经典实验:钠与水的爆炸反应
实验原理
钠是最活泼的金属之一,常温下与水就会剧烈反应:
2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑
特点:
- 剧烈放热(足够让钠熔化成小球、让氢气爆燃)
- 生成氢气(如果聚集在封闭空间会爆炸)
- 溶液呈强碱性(可以用酚酞验证)
准备器材
- 250 mL 烧杯
- 水(液体类)
- 金属钠 Na(固体类)
- 酚酞指示剂(验证碱性)
- 温度计(可选,看温度飙升)
实验步骤
步骤 1:准备烧杯
- 拖一个 250 mL 烧杯到实验区
- 从试剂库加 水(约 100 g)
步骤 2:加入钠
注意量——先加少量钠(约 1-2 g),观察反应剧烈程度:
- 从试剂库的固体分类找到 Na 钠
- 拖到烧杯上方,长按添加
- 建议先从 1 g 开始
步骤 3:观察现象
加入钠后立刻:
- 钠熔化成银白色小球(熔点 97.7°C,反应放热足以熔化)
- 钠球在水面上快速游动(生成的氢气推动)
- 发出嘶嘶声
- 溶液温度迅速上升
步骤 4:验证碱性(可选)
反应结束后加几滴酚酞指示剂——溶液变红色,证明生成了 NaOH(强碱)。
进阶:爆炸实验
如果你想看到更剧烈的效果:
- 用集气瓶装满水(加盖子密封)
- 加入更多钠(约 5-10 g)
- 等待几秒观察爆炸效果
或者:
- 把时间流速调到 5×(加速)
- 一次性加入 10 g 钠
- 观察瞬间的剧烈反应
教学安全
Chemist 中做这个实验不用担心:
- 不会真的炸到你——这是虚拟的
- 但器皿会碎(如果爆了),Reset 就能继续
- 可以先关爆炸开关看反应本身,再开爆炸开关看剧烈程度对比
教学扩展
- 钾比钠更活泼:试一下 K 和水的反应,比钠更猛
- 对比不活泼金属:试试 Fe(铁)丢进水里——几乎不反应
- 规律总结:金属活泼性顺序 = 与水/酸反应的剧烈程度