探究過氧化鈉與水反應后滴入酚酞的變色問題

李萍

摘 要：在新課程的教學過程中，教師應設計課堂教學或抓住課堂上出現的真實情景問題，讓學習發生在學生身上，讓學生在學習過程中去經歷、去體驗、去成長、去收獲。

關鍵詞：探究 過氧化鈉 酚酞 變色

研究背景：高中化學人教版必修一“幾種重要的金屬氧化物”，課本實驗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？然后向反應后的溶液中滴入酚酞溶液，有什么現象發生？ 2Na2O2+2H2O == 4NaOH+O2↑根據這個反應，現象應該為：帶火星的木條復燃，滴入酚酞后溶液變為紅色。為了證明反應產物，我在課堂上進行了演示：把水滴入盛有少量過氧化鈉固體的試管中，產生了大量氣泡；將帶火星的木條放在試管口，木條復燃，證明了反應有氧氣生成；向試管中滴加酚酞，溶液變紅，證明了反應有氫氧化鈉生成。但是當課堂上給學生繼續演示時發現，變紅的溶液很快褪色，再滴加酚酞，繼續變紅但又褪色，這是什么原因呢？于是我把探究任務交給了學生。

學生活動：

一、原理分析

在查閱了書籍與上網搜索后，經過歸納，學生認為導致溶液褪色的原因可能有以下幾種：

1.酚酞的變色范圍是8.2～12.0，所以酚酞在較濃或較稀的NaOH溶液中為無色；

2.反應產生的氧氣使酚酞氧化褪色；

3.氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應，使紅色消失；

4.反應還產生了具有氧化性的其他物質，使酚酞褪色；

二、設計實驗

1.褪色與氫氧化鈉的濃度有關

酚酞（Phenolphthalein）在酸堿中的結構變化：（In=C20H12O4）

不同pH的NaOH對于酚酞的顯色情況

[實驗]測量過氧化鈉與水反應后的溶液pH值為 10

[結論]溶液褪色與溶液pH值無關

2.反應產生的氧氣使酚酞氧化褪色

[實驗]向滴有酚酞的紅色NaOH溶液中通入O2，實驗結果顯示，溶液不褪色。

[結論]溶液褪色與反應產生的O2無關

3.氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應

[實驗]取一定量Na2CO3溶液，測量其pH值，向溶液中滴加酚酞溶液，溶液呈紅色。

[結論]酚酞溶液紅色消失與空氣中的二氧化碳無關。

4.反應產生了有氧化性的其他物質

將Na2O2與水反應，用手摸試管，發現試管壁發熱。資料中顯示： Na2O2與水反應，生成NaOH和H2O2，H2O2受熱分解生成H2O與O2，H2O2具有氧化性。

[實驗]向反應完的試管中加入少量MnO2，發現有大量氣泡產生；將帶火星木條放在管口，木條復燃，證明有O2生成，溶液中含H2O2。

[實驗]取適量雙氧水于一支試管中，滴加pH=11的NaOH，然后再加入酚酞，出現紅色，振蕩，紅色變淡，最后消失。

[結論]H2O2具有氧化性，H2O2能使酚酞褪色；

[實驗]取原實驗藥品用量：向一定量的Na2O2中加適量的水后，繼續加少量MnO2，待不再產生氣泡時，過濾，向濾液中加入酚酞，溶液變紅，不再褪色。

[結論]過氧化鈉與水反應，生成氫氧化鈉和雙氧水，反應放熱：Na2O2+2H2O ==== 2NaOH + H2O2

雙氧水分解，生成水和氧氣：2H2O2 ==== 2H2O+ O2↑

總反應化學方程式為：2Na2O2+ 2H2O ==== 4NaOH +O2↑

[結論]反應中產生了具有氧化性的其他物質如H2O2，使酚酞褪色。

經過學生實驗驗證的結論是否完全正確呢，我又帶著同學們補充了實驗：做類比實驗，取較多量的Na2O2，加入適量的水，再加入MnO2過濾后，向濾液中滴加酚酞，同樣的操作，可是紅色又褪去了，同樣的操作怎么又出現不一樣的結論呢，帶著問題陷入了思考、爭論中，不一樣在哪里呢？對了，兩次Na2O2的用量不同，所以得到NaOH的濃度不同，是這個原因嗎，設計實驗方案，將試管中溶液分為兩等分，向其中一份中加水稀釋，再加入酚酞，這次溶液變紅且不褪色了，原來NaOH的濃度也會對該實驗產生影響，至此學生的探究才畫上了一個句號。

教學要激發學生的學習動機，喚起學生對學習的興趣，激勵學生求知的渴望和取得成就的愿望。本次教學活動學生查閱書籍與上網搜索后，經過歸納，得出導致溶液褪色的幾種可能原因，設計實驗并進行驗證等一系列活動，開闊了學生的眼界，豐富了所學的知識，同時培養了學生實事求是的科學態度和一絲不茍的科學精神。