金属钠与氧气反应的实验

金属钠作为一种活泼的碱金属元素，其与氧气的反应是化学领域中的基础研究课题之一。该反应不仅在基础化学教育中具有重要的教学示范意义，而且在工业生产、能源存储以及新材料制备等多个领域有着广泛的应用前景。深入探究金属钠与氧气反应的细节，对于完善化学反应理论体系、开发新型材料和优化工业生产过程具有关键作用。

一、实验过程

（一）实验材料与仪器

实验选用高纯度金属钠块（纯度 > 99.5%）、纯净氧气（纯度 > 99.99%）。仪器包括高精度电子天平、真空手套箱、气体流量控制器、红外热成像仪、X 射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等，以确保实验环境的精确控制和产物的准确表征。

（二）实验方法

在真空手套箱中，将金属钠块切割成均匀的小块，精确称重后置于特制的反应装置中。通过气体流量控制器缓慢通入定量的氧气，利用红外热成像仪实时监测反应过程中的温度变化，同时记录反应现象。反应结束后，采用 XRD 和 SEM 对产物的晶体结构和微观形貌进行分析，确定产物的组成与形态特征。