过氧化钠与二氧化碳反应实验的设计研究

吕宗学

摘 要：过氧化钠和二氧化碳的反应是高中化学中的一个重要实验，需要设置不同的实验装置，分别进行二氧化碳的制取、二氧化碳与过氧化钠的反应以及反应产物的检验实验。本文主要对二氧化碳和氢氧化钠反应的实验目的、实验原理、实验用品、实验步骤、实验现象以及实验结论进行了研究。

关键词：过氧化钠；二氧化碳；实验；设计；现象

中图分类号：G633.8 文献标识码： A 文章编号：1992-7711（2016）10-045-01

实验设计是在掌握基本理论知识和实践技能的基础上，解决实际问题的一种重要手段，也是科学探究的一个重要环节，因为任何的科学研究工作都离不开实验设计，当然对于化学教学也是如此，化学实验是学生学习化学的一种重要手段，对于化学知识的掌握起到了良好的促进作用。过氧化钠和二氧化钠反应生成氧气和碳酸钠是过氧化钠的一个重要化学性质，同时这个实验也是高中化学实验学习的重点，但在实际的教材中只是讲解了该反应的方程式，对反应的本质并没有进行深入探讨。

一、实验目的

高中化学课本中对于这一重要实验没有进行涉及，只是提供了一个化学方程式，学生对于该反应的原理、反应的装置以及反应物质的化学性质等不能很好的了解，对于实验中应该注意的问题不能很好把握。通过实验，让学生了解氢氧化钠与干燥二氧化碳、湿润二氧化碳的反应原理和反应的不同产物；锻炼学生的探究意识和实验能力。

二、相关反应的原理

三、实验用品、试剂

药匙、带有分液漏斗、导管的橡皮塞，试剂瓶、火柴、燃烧匙、镊子、棉花、烧瓶、石棉网、酒精灯、烧杯、支架、稀盐酸（体积比大约为1：2）、浓硫酸、淡黄色过氧化钠粉末、碳酸氢钠粉末、大理石、碱石灰等。

四、实验装置

五、实验步骤

实验第一部分是过氧化钠与干燥二氧化碳的反应（图一）；第二部分是过氧化钠与湿润二氧化碳的反应（图二）。

实验第一部分：过氧化钠和二氧化碳反应（干燥二氧化碳）如图一，首先检查好装置的气密性，用酒精灯对垫有石棉网的烧瓶进行加热，若装置末端装有清水的烧杯中有气泡均匀冒出，则证明气密性良好；在A中装入大理石，在B中装入稀盐酸，在干燥管中装入棉花包裹的过氧化钠以及碱石灰，并将分液漏斗中加入盐酸；实验开始时将分液漏斗的活塞缓缓打开，慢慢滴入稀盐酸，待试剂瓶中出现气泡时，观察干燥管中物质出现的颜色变化。

实验第二部分主要是验证过氧化钠与湿润二氧化碳的反应，具体的实验流程是：首先检查装置的气密性，证明装置的气密性良好后，直接进行反应，此部分省略了浓硫酸对二氧化碳干燥的装置，让过氧化钠直接与湿润的二氧化碳进行反应，进行反应原理二的验证。

六、实验现象

图一棉团不一会燃烧说明过氧化钠与干燥二氧化碳反应产生了氧气，并且反应属于放热反应，棉团达到着火点，并燃烧。反应停止后可观察到淡黄色过氧化钠变为白色粉末，说明过氧化钠与干燥二氧化碳发生了反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，淡黄色过氧化钠通过发应生成了白色的碳酸钠。

图二装置干燥管中的棉团燃烧，但是反应的时间比较短；由淡黄色的过氧化钠变为白色的碳酸钠；玻璃管的内壁产生小水珠。说明湿润二氧化碳与过氧化钠发生反应2Na2O2+2CO2=4NaOH+O2；2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，产生水珠。

七、实验结论

通过过氧化钠与干燥二氧化碳、湿润二氧化碳的对比实验可知，过氧化钠不仅能跟湿润的二氧化碳反应，而且能跟干燥的二氧化碳反应。当过氧化钠与湿润二氧化碳反应时玻璃管内壁产生水珠是因为棉团燃烧产生水；当过氧化钠与干燥二氧化碳反应时，棉团燃烧也证明了过氧化钠能够与干燥的二氧化碳产生化学反应，反应产生的大量热量是棉团达到着火点，从而使棉团燃烧。

八、实验创新

本文通过设置对照组，分别研究过氧化钠与干燥二氧化碳、湿润二氧化碳在不同反应条件下的反应以及反应产物的检验，了解了实验的原理、实验的步骤、结论等，通过实验设计的装置，达到了实验的目的；在实验设计上，使用干燥管来替换操作较为复杂的U型管装置，简化了实验操作流程；在实验中，培养了学生的动手实践能力，开拓了学生的思维，通过对照进行实验内容的掌握，弥补教材中实验介绍的不足，从而达到该项实验的设计目标。

结语

以往的化学实验都是教材上已有的，对实验的原理、实验的步骤、实验的现象以及实验的结论都有了清晰地认识，但是过氧化钠与二氧化碳的反应只是基于一个化学方程式，需要教师和学生进行合理的实验设计，自主探究，并通过探究了解反应的相关问题。在进行化学教学时，应在学生掌握基本的理论知识的前提下进行实验教学，培养学生的动手、动脑能力。

[参考文献]

[1] 周媛，张丹，张志会. 有关过氧化钠与二氧化碳反应实质的创新实验探究[J]. 中国教育技术装备，2011，09.

[2] 张庆. 过氧化钠与二氧化碳反应本质的实验探究[J]. 中学教学参考，2014，17：95.