样少的H2对小球的作用力也是极有限的，怎么会使小球那样剧烈运动呢？湖北省罗田县胜利中学何斌华老师曾做过这样一个实验：把一小木块（与Na球大小相近）放在水面上，再用导管向其下引入少量气体，发现木块根本没有Na球运动剧烈。由此足见，Na球运动的主要原因并非H2的作用。那么究竟是什么原因使小球运动呢？是水表面各处表面张力的不同所致。读者都知道，任何液体表面都有其张力，且张力的大小与其液体的浓度有关。浓度越大，表面张力越大。碱NaOH溶液正是这种情况。当把Na放在水面上时，生成的NaOH溶液的浓度，在不同的地方也各不相同。浓度大的地方，表面张力大，浓度小的地方，表面张力小。由于表面各处表面张力的不同，小球被迫拉向张力小的地方（即浓度小的地方）而产生运动。这就是小球运动的根本原因。

2冒白烟(https://www.xing528.com)

Na与H2O反应时，只要读者细心观察，就会发现有少许白烟冒出。那么这种白烟究竟是什么呢？又是如何产生的呢？可以做过这样一个实验：用玻棒醮取少许酚酞试液，跟踪冒出的白烟，发现酚酞变红。这说明白烟与酚酞试液作用显碱性。据此可以认为白烟的成份有三种可能：一是NaOH微粒，二是Na₂O微粒，三是Na微粒。只要我们认真分析一下，就会明白这种白烟只可能是Na挥发到空中立即与空气中O₂作用而生成的Na₂O微粒，不可能是NaOH和Na。因为只有Na与水接触处才产生NaOH，而NaOH在水中的溶解度很大，不可能挥发出来。并且我们还可以看到Na球是闪亮的银白色，上面没有白色的Na₂O，所以这种白烟也不可能是Na球上的Na₂O挥发到空中。只可能是液态Na球表面上那些少数能量很高的原子（能量由反应热提供）克服液球表面对它的引力而挥发到空中，进入空中后，立即与空气中的O₂作用而生成白色的Na₂O微粒即白烟。

3发出吱吱的响声

Na与水反应时，我们会听到一种吱吱的响声。这是什么原因呢？有的参考书上认为：这是H₂自水中逸出时，气泡破裂的声音。气体自液体中逸出破裂时，确实可以产生响声。读者可以做这样一个实验：用导管向水中吹一口气，气体从水中逸出气泡破裂时，我们会听到一种响声。但只要读者细心辩别一下，这种响声与Na和水作用时产生的响声是截然不同的。这说明Na与H2O作用时产生的响声并非是H2自水中逸出时产生的。那么是什么原因造成的呢？笔者认为是反应产生的H2与空气中的氧气发生化合反应产生爆炸时产生的。H2与O₂反应需要一定的温度，这个温度由反应热提供。