基于手持技术对钠与水反应实验的改进

手持技术是一种应用最先进的实用技术和教育理念，集数据采集与分析于一体的实验系统，具有便捷、直观、实时、准确等特点，是实验改革和发展的有效手段。在中学化学教育中引入手持技术，可以弥补传统实验工具的缺陷，使实验的方法更加先进，实验的数据更加准确，实验的步骤更加清晰。本实验正是利用手持技术的这些特点，对钠与水的反应进行改进，实现数字化实验教学。

一、原实验存在的缺点

实验选自人教版第三章第一节，在常规的“钠与水的反应”演示实验中，通常都是将一小块钠直接投入到滴有酚酞的水中，钠与水反应剧烈，现象也非常明显，但实验设计中缺少对产生的气体进行检验这一环节，且关于钠熔成小球的原因是因为反应放热引起的，缺少实验数据证明。对于以上的不足，我做了以下改进。

二、实验改进

1.实验原理

钠与水的反应：

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

2.实验用品

(1)仪器：多能手持分析仪、普通温度传感器、具支U型管一支、针头、橡胶塞2个、火柴、铁架台。

(2)试剂：蒸馏水、酚酞溶液、金属钠、肥皂水。

3.实验装置图

图1

4.实验步骤

(1)如图1所示，连接好装置，在U型管里加入适量的蒸馏水，并滴加2滴酚酞试液，在胶塞上固定一根大头针,用针扎起一块黄豆粒大小的金属钠,塞住U型管右端口。

(2)连接多能手持分析仪：打开数据分析系统，安装普通温度传感器，设置采样模式，x轴显示时间t(s),y轴显示温度T(℃)，采样频率为10/s，采样数为301，显示方式为“曲线”。然后，将传感器探头插入U型管左端口,点击“进行实验”进入页面，进行校准。

(3)检查装置的气密性后，开始实验。向上拉针头，金属钠掉入滴有酚酞试液的蒸馏水中，观察实验现象并记录。当观察到U型管端口气泡均匀冒出时，用燃烧的火柴点燃气泡。进行上述操作的同时，点击多能分析仪的“开始”键，采集数据，直到实验结束。

5.实验现象

钠浮在水面上，四处游动，熔成小球，发出“嘶嘶”响声，酚酞试液变红；用燃烧的火柴点燃气泡，可以听到“噗”的一声，证明有氢气生成；溶液温度上升，证明是放热反应。实验结果如图2所示。

图2

三、实验改进后的优点

1.改进后，实验装置简易，操作方便，容易在课堂上进行，效果也非常明显。改进以后，原实验的所有优点和原实验能得到的信息在该实验中均能得到。

2.实验将两个单独的实验(钠与水的反应实验，证明产物是氢气的实验)合二为一，能很好地验证钠与水反应的产物，精简了实验步骤，且操作简便。

3.可根据钠块的形态变化以及多能手持分析仪的数据分析，清楚得出反应放热的结论。

4.采用手持技术，将数字化实验与微型化实验相结合，在教学中培养了学生收集、处理信息的能力，获取新知识的能力及分析和解决问题的能力。

四、注意事项

在进行钠与水的反应实验时，要注意所取钠粒的大小。如果钠粒太大，就会放出大量的热，容易发生爆炸。

手持技术是一种应用最先进的实用技术和教育理念，集数据采集与分析于一体的实验系统，具有便捷、直观、实时、准确等特点，是实验改革和发展的有效手段。在中学化学教育中引入手持技术，可以弥补传统实验工具的缺陷，使实验的方法更加先进，实验的数据更加准确，实验的步骤更加清晰。本实验正是利用手持技术的这些特点，对钠与水的反应进行改进，实现数字化实验教学。一、原实验存在的缺点实验选自人教版第三章第一节，在常规的“钠与水的反应”演示实验中，通常都是将一小块钠直接投入到滴有酚酞的水中，钠与水反应剧烈，现象也非常明显，但实验设计中缺少对产生的气体进行检验这一环节，且关于钠熔成小球的原因是因为反应放热引起的，缺少实验数据证明。对于以上的不足，我做了以下改进。二、实验改进1.实验原理钠与水的反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2.实验用品(1)仪器：多能手持分析仪、普通温度传感器、具支U型管一支、针头、橡胶塞2个、火柴、铁架台。(2)试剂：蒸馏水、酚酞溶液、金属钠、肥皂水。3.实验装置图图14.实验步骤(1)如图1所示，连接好装置，在U型管里加入适量的蒸馏水，并滴加2滴酚酞试液，在胶塞上固定一根大头针,用针扎起一块黄豆粒大小的金属钠,塞住U型管右端口。(2)连接多能手持分析仪：打开数据分析系统，安装普通温度传感器，设置采样模式，x轴显示时间t(s),y轴显示温度T(℃)，采样频率为10/s，采样数为301，显示方式为“曲线”。然后，将传感器探头插入U型管左端口,点击“进行实验”进入页面，进行校准。(3)检查装置的气密性后，开始实验。向上拉针头，金属钠掉入滴有酚酞试液的蒸馏水中，观察实验现象并记录。当观察到U型管端口气泡均匀冒出时，用燃烧的火柴点燃气泡。进行上述操作的同时，点击多能分析仪的“开始”键，采集数据，直到实验结束。5.实验现象钠浮在水面上，四处游动，熔成小球，发出“嘶嘶”响声，酚酞试液变红；用燃烧的火柴点燃气泡，可以听到“噗”的一声，证明有氢气生成；溶液温度上升，证明是放热反应。实验结果如图2所示。图2三、实验改进后的优点1.改进后，实验装置简易，操作方便，容易在课堂上进行，效果也非常明显。改进以后，原实验的所有优点和原实验能得到的信息在该实验中均能得到。2.实验将两个单独的实验(钠与水的反应实验，证明产物是氢气的实验)合二为一，能很好地验证钠与水反应的产物，精简了实验步骤，且操作简便。3.可根据钠块的形态变化以及多能手持分析仪的数据分析，清楚得出反应放热的结论。4.采用手持技术，将数字化实验与微型化实验相结合，在教学中培养了学生收集、处理信息的能力，获取新知识的能力及分析和解决问题的能力。四、注意事项在进行钠与水的反应实验时，要注意所取钠粒的大小。如果钠粒太大，就会放出大量的热，容易发生爆炸。

文章来源：《汽车实用技术》 网址: http://www.qcsyjs.cn/qikandaodu/2020/0923/560.html