一、问题提出
钠与乙醇反应的实验是在高中学习有机物时一个很重要的实验，通过实验可探究确定乙醇的分子结构和性质，让学生建立“结构决定性质”的化学思想，落实“宏微结合”的核心素养的教学。在我国现行各种版本的教材［1~2］中， 均编排有该实验， 且方法不尽相同， 但在教学实际操作中往往存在下列问题：由于钠和乙醇的反应比较慢，反应原料的量比较少，实验过程中学生能看到反应现象，但对气体产物无法准确检验和无法定量说明乙醇分子中有一个氢原子不同于其他五个，又由于涉及实验安全问题，一般是老师演示实验，所以实验效果不明显。
二、已有实验改进分析
图1为程少军［3］对该实验装置进行的改进。增加了注射剂收集氢气，氢气验纯后再点燃氢气，但是实验时间会较长，金属钠的用量会较大，浪费较多，氢气中存在乙醇蒸汽干扰燃烧的结论，依然存在安全隐患。图2为黄祝军［4］对该实验装置进行的改进设计。增加了浸有酸性重铬酸钾溶液的脱脂
棉来消除乙醇蒸汽对燃烧现象的干扰，但尖嘴的材质如果是玻璃也同样很难观察到氢气燃烧时淡蓝色火焰，秦笙鸣等［5］采用石墨（Al2O3）导管代替尖嘴导管用图2的装置进行实验，能消除了尖嘴材质的对火焰颜色影响，但依然存在原料消耗较多和点燃时安全隐患。
图3为张琳等对该实验装置进行的改进设计，图4为李朝章等［6］对该实验装置进行的改进设计。这两个装置都模拟了启普发生器原理来进行实验，能较好检验和收集氢气，但依然存在需要气密性的检查和点燃氢气前要验纯，脱脂棉不能重复使用而且脱脂棉的着火点约为150 ℃，笔者认为实验中依然存在安全隐患等不足。
另外，张广琴等［7］对该实验装置进行的创新设计，但实验装置比较复杂，气密性不够等不足。基于上述研究，乙醇与钠的反应的实验设计应考虑：⑴检验氢气如何消除乙醇蒸汽的干扰；⑵如何在实验中应用实验结论进行定量研究乙醇分子结构的实验目的。另外课堂演示实验力求简单高效，改进设计应避免简单实验复杂化倾向［8］。
三、乙醇与钠的实验优化改进
（一）、实验用品
（1）、实验仪器和用品：气体压力传感器（Vernier GDX-GP）,电脑（Win10），带铁夹的铁架台、自制L型玻璃管（直径2cm）、扎进针头的单孔橡胶塞，注射器、玻璃珠（直径0.5cm）、蒸发皿、火柴、滤纸，直尺，记号笔；
（2）、实验试剂：金属钠、无水乙醇、肥皂水；
（3）、实验原理：2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2↑
（二）、改进后的实验装置
（三）、实验步骤
⑴、按图5所示安装好实验装置。在L型管中加入适量玻璃珠，两端平齐(玻璃珠离短的一端5cm左右)，加入约20mL无水乙醇使液面刚好和短的一端平齐，做好液面标记，然后将装有针头及压力传感器采集端的胶塞塞住L型管短一端。
⑵、制取并测定氢气体积：启动电脑里气体压力传感器（Vernier GDX-GP）采集信息软件，设置好参数。然后取下胶塞将注射器和针头连接好，加入黄豆大小的钠（0.2g，压成薄片），迅速塞上带注射器的胶塞，并同时点击软件开始采集数据。学生很清晰观察到钠与乙醇反应现象：钠下沉，产生气体，一段时间后钠上浮，反应发热等。由于产生的气体压强的作用，L管一侧液面上升，注射器一侧的液面下降至玻璃珠时，固液分离，反应停止。当软件曲线走平时，停止采集，读取氢气的压强，此时用直尺测量L管长端液面上升的长度结合L管内径应用气体状态方程（PV=nRT）就可以计算出产生氢气的物质的量。
⑶、检验氢气：将收集了气体的注射器小心注入肥皂水中，会产生许多肥皂泡，用带火苗的火柴点燃肥皂泡，会有清晰的爆鸣声。
⑷、实验注意：钠块不易过大，以免发生意外。
（四）、改进实验优点
⑴、实验时向L管内填装玻璃珠模拟启普发生器工作原理，装置构造简单，安装与操作方便，绿色环保，实验中不需要检查气密性，安全效果好，且加一次乙醇可在多个不同班级进行演示实验（笔者在教学中连续给五个班级演示实验，实验均获成功），实验再现性好，且节省实验准备时间和药品用量。
⑵、可定性定量研究乙醇与钠的反应。控制乙醇用量，金属钠适当过量可测定产生氢气的体积，用于定量研究乙醇分子中一个氢原子不同于另外五个氢原子。也可以进行相关的定量实验，如反应速率的测定等。还可以利用该装置制备其他固液反应制备气体的实验，如制备H2、SO2、CO2、NO、NO2、H2S等
⑶、将收集的气体注入肥皂水产生肥皂泡可有效消除乙醇蒸汽对点燃现象的干扰。
⑷、实验结束后，装置经拆卸、清洗后可重复利用。
总之，该实验方案装置简单，操作便捷，现象明显，绿色环保，符合课堂演示实验的要求，能有效促进学生观察理解与思考。通过对实验装置的改进有利于提高学生实验能力和化学素养，具有较大的推广价值。
参考文献:
[1] 宋心琦．普通高中课程标准实验教科书：化学2（必修）[M]．３版．北京：人民教育出版社，2007：73
[2] 王祖浩．普通高中课程标准实验教科书：化学2（必修）[M]．4版．南京：江苏教育出版社，2007：69
[3] 程少军．乙醇与金属钠反应实验的新设计 [J]．中学化学教学参考，2017，(6)：57．
[4] 黄祝军．三种优化乙醇与金属钠反应的实验方案 [J]．化学教与学，2018，(8)：96~97．
[5] 张琳，樊敏．乙醇与金属钠反应实验的改进 [J]．中学化学教学参考，2018，(11)：60~61．
[6] 李朝章，何文慧，张振述．“金属钠与乙醇(水)反应”实验再改进 [J]．实验教学与仪器，2019，(3)：27~28．
[7] 张广琴，李爱林．钠与水和钠与乙醇反应实验的创新设计 [J]．化学教育，2013，（12）：78．
[8] 陈海涛．铜与浓硫酸反应实验方案的新设计 [J]．化学教学，2015，(10)：65-68．