Na2O2與H2O反應(yīng)異常現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究

（安徽省銅陵市樅陽(yáng)第三中學(xué)）

摘 要：化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中起到重大作用。通過(guò)過(guò)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(huì)實(shí)驗(yàn)探究的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)探究；異常現(xiàn)象；酚酞；過(guò)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(shí)驗(yàn)3-5“把水滴入盛有少量過(guò)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(yàn)生成的氣體。用手輕輕摸一摸試管外壁，有什么感覺(jué)？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(shí)驗(yàn)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(jué)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(huì)褪去，出現(xiàn)該異常現(xiàn)象到底是什么原因呢？學(xué)生對(duì)此異常現(xiàn)象非常不理解，我決定對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組討論并進(jìn)行試驗(yàn)，探究過(guò)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)生異常現(xiàn)象的可能原因：

經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)高使紅色褪去？

4.是否有可能過(guò)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(guò)高使紅色褪去？

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：

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

方案1：用潔凈的試管，未開(kāi)封的藥品冷卻反應(yīng)液做實(shí)驗(yàn)。

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(guò)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(guò)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(gè)方案的可行性、科學(xué)性、安全性等方面加以評(píng)價(jià)，最終確定實(shí)驗(yàn)方案。

實(shí)驗(yàn)探究：教師準(zhǔn)備藥品和儀器，學(xué)生分小組做探究實(shí)驗(yàn)，填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

藥品：過(guò)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(tái)，燒杯等。

[實(shí)驗(yàn)1]

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證紅色褪去的原因是否是雜質(zhì)和放熱等影響

實(shí)驗(yàn)步驟：用潔凈的試管，未開(kāi)封的藥品做過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)物冷卻后做滴加酚酞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)非常迅速無(wú)剩余，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紅色褪去

實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)2]

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證反應(yīng)生產(chǎn)的氧氣能否使滴加酚酞的溶液紅色褪去

實(shí)驗(yàn)原理：酚酞使稀NaOH溶液變紅后通入純凈的氧氣觀察

實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)論：生成的氧氣對(duì)紅色褪去無(wú)影響，排除猜想5。

[實(shí)驗(yàn)3]

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證反應(yīng)中生產(chǎn)中間產(chǎn)物H2O2使滴加酚酞的溶液紅色褪去

實(shí)驗(yàn)原理：H2O2在二氧化錳催化作用下會(huì)產(chǎn)生氧氣

實(shí)驗(yàn)步驟：將過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物放置一會(huì)兒（無(wú)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有大量氣泡并且?guī)Щ鹦堑哪緱l復(fù)燃

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：反應(yīng)中生成中間產(chǎn)物H2O2生成，H2O2強(qiáng)氧化作用使得紅色漂白褪去，猜想6正確。

[實(shí)驗(yàn)4]

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證生成的氫氧化鈉濃度過(guò)高能否使滴加酚酞的溶液使紅色褪去

實(shí)驗(yàn)原理：過(guò)濾實(shí)驗(yàn)3中的二氧化錳排除雙氧水的干擾，再加驗(yàn)證生成的氫氧化鈉濃度是否有影響。

實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)3中溶液無(wú)氣泡后，過(guò)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)論：過(guò)濃的氫氧化鈉確實(shí)可以使紅色褪去，猜想7正確。

實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論：綜合以上探究，我們發(fā)現(xiàn)使得過(guò)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(qiáng)的氧化性，能將紅色漂白褪去。（2）生成了過(guò)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(guò)“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—作出猜想—設(shè)計(jì)方案—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—得出結(jié)論”的科學(xué)探究過(guò)程，教師和學(xué)生完成了過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)異常現(xiàn)象的解釋，對(duì)課本知識(shí)的補(bǔ)充和升華。

參考文獻(xiàn)：

許志勤.讓“異常”實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)揮教學(xué)功能：“過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)案例與分析[J].化學(xué)教育，2013（1），31.

作者簡(jiǎn)介：蘇春美，女，安徽樅陽(yáng)人，本科，中學(xué)二級(jí)教師，就職于安徽省銅陵市樅陽(yáng)縣樅陽(yáng)三中。

編輯 薄躍華