探究过氧化钠与水反应后滴入酚酞的变色问题

李萍

摘 要：在新课程的教学过程中，教师应设计课堂教学或抓住课堂上出现的真实情景问题，让学习发生在学生身上，让学生在学习过程中去经历、去体验、去成长、去收获。

关键词：探究 过氧化钠 酚酞 变色

研究背景：高中化学人教版必修一“几种重要的金属氧化物”，课本实验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中滴入酚酞溶液，有什么现象发生？ 2Na2O2+2H2O == 4NaOH+O2↑根据这个反应，现象应该为：带火星的木条复燃，滴入酚酞后溶液变为红色。为了证明反应产物，我在课堂上进行了演示：把水滴入盛有少量过氧化钠固体的试管中，产生了大量气泡；将带火星的木条放在试管口，木条复燃，证明了反应有氧气生成；向试管中滴加酚酞，溶液变红，证明了反应有氢氧化钠生成。但是当课堂上给学生继续演示时发现，变红的溶液很快褪色，再滴加酚酞，继续变红但又褪色，这是什么原因呢？于是我把探究任务交给了学生。

学生活动：

一、原理分析

在查阅了书籍与上网搜索后，经过归纳，学生认為导致溶液褪色的原因可能有以下几种：

1.酚酞的变色范围是8.2～12.0，所以酚酞在较浓或较稀的NaOH溶液中为无色；

2.反应产生的氧气使酚酞氧化褪色；

3.氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应，使红色消失；

4.反应还产生了具有氧化性的其他物质，使酚酞褪色；

二、设计实验

1.褪色与氢氧化钠的浓度有关

酚酞（Phenolphthalein）在酸碱中的结构变化：（In=C20H12O4）

不同pH的NaOH对于酚酞的显色情况

[实验]测量过氧化钠与水反应后的溶液pH值为 10

[结论]溶液褪色与溶液pH值无关

2.反应产生的氧气使酚酞氧化褪色

[实验]向滴有酚酞的红色NaOH溶液中通入O2，实验结果显示，溶液不褪色。

[结论]溶液褪色与反应产生的O2无关

3.氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应

[实验]取一定量Na2CO3溶液，测量其pH值，向溶液中滴加酚酞溶液，溶液呈红色。

[结论]酚酞溶液红色消失与空气中的二氧化碳无关。

4.反应产生了有氧化性的其他物质

将Na2O2与水反应，用手摸试管，发现试管壁发热。资料中显示： Na2O2与水反应，生成NaOH和H2O2，H2O2受热分解生成H2O与O2，H2O2具有氧化性。

[实验]向反应完的试管中加入少量MnO2，发现有大量气泡产生；将带火星木条放在管口，木条复燃，证明有O2生成，溶液中含H2O2。

[实验]取适量双氧水于一支试管中，滴加pH=11的NaOH，然后再加入酚酞，出现红色，振荡，红色变淡，最后消失。

[结论]H2O2具有氧化性，H2O2能使酚酞褪色；

[实验]取原实验药品用量：向一定量的Na2O2中加适量的水后，继续加少量MnO2，待不再产生气泡时，过滤，向滤液中加入酚酞，溶液变红，不再褪色。

[结论]过氧化钠与水反应，生成氢氧化钠和双氧水，反应放热：Na2O2+2H2O ==== 2NaOH + H2O2

双氧水分解，生成水和氧气：2H2O2 ==== 2H2O+ O2↑

总反应化学方程式为：2Na2O2+ 2H2O ==== 4NaOH +O2↑

[结论]反应中产生了具有氧化性的其他物质如H2O2，使酚酞褪色。

经过学生实验验证的结论是否完全正确呢，我又带着同学们补充了实验：做类比实验，取较多量的Na2O2，加入适量的水，再加入MnO2过滤后，向滤液中滴加酚酞，同样的操作，可是红色又褪去了，同样的操作怎么又出现不一样的结论呢，带着问题陷入了思考、争论中，不一样在哪里呢？对了，两次Na2O2的用量不同，所以得到NaOH的浓度不同，是这个原因吗，设计实验方案，将试管中溶液分为两等分，向其中一份中加水稀释，再加入酚酞，这次溶液变红且不褪色了，原来NaOH的浓度也会对该实验产生影响，至此学生的探究才画上了一个句号。

教学要激发学生的学习动机，唤起学生对学习的兴趣，激励学生求知的渴望和取得成就的愿望。本次教学活动学生查阅书籍与上网搜索后，经过归纳，得出导致溶液褪色的几种可能原因，设计实验并进行验证等一系列活动，开阔了学生的眼界，丰富了所学的知识，同时培养了学生实事求是的科学态度和一丝不苟的科学精神。