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钠与水反应，是高中生最喜爱的化学实验之一，尤其是把钠切得大块一些（或者干脆不切），现象的剧烈程度可以让学生们狂叫，这也是为数不多能让高中学生亲自动手的有趣“游戏”。
如果把钠扔进浓盐酸里，是不是现象更加火爆？
我们许多高中老师在分析钠与水反应时，分析得都让自己感动。
说钠与水反应实际上在钠与氢离子反应，钠把氢离子还原成氢气。虽然水中的氢离子浓度很低，但钠足够活泼，反应仍然可以顺利进行。而且归纳说钠与水反应和锌与稀硫酸反应本质就没什么两样，都是金属与氢离子的反应。
既然钠与水的反应本质上是钠与氢离子的反应，那么氢离子浓度越大，反应就应该越快，场面就越激烈，越壮观。既然浓盐酸的氢离子浓度显著高于水，钠与浓盐酸反应估摸着会爆炸。
老师与学生们都是这么认为的。实际上呢？
化学老师决定亲自做个实验验证一下。把钠投入了稀盐酸（有点胆小缘故）：结果，没有爆炸，并且令人震惊的是——反应明显变慢了。
又把钠投入了浓盐酸，结果也是没有爆炸，好象反应又变慢了。
这是为什么？为什么？
帕维尔•琼沃思（PavelJungwirth）等人指出，碱金属遇水发生爆炸并不仅仅是因为反应中释放出了氢气。在反应刚开始的阶段还有更加奇怪的事情：电子急速外流，在电斥力的驱动下碱金属也会随之发生“爆炸”。
琼沃思的同事菲利普•梅森（PhilipMason）决定通过实验找出爆炸的真实原理。在开始的实验中，他使用了固体的金属钠，不过有时候金属钠的表面会在空气中被氧化，被氧化的部分遇水并不会发生非常剧烈的反应。为了更好地观察剧烈的“爆炸”反应，梅森最终使用了一种在室温下为液态的钠钾合金进行实验。
借助高速摄像机，研究者们得到了反应初期具体机制的线索。他们发现，在钾钠合金液滴从注射器滴入水中后不到1毫秒的时间内，反应便开始了。在短短的0.4毫秒后，合金液滴表面就开始向外喷射，形成“尖刺”状。这个“爆炸”过程发生得实在太快了，因此它不可能是由反应放热引发的。更重要的是，高速摄影机拍到的影像显示，在0.3~0.5毫秒之间，在这个带有“尖刺”的金属液滴周围，局部水溶液呈现出了深蓝色和紫色。
琼沃思的同事弗兰克•尤利格（FrankUhlig）利用计算机模拟了由19个钠原子组成的原子簇的反应，在此之后，上述现象背后的原因终于得以显现：这些原子簇表面的钠原子会在几皮秒（10-12秒）的时间内就失去一个电子，而这些电子会跑到周围的水里面，并被水分子包围，形成“溶剂化电子”（Solvatedelectron）。
此前科学家们就已经发现，在水中溶剂化的电子会呈现出深蓝色，这种现象短暂地出现在之前捕获的影像中。
而当这些电子离开金属进入水中时，钠原子簇就变成了一堆带正电的钠离子。这些离子彼此之间会产生强烈的排斥，这种排斥力转化为动能，由此就引发了“库伦爆炸”（Coulomb explosion）。
依据上面的实验，浙江的吴文中老师分析认为金属钠和水反应的动力学机理如下：
1、金属钠和水接触：Na H2O
2、金属钠在水分子的作用下，释放电子：(Na)n(原子簇)→(Na)nx xe-
4、形成水合电子：H2O e-→ H2Oe-或(H2O)n ye-→(H2O)n(ye)y-（主要）
3、(Na)nx 聚集在有限的空间内瞬间发生——“库伦爆炸”，见下图。
4、随着“库伦爆炸”，水合电子以及水分子等被抛向“空中”。
5、H2Oe-释放氢原子：H2Oe-→OH- H
6、氢原子相互作用得到氢分子：H H→ H2
7、同时水中的氢离子也可能发生：H3O e-→H3O（次要）
8、H3O释放氢原子：H3O→H2O H，H H→ H2
总得看来，金属钠直接释放出电子，作用于水分子为大概率事件。
又做了几个实验：钠分别与2mol/L硝酸钾、氯化铵、氢氧化钠反应，均变慢了。再换做低浓度的溶液与钠反应，与水又并无差异，似乎只要溶液中溶质浓度过高，都会阻碍反应的发生。
可以推测钠与溶液反应的快慢与得到生成物的溶解性有关。钠为什么在浓盐酸中反应慢的原因呢？钠与水反应得到的是氢氧化钠、钠与盐酸反应得到的是氯化钠，氯化钠在浓盐酸溶解度显著降低。也就是说钠与溶液反应的快慢与其表面是否有生成物沉淀下来有关。
注：参考浙江吴文中老师论文，视频来自湖南李老师。
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