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【高中化学·数字实验01】探究常温下钠的性质
这是 PASCO 学科资源中心「高中化学数字实验」系列的第 1 篇。下面把完整器材、原理和操作都整理好了，老师可以直接照着开课；
实验信息
适用：高中化学 | 类型：实验探究软件：PASCO 数字实验系统 | 器材：PASCO 数字实验套装
一、实验目的
通过宏观现象观察与微观数据结合，理解钠的活泼性及与水反应的本质。
掌握 pH 传感器和温度传感器的联用技术，定量分析反应过程中的酸碱性和热量变化。
建立 “实验现象→数据表征→反应机理” 的化学思维链，提升实验观察与分析能力
二、实验原理
（一）钠的物理性质：
银白色金属，质软（硬度 1-2，可用小刀切割），密度 0.97g/cm³（小于水），熔点 97.8℃。
常温下表面易被氧化，生成白色氧化钠（4Na + O₂ = 2Na₂O），需保存在煤油中隔绝空气。
（二）钠与水的反应机制：
化学反应式：2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑
离子反应式：2Na + 2H₂O = 2Na⁺ + 2OH⁻ + H₂↑
反应本质：钠失去电子（还原剂），水作为氧化剂提供 H⁺，生成强碱 NaOH 和 H₂，反应放热使溶液温度升高。
三、实验器材
试剂：金属钠
实验装置图
四、实验步骤
（一）钠物理性质观察
•钠的取用与切割
用镊子从煤油中取出钠块，置于滤纸，吸干表面煤油。
小刀切去一端外皮，观察新切面：
现象：切面呈银白色金属光泽，暴露空气10-20秒后逐渐变暗，生成Na₂O。
（二）反应前数据采集
• 传感器校准与初始测量
冲洗pH传感器和温度传感器探头，滤纸擦干。
向烧杯加50mL蒸馏水，将两传感器探头浸入液面下2cm，不接触杯底，点击“开始采集”，记录初始数据：pH₀≈7.0，中性；T₀≈25℃，室温。
（三）钠与水反应实验
• 反应过程观察与数据记录
用镊子夹取绿豆大小钠块，约0.1g，放入烧杯，立即盖上表面皿防溅。实时观察与记录。
宏观现象
钠浮在水面（密度 < 水），熔成光亮小球（反应放热，温度达熔点）；
小球四处游动，发出 “嘶嘶” 声（H₂推动），最终消失；
溶液中无明显浑浊（NaOH 易溶）。
数据变化
pH 值迅速上升，30 秒内达 13-14（NaOH 强碱电离）；
温度升高，峰值约 50-60℃（反应放热显著）。
反应后数据采集
待反应完全（钠块消失，气泡停止产生），记录最终数据：
pH₁≈14.0，T₁≈55℃（具体数值因钠块大小略有差异）。
（四）结束与清洗
• 传感器处理与废液回收
用蒸馏水彻底清洗传感器探头，避免 NaOH 腐蚀电极。
反应后的 NaOH 溶液倒入 “碱性废液桶”，烧杯用稀盐酸中和后冲洗干净。
▍视频号视频
延伸阅读 · 官网资源
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你们学校这节「探究常温下钠的性质」一般是演示还是分组？最想看哪一段的演示视频？评论区告诉我，下一篇按你们的需求来。
