Na2O2与H2O反应异常现象的实验探究

（安徽省铜陵市枞阳第三中学）

摘 要：化学是一门以实验为基础的学科，化学实验在化学教学中起到重大作用。通过过氧化钠与水反应后容易使酚酞溶液红色褪去异常现象的探究，让学生体会实验探究的一般方法，培养学生分析问题、解决问题的能力。

关键词：实验探究；异常现象；酚酞；过氧化钠

人教版《化学1》（必修）第三章第二节几种重要的金属化合物中实验3-5“把水滴入盛有少量过氧化钠固体的试管中，立即把带火星的木条放在试管口，检验生成的气体。用手轻轻摸一摸试管外壁，有什么感觉？然后向反应后的溶液滴入酚酞溶液，有什么现象发生？”实验中现象是带火星的木条复燃证明生成氧气，试管外壁有发烫的感觉证明反应放热，滴加酚酞的溶液先变红色后褪色，课本上化学方程式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。然而，既然生成物是氢氧化钠，为什么滴加酚酞后红色会褪去，出现该异常现象到底是什么原因呢？学生对此异常现象非常不理解，我决定对学生进行分组讨论并进行试验，探究过氧化钠与水反应产物滴加酚酞红色褪去的原因。

寻找产生异常现象的可能原因：

经过学生激烈的讨论最终提出以下猜想

1.是否有可能所用的试管不洁净，杂质干扰使红色褪去？

2.是否有可能过氧化钠已变质，生产的杂质使红色褪去？

3.是否有可能反应放热，温度过高使红色褪去？

4.是否有可能过氧化钠有剩余导致红色褪去？

5.是否有可能生成的氧气使红色褪去？

6.是否有可能由于漂白使红色褪去？比如生成了中间产物H2O2。

7.是否有可能生成的氢氧化钠浓度过高使红色褪去？

设计实验方案：

小组讨论后，学生根据已有的化学知识并结合自己的猜想，提出合理的实验方案验证猜想的正确性。

方案1：用洁净的试管，未开封的药品冷却反应液做实验。

方案2：向滴加酚酞的氢氧化钠溶液中通入纯净的氧气。

方案3：向过氧化钠与水反应溶液中加少许二氧化锰。

方案4：在方案3基础上过滤掉二氧化锰所得滤液平均分成两份，其中一份稀释，分别加酚酞。

教师和学生一起分析各个方案的可行性、科学性、安全性等方面加以评价，最终确定实验方案。

实验探究：教师准备药品和仪器，学生分小组做探究实验，填写实验报告。

药品：过氧化钠，蒸馏水，酚酞，纯净氧气，0.01mol/L的NaOH溶液，二氧化锰等。

仪器：试管，滴管，普通漏斗，铁架台，烧杯等。

[实验1]

实验目的：验证红色褪去的原因是否是杂质和放热等影响

实验步骤：用洁净的试管，未开封的药品做过氧化钠与水反应实验，产物冷却后做滴加酚酞实验发现过氧化钠与水反应非常迅速无剩余，观察实验现象。

实验现象：红色褪去

实验结论：红色褪去的原因不是杂质和放热等影响，排除猜想1，2，3，4。

[实验2]

实验目的：验证反应生产的氧气能否使滴加酚酞的溶液红色褪去

实验原理：酚酞使稀NaOH溶液变红后通入纯净的氧气观察

实验步骤：向0.01mol/L的NaOH溶液里滴加几滴酚酞溶液，振荡，通入制备的纯净的氧气。

实验现象：滴加酚酞溶液的NaOH溶液变红，通入氧气红色不褪去。

实验结论：生成的氧气对红色褪去无影响，排除猜想5。

[实验3]

实验目的：验证反应中生产中间产物H2O2使滴加酚酞的溶液红色褪去

实验原理：H2O2在二氧化锰催化作用下会产生氧气

实验步骤：将过氧化钠与水反应的产物放置一会儿（无气泡），加入二氧化锰，观察。后伸入带火星的木条，观察木条是否复燃？

实验现象：有大量气泡并且带火星的木条复燃

实验结论：反应中生成中间产物H2O2生成，H2O2强氧化作用使得红色漂白褪去，猜想6正确。

[实验4]

实验目的：验证生成的氢氧化钠浓度过高能否使滴加酚酞的溶液使红色褪去

实验原理：过滤实验3中的二氧化锰排除双氧水的干扰，再加验证生成的氢氧化钠浓度是否有影响。

实验步骤：实验3中溶液无气泡后，过滤掉二氧化锰，将溶液分成两份，其中一份加水稀释，分别滴加酚酞，观察现象。

实验现象：观察到未稀释的那份溶液红色褪去，稀释的那份红色不褪去

实验结论：过浓的氢氧化钠确实可以使红色褪去，猜想7正确。

实验探究结论：综合以上探究，我们发现使得过氧化钠与水反应产物滴加酚酞溶液红色褪去的原因有：（1）生成了中间产物H2O2，其有很强的氧化性，能将红色漂白褪去。（2）生成了过浓的氢氧化钠。

教材上化学方程式：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑应该分成两步，第一步产生双氧水Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2；第二步雙氧水分解2H2O2=2H2O+O2↑。通过“发现问题—作出猜想—设计方案—实验验证—得出结论”的科学探究过程，教师和学生完成了过氧化钠与水反应异常现象的解释，对课本知识的补充和升华。

参考文献：

许志勤.让“异常”实验现象发挥教学功能：“过氧化钠与水反应的实验探究”教学案例与分析[J].化学教育，2013（1），31.

作者简介：苏春美，女，安徽枞阳人，本科，中学二级教师，就职于安徽省铜陵市枞阳县枞阳三中。

编辑 薄跃华