高中教学中过氧化钠与二氧化碳反应的实验探究

陈登海

【摘要】过氧化钠与二氧化碳的反应是高中阶段的一个重要实验，本文在实际操作的基础上，将过氧化钠分别与干燥或湿润的二氧化碳发生反应，介绍实验原理，并结合此案例引导学生的创新能力。采取探究式的学习方法，与已学的知识挂钩，并运用已学知识解决问题，同时，引导学生在探究过程中有新的问题发现.而且从多角度寻求解决新问题的答案，从而真正激活学生的思维，培养其创新能力。

【关键词】过氧化钠与二氧化碳的反应；探究式的学习方法；创新能力

一、引言

过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气是过氧化钠的重要化学性质之一，但在化学教学中有关过氧化钠与二氧化碳反应本质的问题却很少涉及。查阅资料得知，有关潮湿的二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，大家的认识是一致。但有关干燥的二氧化碳与过氧化钠反应却有两种不同的观点：一是干燥的二氧化碳能和过氧化钠反应生成氧气；二是干燥的二氧化碳不能和过氧化钠反应。笔者结合相关的研究经验，重新设计实验验证二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气的本质。

二、实验设想

干燥二氧化碳与潮湿二氧化碳的区别在于是否有水，结合相关研究先验证Na2 O2 与水反应的实质，再进一步研究干燥CO2 与Na2 O2 的反应。

三、Na2 O2 与水反应的实验探究

按照文献中杨生贵的方法重复实验，现象、结论一致。Na2 O2 与水的反应，实质分为两步。第一步：Na2 O2+2H2 O= 2NaOH + H2 O2；第二步：2H2 O2 = 2H2 O +O2 ↑。由于Na2 O2 与水反应是放热反应，H2 O2 受热分解产生氧气，因此总反应为2Na2 O2 +2H2 O=4NaOH+O2 ↑。

四、Na2 O2 与CO2 反应的实验探究

1.实验设计

（1）实验原理

设计对比实验，分别做潮湿的CO2 与Na2 O2 和干燥的CO2 与Na2 O2 反应的实验，通过观察淡黄色Na2 O2粉末颜色的变化以及脱脂棉能否燃烧来判断反应能否发生。

（2）实验操作及现象

将潮湿的CO2 与Na2 O2混合，潮湿的CO2 与Na2 O2 粉末的反应，观察淡黄色的Na2 O2 粉末颜色的变化以及脱脂棉能否燃烧。现象：①沾满Na2 O2 粉末的脱脂棉的颜色迅速由淡黄色变成白色；②脱脂棉短时间内剧烈燃烧。

验证干燥的CO2 与Na2 O2 粉末的反应；②观察淡黄色的Na2 O2 粉末颜色的变化以及脱脂棉能否燃烧。现象：①无水硫酸铜粉末的颜色无明显变化；沾满Na2 O2 粉末的脱脂棉颜色无明显变化；②脱脂棉未燃烧。

2.实验结论

潮湿的CO2 与Na2 O2 反应生成碳酸钠和氧气，干燥的CO2 与Na2 O2 并不能反应。

五、原因分析

潮湿的CO2 与Na2 O2 反应的原因分析：结合Na2与水反应实质，我们认为潮湿CO2 与Na2 O2 的反应可以分两步进行。

第一步：和水相比，潮湿CO2 中的碳酸更易与Na2 O2 发生复分解反应。Na2 O2 +CO2 +H2 O=Na2 CO3 +H2 O2

第二步：生成的H2 O2 迅速发生分解。2H2 O2 =2H2 O+O2 ↑

因此总反应为：2Na2 O2 +2CO2 =2Na2 CO3 +O2

六、激发学生创新思维能力

亚里士多德说过：。思维从对问题的惊讶开始。”怎样才能使学生主动发现问题，并能通过实验分析、推理、归纳而构建知识呢？教师应该以问题”为引领，通过创设问题情境.引发学生心理上的认知冲突，造成学生心理上的悬念.从而唤起学生的求知欲望。在课堂上有目的地、不失时机地选择容易操作、安全性好、现象明显的实验，鼓励并放手学生参与，引导他们像科学家那样经历探究过程.体验科学探究的方法。从中感悟知识和技能，获得情感体验，从而发展思维能力。新课标也明确要求“教师在教学过程中要注意引导学生质疑、调查、探究。培养学生的独立性和自主性，转变学生学习方式”。可见.通过探究学习来提高学生解决问题的能力已经成课堂教学改革的一项重要目标。

在此所做的实验表明：干燥的CO2 不能与Na2 O2 反应。但是成都等地的相同的实验又证明了该反应能够发生。这其中的原因可能与气候有关，即可能与研究者所处的相对潮湿的气候有关。若实验中未排除空气中水蒸气对实验的干扰，可能会得出相反的结论。

针对这种现象可以激发学生的创新思维能力。首先提出问题，问题的提出改变了学生接受式的学习心态，将被动学习转变为主动学习。活动与探究特别强调“体验”这一心理过程，因此应该给学生充足的时间和权利，让学生进行实验探究后，再给他们充分表达自己思维的机会，让学生放开言论，让他们相互质疑、相互交流、相互讨论，做到生生互动。这样，学生参与的积极性大大提高，个体才能得到发展。本文在一个目的（验证过氧化钠与二氧化碳反应）指引下，学生的思维步步深入，不再被陈规所限，激发学生想象力，找到了实验的理论根据，对学生来说。这种创新性的结论是通过自己思考、探索得出的。其作用不仅限于激发了他们探究事物本质的兴趣.更重要的是创新意识得到开发、提升。

探究虽然是一种基本的学习方法。但并非所有的学习过程都要探究，只有那些具有一定难度和新颖性的学习材料才具有探究价值。正如本课题的探究设计.它尽可能与已学的知识挂钩，并能运用已学知识解决问题。同时学生在探究过程中有新的问题发现.而且从多角度寻求解决新问题的答案，真正激活了学生的思维，这正是探究式教学所追求的课堂状态。一位哲人如是说，人的头脑不是一个需要被填满的容器，而是一个需要被点燃的火把。教师恰恰就是那位点燃火把之人！而一个个预设的。问题”就是教师手中的“火种”！通过“问题”引领。调动学生学习积极性，使他们正参与到学习中来。本节课中几个难易适中且富有挑战性的问题，引起了学生的兴趣，他们通过问题来学习，并把问题作为学习的动力。同时。在解决问题的过程中又有生成问题涌现，于是课堂活了，也精彩了好多！教师是问题的设计者。而不是课堂的控制者。设计的同题是为了引导学生主动探究.因此学生的主体地位必须得到尊重，但无论学生如何自主学习。如何自主探究.教学目标和教学重点的指向绝不能偏离！如果学生在分析问题的过程中的关注点发生了偏向，教师要发挥主导作用。引导学生的思维步人正轨。同时学生在探究过程中也会遇到一些特定困难.受他们的知识局限性根本无法解决，需要教师予以一定的支持和引导。此外。提出问题比解决问题更重要，因此教师要重视学生对问题的发现和提出，哪怕有些问题很怪异.也应予以肯定。只有这样，学生的学习兴趣和创造精神才会得以培养。

参考文献：

[1]李晓军.过氧化钠与二氧化碳反应的实验设计[J].中国教育技术设备，2007，（11）：17.

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