过氧化钠性质实验的再开发

肖　剑

2008年江苏高考化学科考试说明中对中学生化学科学素养和能力的要求，明确提出要学会实验探究，能设计解决简单化学问题的探究方案，能运用观察、实验、阅读资料等多种手段收集证据，能运用比较、分类、归纳、概括等方法形成探究结论.下面用有关过氧化钠性质化学实验（人教版新课标高中化学必修）的教学案例来说明如何培养学生设计化学问题探究方案、形成探究结论以及应用探究结论解决化学问题的能力.

【案例1】 SO₂和CO₂都是弱酸的酸酐，化学性质有很多相似之处，CO₂与Na₂O₂的反应生成O₂.甲同学认为SO₂与Na₂O₂的反应也与CO₂相似，即：2SO₂+2Na₂O₂=2Na₂SO₃+O₂.但乙同学认为SO₂有还原性，Na₂O₂有强氧化性，应该发生SO₂+Na₂O₂=Na₂SO₄的反应.请你帮助设计并完成实验，验证上述观点的正误.

解析：用下图所示装置设计实验.两实验的区别在于是否有氧气生成，因此可用检验有无氧气的方法来判断发生什么反应.实验开始后，在D处用一根带火星的木条检验，若复燃则证明有氧气生成，即发生反应2SO₂+2Na₂O₂=2Na₂SO₃+O₂；通SO₂一段时间后，取反应后的固体少许溶于蒸馏水，加BaCl₂溶液和过量稀HCl，若有沉淀生成，证明上述反应也有Na₂SO₄生成，即SO₂+Na₂O₂=Na₂SO₄也发生.

结论：SO₂与Na₂O₂接触，上述两反应都有发生.

点评：检验是否有O₂生成时不能用NaOH溶液除去未反应的SO₂，因为从溶液中带出的水蒸气能使带火星的小木条熄灭，不能准确判断.检验Na₂SO₄生成时，不能用Ba(NO₃)₂和稀HNO₃，否则NO^-₃在酸性条件下将SO^2-₃氧化生成SO^2-₄，无法确定实验原理.本题注重考查学生设计问题、思考问题时思维的严密性.不但充分开发了化学实验功能，而且培养了学生的各种能力及良好的思想品质和科学态度.

考试说明中还明确要求学生能对探究方案、探究结论等进行分析和评价，能准确地表述探究结果，并应用探究结果解决相关问题.下面案例说明培养学生科学素养和能力的重要.

【案例2】 某化学课外活动小组为探究“干燥的二氧化碳不能与过氧化钠反应”以及“二氧化碳在有水存在时才能与过氧化钠反应”的问题，设计了如下研究方案：

(1)如上图装置，在干燥的试管Ⅲ中装入Na₂O₂后，在通入CO₂之前，应事先关闭活塞K₁和K₂，目的是___________________________.

(2)试管I内的试剂X应该是 时，打开活塞K₁和K₂，通入CO₂一段时间后，将带火星的木条插入试管Ⅱ的液面上，可观察到带火星的木条不能复燃，且Ⅲ内淡黄色粉末没有发生变化，则所得的结论是_______________.

(3)若试管I内试剂为CO₂饱和水溶液时，其他操作同(2)，通过____________的现象以证明Na₂O₂与潮湿的CO₂能反应且放出O₂.

(4)根据以上的实验结论，写出(3)中反应的化学方程式：_____________.