過氧化鈉與水反應(yīng)異常現(xiàn)象探究實驗

1、過氧化鈉與水反應(yīng)異?，F(xiàn)象探究實驗反思今天下午是中學(xué)教學(xué)實驗研究，做了過氧化鈉與水反應(yīng)異常現(xiàn)象探究的實驗，剛開始做實驗時感覺實驗本身超級簡單，用不了多長時間就會做完。進(jìn)實驗室之前感覺自己都準(zhǔn)備好了，因為按照自己的想法設(shè)計出了實驗方案，又通過查找資料進(jìn)行了修改，但是進(jìn)了實驗室，老師的一個個問題，還有“深思熟慮”的見解，讓我感到自己開始時想得有點膚淺。這個探究實驗遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止自己原先想的那么淺，那么簡單。它不同于普化、綜合實驗，它不僅要求以實驗者的角度去思考、實施實驗本身，而且更要求以一個化學(xué)教師的角度去更深層次的思考，更加規(guī)范自己的操作，還要思考實驗給教學(xué)什么樣的啟示，讓學(xué)生從中真正能獲益什么?？茖W(xué)探

2、究過程可以說是科學(xué)知識的產(chǎn)生過程，是個人層面的科學(xué)。如果我們按照查好的資料進(jìn)行實驗，不加入自己的思考，這就是知識的再認(rèn)知過程，而這樣的過程是不合格的科學(xué)探究。本實驗是探究的實驗，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，讓學(xué)生從停留在知識表面上整體上的感性認(rèn)識轉(zhuǎn)向理性地對單獨因素的作用機(jī)制的科學(xué)認(rèn)識?；谶@樣的思考我進(jìn)行了本實驗的內(nèi)容。首先針對異?，F(xiàn)象我提出了以下猜想：由于過氧化鈉與水反應(yīng)實質(zhì)上分兩步進(jìn)行，而且釋放出熱量，2Na2O2+4H2O=4NaOH+2H2O2;2H2O2=2H2O+O2.導(dǎo)致溶液紅色褪去的原因從物質(zhì)與熱量方面來考慮可能有：、反應(yīng)產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致溶液的溫度上升，可能使紅色褪去；、可能是產(chǎn)物

3、中氧氣的氧化性使溶液紅色褪去；、可能是過氧化氫漂白性使溶液紅色褪去；、可能是受生成物氫氧化鈉濃度的影響。然后從理論知識進(jìn)行了分析：酚酞是4，4二羥基三苯甲醇一2一羧酸的內(nèi)酯，具有弱酸性、弱還原性，無色晶體，在稀酸和中性溶液中，酚酞分子中三個苯環(huán)與一個SP3雜化的中心碳原子相連，三個苯環(huán)(生色基)之間未形成共軛關(guān)系，因此是無色的。遇堿后內(nèi)酯開環(huán)并生成二鈉鹽，中心碳原子轉(zhuǎn)化為SP2雜化狀態(tài)，與三個苯環(huán)形成多個生色基共扼體系（醌式結(jié)構(gòu)），因而顯顏色（紅色）。但在過量堿的作用下，由于生成了三鈉鹽，中心碳原子又恢復(fù)到SP3雜化狀態(tài)，共扼體系消失，顏色也隨之褪去?？梢娂t色酚酞褪色的原因可能是顯紅色的醌式結(jié)

4、構(gòu)被破壞了。從上圖示可以看出，酚酞遇過量的堿，可使紅色溶液褪色。通過分析化學(xué)中的知識知道，酚酞變色范圍是pH值介于8.2-10.0之間?？梢姎溲趸c使溶液褪色與其濃度有關(guān)。根據(jù)假說及推理我設(shè)計并進(jìn)行了以下實驗：實驗一：實驗?zāi)康模禾骄糠磻?yīng)產(chǎn)生的熱量是否使紅色酚酞溶液褪色實驗藥品：過氧化鈉粉末、蒸餾水、酚酞溶液實驗儀器：試管、燒杯、量筒實驗步驟：、向小試管中加入一小藥匙過氧化鈉粉末，加入10mL蒸餾水待反 應(yīng)完全后將溶液分成兩份； 、將一份浸入裝有冷水的燒杯中，冷卻后滴加2滴酚酞溶液； 、將另一份侵入熱水中，再向其中滴加2滴酚酞溶液；實驗現(xiàn)象：兩份溶液的紅色的逐漸退去，只不過熱的褪色快點實驗結(jié)論:

5、反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不是使紅色酚酞溶液褪色的原因，熱水中的那份溶液 褪色較快的原因是物理反應(yīng)，因為溫度高加快了分子的或離子的運動。由于猜想氫氧化鈉的濃度可能是使紅色酚酞溶液褪色的原因，因此在分析其它因素是，應(yīng)首先要排除氫氧化鈉濃度的影響。即是找到一個較低的氫氧化鈉濃度，再此濃度時可以保證紅色酚酞溶液長時間不褪色。因此我配制了0.01mol/LNaOH溶液以供下面實驗用。實驗二：實驗?zāi)康模禾骄垦鯕馐欠衲苁辜t色酚酞溶液褪色實驗藥品：30%的過氧化氫溶液、二氧化錳、0.01mol/LNaOH溶液、酚酞溶液實驗儀器：試管、試管架、帶有導(dǎo)氣管的單孔膠塞，膠頭滴管實驗步驟：、向試管中加入0.01mol/LNaO

6、H溶液3mL，滴加2滴酚酞溶液使 其變?yōu)榧t色； 、向一支試管中加入3mL30%H2O2,用試管架固定，之后向其中加 入少量MnO2,并將制得的氧氣通入紅色溶液中，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：紅色酚酞溶液沒有褪色實驗結(jié)論：氧氣不能使紅色酚酞溶液褪色實驗三：實驗?zāi)康模禾骄縃2O2是否使紅色酚酞溶液褪色實驗藥品：30%H2O2、0.01mol/LNaOH溶液、酚酞溶液實驗儀器：試管、膠頭滴管實驗步驟：向一支試管中加入0.01mol/LNaOH溶液3mL，再向其中滴加2滴酚 酞溶液，觀察到溶液變?yōu)榧t色并長時間不褪色，再向其中加入 2mL30%H2O2，振蕩試管，23min后觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：紅色酚酞溶液顏色

7、逐漸變淺至褪色實驗結(jié)果：H2O2可以使紅色酚酞溶液褪色實驗四：實驗?zāi)康模禾骄縉aOH是否為紅色酚酞溶液褪色的原因?qū)嶒炈幤罚簹溲趸c固體、酚酞溶液、鹽酸實驗儀器：試管、膠頭滴管實驗步驟：、配制3mol/L的氫氧化鈉溶液； 、向試管中加入3mL3mol/LNaOH溶液，向其中滴加2滴酚酞溶液， 可以看到溶液先變紅后褪色。將所得溶液分為兩份。 、向其中一份滴加少量鹽酸，并與另一份進(jìn)行對比。觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：當(dāng)向其中一支試管中逐滴加入鹽酸中和氫氧化鈉，隨著氫氧化鈉濃度 的減小，溶液又恢復(fù)為紅色。實驗結(jié)論：氫氧化鈉使溶液褪色與其濃度有關(guān)。 由于酚酞變色范圍是pH值介 于8.2-10.0之間，而實驗中氫

8、氧化鈉濃度很大，pH值在10以上， 導(dǎo)致酚酞呈現(xiàn)無色。加入鹽酸后，由于中和反應(yīng)，氫氧化鈉濃度下降， pH值降至10.0以下，由于變色的可逆性，溶液再次呈現(xiàn)紅色。所以， 是NaOH的濃度造成酚酞褪色，而并非酚酞結(jié)構(gòu)被破壞。以上實驗是自己的一點小想法，在向老師匯報之后基于老師提出的更深層次的問題又進(jìn)行了下面的實驗。首先是在探究反應(yīng)產(chǎn)生的熱量是否能使紅色酚酞溶液褪色中，我考慮的是反應(yīng)產(chǎn)生的熱量能否使紅色酚酞溶液褪色，所以用的是過氧化鈉與水反應(yīng)這一體系，這樣證明的結(jié)論就是在混合體系中反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不能使紅色酚酞溶液褪色。但也可以從另一個層面進(jìn)行分析，探究熱量對紅色酚酞溶液的影響，這樣更廣泛，不僅適用于

9、這一個實驗，對一類都使用。其次是對高濃度的氫氧化鈉使酚酞溶液變紅又褪色后得到的無色溶液的探究。在探究氫氧化鈉濃度對紅色酚酞溶液的影響時我們已經(jīng)得出了氫氧化鈉濃度使紅色酚酞溶液褪色并沒有破壞酚酞顯紅色時的結(jié)構(gòu)，而是具有可逆性的變色。但是并沒有對過氧化氫使紅色酚酞溶液褪色后得到的無色溶液進(jìn)行深入探究?；谏鲜鰞牲c我又進(jìn)行了以下實驗。實驗五:實驗?zāi)康模禾骄繜崃磕芊袷辜t色酚酞溶液褪色實驗藥品：0.01mol/LNaOH溶液、酚酞溶液實驗儀器：燒杯、試管、試管夾實驗步驟： 、取兩支試管，分別向其中加入3mL0.01mol/LNaOH溶液； 、將一支試管放在冷水中冷卻，將另一支試管放在熱水中加熱。 、向兩

10、支試管中分別加入2滴酚酞溶液，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：兩支試管中的紅色酚酞溶液都沒有褪色實驗結(jié)論：熱量并不能使紅色酚酞溶液褪色實驗六：實驗?zāi)康模禾骄窟^氧化氫使紅色酚酞溶液褪色后得到的無色溶液的性質(zhì)實驗藥品：30%H2O2、0.01mol/LNaOH溶液、酚酞溶液、實驗步驟：、向試管中加入3mL3mol/LNaOH溶液，向其中滴加2滴酚酞溶 液，可以看到溶液先變紅后褪色。將所得溶液分為兩份。 、向其中一份無色溶液中滴加少量鹽酸；向另一份無色溶液中加 入2mL30%H2O2，再加入一定量的鹽酸，觀察現(xiàn)象； 、向另一支試管中加入 2mL30%H2O2，再滴入2滴酚酞溶液，再 加入3mL0.01mol/LNaOH溶液，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：第一份中加入鹽