钠与硫酸铜溶液反应实验探究

（郑州一中   河南   郑州  450006 ）

学习碱金属 元素 时， 为了加深学生对钠的性质的认识，同时对金属活动性顺序有一个更为全面的了解， 增加了“钠与硫酸铜溶液”反应的演示实验 。 但是 ， 在 演示实验 中 却发生了 爆炸 ，所幸的是没有伤及学生和老师 。课 下 取 相近 大小的钠与硫酸铜溶液反应， 没有发生爆炸现象。 这 到底 是什么 原因 ？为了课堂演示实验的安全， 也为了演示实验的成功， 本文对钠与硫酸铜溶液反应的条件进行了 进一步 探讨。

一 、实验用品和实验过程

1 ．实验用品

      硫酸铜 溶液 ，钠 块 ，小刀，镊子，滤纸，药勺，天平，烧杯。

    2 ．实验过程

首先配置 不同 浓度的硫酸铜溶液 ( 浓度分别为 0.5% ， 1% ， 2% ， 5% ， 10% ) 。

依次取硫酸铜溶液 40 mL ，然后取 5 块同样大小的钠，分别投入到硫酸铜溶液当中，观察实验现象。

然后根据实验选择一个合适浓度的硫酸铜溶液，固定硫酸铜溶液的浓度，考察钠块大小对实验的影响，继续观察实验现象，并做好实验记录。

二、实验结果与分析

   1 ．硫酸铜溶液浓度的影响

保持钠块大小近似相同（约为 0.05 g ）的情况下，分别加入到不同浓度的硫酸铜溶液中，实验现象见表 1 。

表 1  不同浓度的硫酸铜溶液和钠块的反应

CuSO 4 溶液的浓度	实验现象
10%	钠块投入后，马上剧烈燃烧了起来，有爆炸声
5%	钠块投入后， 4~5 s 开始燃烧，有轻微的爆炸声
2%	钠块投入后，过了 30 s 开始燃烧，没有爆炸声
1%	钠块投入后，过了 36 s 开始燃烧，没有爆炸声
0.5%	钠块投入后，过了 40 s 开始燃烧，没有爆炸声

钠投入到 10% 的硫酸铜溶液当中后，钠块立即剧烈燃烧了起来，并伴随着爆炸声，在溶液上层有蓝色的絮状沉淀生成；钠投入到 5% 的硫酸铜溶液当中后，可以看到钠块很快融化成一个银白色的小球，然后在液面上四处游动，但很快停在某一个地方，燃烧了起来，并伴随有轻微的爆炸声；钠投入到 2% 的硫酸铜溶液当中后，看到钠块熔成一个小球，四处游动，当有蓝色絮状沉淀越来越多时，钠块好象被阻挡在一个地方，开始燃烧了起来，但和前两次实验相比，燃烧时间靠后了，有大约 30 s 左右才开始燃烧，没有发生爆炸现象。投入到 1% 和 0.5% 的硫酸铜溶液后现象和 2% 的硫酸铜溶液中发生现象的差不多，只是钠块开始燃烧的时间越来越靠后了，分别为 36 s 和 40 s 。

相同 大小的钠块和不同浓度的硫酸铜溶液反应现象是不相同的，浓度越大，反应越剧烈。并且，在 10% 以及 5% 的硫酸铜溶液中，都有爆炸现象发生，原因可能是：钠投入 后 生成 的 氢氧化钠 和 硫酸铜作用生成氢氧化铜絮状沉淀， 浓度越大，产生的沉淀越快越多，而 沉淀 的产生恰恰 阻止了钠块的游动， 使得热量积聚，从而引 发爆炸。当浓度较稀的时候， 钠四处游动的程度就大些，热量得以扩散和释放，就 不会产生爆炸现象。

2 ．钠块大小的影响

分别取 40 mL 2% 的硫酸铜溶液三份，取大小为 0.2 g 、 0.1 g 、 0.05 g 的钠，投入硫酸铜溶液中，实验发现： 0.2 g 的钠投入溶液中后，钠块剧烈燃烧了起来，并发出爆炸声，还有少量的钠溅了出来； 0.1 g 的钠投入硫酸铜溶液后，钠块也燃烧了起来，并发出爆炸声，只是和前者相比剧烈程度有所降低； 0.05 g 的钠投入硫酸铜溶液后，钠块四处游动，偶有轻微的爆炸声，但是未见钠块燃烧。 很显然，钠块的质量越大，游动的速度就越慢，积聚的热量就越多，就容易引发氢气的燃烧和爆炸。因此，实验中在不影响实验现象的前提条件下，应该选用质量较小的钠。

三、结论

实验 结果 表明，硫酸铜溶液的浓度 不超过 1% ，钠块的大小约为 0.05 g 时，实验是安全的。这样，既可以让学生清楚的观察到实验现象，又能够保证实验的安全。实验 还 发现，钠与硫酸铜溶液的反应主要跟硫酸铜溶液的浓度和钠块的大小有关。除此之外，还与反应容器的大小，溶液的多少等有一定关系，这里就不在 一一 讨论。

参考文献

1. 阮鸿飞,李云芬.钠与硫酸铜反应的实验设计.实验教学与仪器, 2003, (7-8).

2. 曹文东.钠与硫酸铜反应的深析浅释.中学化学,2003, (6).

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