有关过氧化钠与二氧化碳反应实质的创新实验探究

2011-10-23周媛张丹张志会

中国教育技术装备 2011年9期

关键词：脱脂棉过氧化钠二氧化碳

周媛张丹张志会

1 四川师范大学化学与材料科学学院成都 610068 2 四川大学制造科学与工程学院成都 610065

有关过氧化钠与二氧化碳反应实质的创新实验探究

周媛1张丹1张志会2

1 四川师范大学化学与材料科学学院成都 610068 2 四川大学制造科学与工程学院成都 610065

过氧化钠与二氧化碳的反应是高中阶段的一个重要实验。在分析相关的大量实验理论和反复实践操作的基础上，设计不同的实验装置，将Na2O2分别与干燥和湿润的CO2发生反应，并在文中详细介绍实验原理、现象以及操作过程，最后简要阐述实验的创新点。

过氧化钠；二氧化碳；实验

Abstract Peroxide sodium and carbon dioxide reaction has been one of the important experiment high school stage, can be in the teaching process of the experimental middle school students always unable to do the essence of qualitative, after analyzing the related grasp a lot of experimental basis, the author designed the two contrast experiment device used to will Na2O2with CO2two substances in different conditions to validate and product of Reached make students easily grasp the essence of the chemical reaction, and can correct understanding and expression appeared cylinder experiment purposes.

Key words Na2O2; CO2; reaction

过氧化钠（Na2O2）是高中化学的一种重要的化合物，也是历年高考中氧化还原反应、化学实验以及化学计算考查的热点之一。人教版的高一化学必修1中未对过氧化钠与二氧化碳的化学实验做详细的介绍，因此缺乏实验对理论的验证。基于上述因素考虑，笔者在分析大量实验的基础上，为了增强学生对该化学实验的感性认识，提高学生的学习兴趣，在本文设计两套实验装置，分别对上述实验中Na2O2与CO2在两种不同的条件下所生成的产物加以验证。

1 实验目的及原理

1.1 实验目的

1）通过本实验，能够使学生从定性和定量的角度明白Na2O2与两种不同的条件下的CO2发生化学反应，条件不同产物不同，并学会自己如何通过设计实验装置来检测反应的过程所生成的产物。

2）通过本实验还能够培养学生的科学探究意识与自我实验的能力。

1.2 实验原理

实验的目的主要是为了验证Na2O2与CO2在有、无水参与的条件下是否发生化学反应，并通过所设计的实验装置对上述两种条件下所生成的产物进行验证，下面实验过程所需要的原理介绍。

1）有水的条件下：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2；2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

2）无水的条件下：2Na202+2C02=2Na2C03+02

1.3 实验所需药品

脱脂棉、稀盐酸（体积比大约为1:2）、碳酸氢钠粉末、过氧化钠粉末、碱石灰、大理石。

2 实验装置及步骤

整个实验共分为两个部分，第一部分验证Na2O2与CO2在无水条件下所发生的化学反应。由于CO2需要在无水的条件下参与反应，因此需要对其干燥，实验所需的装置如图1所示。

2.1 实验步骤及实验现象

1）连接好上述实验装置，首先检查装置的气密性。由图1所示的连接装置从左到右、从下到上检查。检查气密性时用酒精灯对垫有石棉网的烧瓶进行加热，装置末端安装盛水的烧杯，若烧杯中有气泡产生则证明装置气密性好，否则重新连接装置。

2）在烧瓶A内装入大理石，试剂瓶B中装入浓硫酸，干燥管中装入碱石灰与用脱脂棉包好的过氧化钠粉末，分液漏斗中加入稀盐酸。

3）开始实验时要缓缓打开分液漏斗活塞，将稀盐酸慢慢地滴下，待试剂瓶中有气泡出现时，观察干燥管内的过氧化钠等物质的颜色变化。

4）实验完毕，记录实验结果及现象并拆除实验装置。

记录的实验现象：1）干燥管中的脱脂棉燃烧，但所需反应的时间较长；2）过氧化钠颜色由黄色变成白色；3）玻璃管内壁有小水珠产生；4）带火星的木条复燃。

实验的第二部分主要是通过设计图2所示实验装置，验证Na2O2与CO2在有水的条件下所发生的化学反应，具体的实验过程：在第一部分对实验装置进行操作的基础上，实验装置2直接省略用浓硫酸对CO2气体进行干燥的部分，直接针对原理1进行验证。

记录的实验现象：1）脱脂棉燃烧，而且所需反应时间较短；2）过氧化钠颜色由黄色变为白色；3）玻璃管内壁有水珠生成；4）带火星的木条复燃。

3 实验结论

通过分别做过氧化钠与干燥的二氧化碳和潮湿的二氧化碳反应的实验，不难得出不仅潮湿的二氧化碳能和过氧化钠反应，而且干燥的二氧化碳也能和过氧化钠反应。在无水条件下反应时，玻璃管内壁有水珠产生是因为脱脂棉在燃烧时产生水。另一方面，在充满干燥二氧化碳的干燥管内脱脂棉的燃烧同时也验证了过氧化钠和二氧化碳在上述条件下能够发生化学反应：过氧化钠与二氧化碳反应，在产生氧气的同时伴随有大量的热量放出，从而导致脱脂棉燃烧。

4 实验创新点

本文主要是通过一组对比实验将Na2O2与CO2在两种不同的条件下的反应实质及产物，通过所设计的实验装置得到一一验证，并在装置的设计上采用一种干燥管来代替复杂的U形管等装置，有利于学生实验动手能力的培养以及对该实验的本质的掌握，能够通过对比记忆掌握该实验，从而弥补人教版的高一化学必修1中对此实验介绍的不足，达到设计该实验的预期目标。