Na2O2與H2O反應(yīng)異?，F(xiàn)象的實驗探究

（安徽省銅陵市樅陽第三中學(xué)）

摘 要：化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)實驗在化學(xué)教學(xué)中起到重大作用。通過過氧化鈉與水反應(yīng)后容易使酚酞溶液紅色褪去異常現(xiàn)象的探究，讓學(xué)生體會實驗探究的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：實驗探究；異常現(xiàn)象；酚酞；過氧化鈉

人教版《化學(xué)1》（必修）第三章第二節(jié)幾種重要的金屬化合物中實驗3-5“把水滴入盛有少量過氧化鈉固體的試管中，立即把帶火星的木條放在試管口，檢驗生成的氣體。用手輕輕摸一摸試管外壁，有什么感覺？然后向反應(yīng)后的溶液滴入酚酞溶液，有什么現(xiàn)象發(fā)生？”實驗中現(xiàn)象是帶火星的木條復(fù)燃證明生成氧氣，試管外壁有發(fā)燙的感覺證明反應(yīng)放熱，滴加酚酞的溶液先變紅色后褪色，課本上化學(xué)方程式為：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。然而，既然生成物是氫氧化鈉，為什么滴加酚酞后紅色會褪去，出現(xiàn)該異?，F(xiàn)象到底是什么原因呢？學(xué)生對此異常現(xiàn)象非常不理解，我決定對學(xué)生進行分組討論并進行試驗，探究過氧化鈉與水反應(yīng)產(chǎn)物滴加酚酞紅色褪去的原因。

尋找產(chǎn)生異?，F(xiàn)象的可能原因：

經(jīng)過學(xué)生激烈的討論最終提出以下猜想

1.是否有可能所用的試管不潔凈，雜質(zhì)干擾使紅色褪去？

2.是否有可能過氧化鈉已變質(zhì)，生產(chǎn)的雜質(zhì)使紅色褪去？

3.是否有可能反應(yīng)放熱，溫度過高使紅色褪去？

4.是否有可能過氧化鈉有剩余導(dǎo)致紅色褪去？

5.是否有可能生成的氧氣使紅色褪去？

6.是否有可能由于漂白使紅色褪去？比如生成了中間產(chǎn)物H2O2。

7.是否有可能生成的氫氧化鈉濃度過高使紅色褪去？

設(shè)計實驗方案：

小組討論后，學(xué)生根據(jù)已有的化學(xué)知識并結(jié)合自己的猜想，提出合理的實驗方案驗證猜想的正確性。

方案1：用潔凈的試管，未開封的藥品冷卻反應(yīng)液做實驗。

方案2：向滴加酚酞的氫氧化鈉溶液中通入純凈的氧氣。

方案3：向過氧化鈉與水反應(yīng)溶液中加少許二氧化錳。

方案4：在方案3基礎(chǔ)上過濾掉二氧化錳所得濾液平均分成兩份，其中一份稀釋，分別加酚酞。

教師和學(xué)生一起分析各個方案的可行性、科學(xué)性、安全性等方面加以評價，最終確定實驗方案。

實驗探究：教師準備藥品和儀器，學(xué)生分小組做探究實驗，填寫實驗報告。

藥品：過氧化鈉，蒸餾水，酚酞，純凈氧氣，0.01mol/L的NaOH溶液，二氧化錳等。

儀器：試管，滴管，普通漏斗，鐵架臺，燒杯等。

[實驗1]

實驗?zāi)康模候炞C紅色褪去的原因是否是雜質(zhì)和放熱等影響

實驗步驟：用潔凈的試管，未開封的藥品做過氧化鈉與水反應(yīng)實驗，產(chǎn)物冷卻后做滴加酚酞實驗發(fā)現(xiàn)過氧化鈉與水反應(yīng)非常迅速無剩余，觀察實驗現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象：紅色褪去

實驗結(jié)論：紅色褪去的原因不是雜質(zhì)和放熱等影響，排除猜想1，2，3，4。

[實驗2]

實驗?zāi)康模候炞C反應(yīng)生產(chǎn)的氧氣能否使滴加酚酞的溶液紅色褪去

實驗原理：酚酞使稀NaOH溶液變紅后通入純凈的氧氣觀察

實驗步驟：向0.01mol/L的NaOH溶液里滴加幾滴酚酞溶液，振蕩，通入制備的純凈的氧氣。

實驗現(xiàn)象：滴加酚酞溶液的NaOH溶液變紅，通入氧氣紅色不褪去。

實驗結(jié)論：生成的氧氣對紅色褪去無影響，排除猜想5。

[實驗3]

實驗?zāi)康模候炞C反應(yīng)中生產(chǎn)中間產(chǎn)物H2O2使滴加酚酞的溶液紅色褪去

實驗原理：H2O2在二氧化錳催化作用下會產(chǎn)生氧氣

實驗步驟：將過氧化鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物放置一會兒（無氣泡），加入二氧化錳，觀察。后伸入帶火星的木條，觀察木條是否復(fù)燃？

實驗現(xiàn)象：有大量氣泡并且?guī)Щ鹦堑哪緱l復(fù)燃

實驗結(jié)論：反應(yīng)中生成中間產(chǎn)物H2O2生成，H2O2強氧化作用使得紅色漂白褪去，猜想6正確。

[實驗4]

實驗?zāi)康模候炞C生成的氫氧化鈉濃度過高能否使滴加酚酞的溶液使紅色褪去

實驗原理：過濾實驗3中的二氧化錳排除雙氧水的干擾，再加驗證生成的氫氧化鈉濃度是否有影響。

實驗步驟：實驗3中溶液無氣泡后，過濾掉二氧化錳，將溶液分成兩份，其中一份加水稀釋，分別滴加酚酞，觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象：觀察到未稀釋的那份溶液紅色褪去，稀釋的那份紅色不褪去

實驗結(jié)論：過濃的氫氧化鈉確實可以使紅色褪去，猜想7正確。

實驗探究結(jié)論：綜合以上探究，我們發(fā)現(xiàn)使得過氧化鈉與水反應(yīng)產(chǎn)物滴加酚酞溶液紅色褪去的原因有：（1）生成了中間產(chǎn)物H2O2，其有很強的氧化性，能將紅色漂白褪去。（2）生成了過濃的氫氧化鈉。

教材上化學(xué)方程式：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑應(yīng)該分成兩步，第一步產(chǎn)生雙氧水Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2；第二步雙氧水分解2H2O2=2H2O+O2↑。通過“發(fā)現(xiàn)問題—作出猜想—設(shè)計方案—實驗驗證—得出結(jié)論”的科學(xué)探究過程，教師和學(xué)生完成了過氧化鈉與水反應(yīng)異?，F(xiàn)象的解釋，對課本知識的補充和升華。

參考文獻：

許志勤.讓“異?！睂嶒灛F(xiàn)象發(fā)揮教學(xué)功能：“過氧化鈉與水反應(yīng)的實驗探究”教學(xué)案例與分析[J].化學(xué)教育，2013（1），31.

作者簡介：蘇春美，女，安徽樅陽人，本科，中學(xué)二級教師，就職于安徽省銅陵市樅陽縣樅陽三中。

編輯 薄躍華