有關過氧化鈉與二氧化碳反應實質(zhì)的創(chuàng)新實驗探究

周媛 張丹 張志會

1 四川師范大學化學與材料科學學院 成都 610068 2 四川大學制造科學與工程學院 成都 610065

有關過氧化鈉與二氧化碳反應實質(zhì)的創(chuàng)新實驗探究

周媛1張丹1張志會2

1 四川師范大學化學與材料科學學院 成都 610068 2 四川大學制造科學與工程學院 成都 610065

過氧化鈉與二氧化碳的反應是高中階段的一個重要實驗。在分析相關的大量實驗理論和反復實踐操作的基礎上，設計不同的實驗裝置，將Na2O2分別與干燥和濕潤的CO2發(fā)生反應，并在文中詳細介紹實驗原理、現(xiàn)象以及操作過程，最后簡要闡述實驗的創(chuàng)新點。

過氧化鈉；二氧化碳；實驗

Abstract Peroxide sodium and carbon dioxide reaction has been one of the important experiment high school stage, can be in the teaching process of the experimental middle school students always unable to do the essence of qualitative, after analyzing the related grasp a lot of experimental basis, the author designed the two contrast experiment device used to will Na2O2with CO2two substances in different conditions to validate and product of Reached make students easily grasp the essence of the chemical reaction, and can correct understanding and expression appeared cylinder experiment purposes.

Key words Na2O2; CO2; reaction

過氧化鈉（Na2O2）是高中化學的一種重要的化合物，也是歷年高考中氧化還原反應、化學實驗以及化學計算考查的熱點之一。人教版的高一化學必修1中未對過氧化鈉與二氧化碳的化學實驗做詳細的介紹，因此缺乏實驗對理論的驗證?；谏鲜鲆蛩乜紤]，筆者在分析大量實驗的基礎上，為了增強學生對該化學實驗的感性認識，提高學生的學習興趣，在本文設計兩套實驗裝置，分別對上述實驗中Na2O2與CO2在兩種不同的條件下所生成的產(chǎn)物加以驗證。

1 實驗目的及原理

1.1 實驗目的

1）通過本實驗，能夠使學生從定性和定量的角度明白Na2O2與兩種不同的條件下的CO2發(fā)生化學反應，條件不同產(chǎn)物不同，并學會自己如何通過設計實驗裝置來檢測反應的過程所生成的產(chǎn)物。

2）通過本實驗還能夠培養(yǎng)學生的科學探究意識與自我實驗的能力。

1.2 實驗原理

實驗的目的主要是為了驗證Na2O2與CO2在有、無水參與的條件下是否發(fā)生化學反應，并通過所設計的實驗裝置對上述兩種條件下所生成的產(chǎn)物進行驗證，下面實驗過程所需要的原理介紹。

1）有水的條件下：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2；2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

2）無水的條件下：2Na202+2C02=2Na2C03+02

1.3 實驗所需藥品

脫脂棉、稀鹽酸（體積比大約為1:2）、碳酸氫鈉粉末、過氧化鈉粉末、堿石灰、大理石。

2 實驗裝置及步驟

整個實驗共分為兩個部分，第一部分驗證Na2O2與CO2在無水條件下所發(fā)生的化學反應。由于CO2需要在無水的條件下參與反應，因此需要對其干燥，實驗所需的裝置如圖1所示。

2.1 實驗步驟及實驗現(xiàn)象

1）連接好上述實驗裝置，首先檢查裝置的氣密性。由圖1所示的連接裝置從左到右、從下到上檢查。檢查氣密性時用酒精燈對墊有石棉網(wǎng)的燒瓶進行加熱，裝置末端安裝盛水的燒杯，若燒杯中有氣泡產(chǎn)生則證明裝置氣密性好，否則重新連接裝置。

2）在燒瓶A內(nèi)裝入大理石，試劑瓶B中裝入濃硫酸，干燥管中裝入堿石灰與用脫脂棉包好的過氧化鈉粉末，分液漏斗中加入稀鹽酸。

3）開始實驗時要緩緩打開分液漏斗活塞，將稀鹽酸慢慢地滴下，待試劑瓶中有氣泡出現(xiàn)時，觀察干燥管內(nèi)的過氧化鈉等物質(zhì)的顏色變化。

4）實驗完畢，記錄實驗結果及現(xiàn)象并拆除實驗裝置。

記錄的實驗現(xiàn)象：1）干燥管中的脫脂棉燃燒，但所需反應的時間較長；2）過氧化鈉顏色由黃色變成白色；3）玻璃管內(nèi)壁有小水珠產(chǎn)生；4）帶火星的木條復燃。

實驗的第二部分主要是通過設計圖2所示實驗裝置，驗證Na2O2與CO2在有水的條件下所發(fā)生的化學反應，具體的實驗過程：在第一部分對實驗裝置進行操作的基礎上，實驗裝置2直接省略用濃硫酸對CO2氣體進行干燥的部分，直接針對原理1進行驗證。

記錄的實驗現(xiàn)象：1）脫脂棉燃燒，而且所需反應時間較短；2）過氧化鈉顏色由黃色變?yōu)榘咨?）玻璃管內(nèi)壁有水珠生成；4）帶火星的木條復燃。

3 實驗結論

通過分別做過氧化鈉與干燥的二氧化碳和潮濕的二氧化碳反應的實驗，不難得出不僅潮濕的二氧化碳能和過氧化鈉反應，而且干燥的二氧化碳也能和過氧化鈉反應。在無水條件下反應時，玻璃管內(nèi)壁有水珠產(chǎn)生是因為脫脂棉在燃燒時產(chǎn)生水。另一方面，在充滿干燥二氧化碳的干燥管內(nèi)脫脂棉的燃燒同時也驗證了過氧化鈉和二氧化碳在上述條件下能夠發(fā)生化學反應：過氧化鈉與二氧化碳反應，在產(chǎn)生氧氣的同時伴隨有大量的熱量放出，從而導致脫脂棉燃燒。

4 實驗創(chuàng)新點

本文主要是通過一組對比實驗將Na2O2與CO2在兩種不同的條件下的反應實質(zhì)及產(chǎn)物，通過所設計的實驗裝置得到一一驗證，并在裝置的設計上采用一種干燥管來代替復雜的U形管等裝置，有利于學生實驗動手能力的培養(yǎng)以及對該實驗的本質(zhì)的掌握，能夠通過對比記憶掌握該實驗，從而彌補人教版的高一化學必修1中對此實驗介紹的不足，達到設計該實驗的預期目標。

5 結語

化學實驗作為高中階段學習化學的有效方法之一，在掌握科學文化知識的同時，不僅能夠培養(yǎng)學生的學習興趣，增強對復雜的化學反應的理性認識，最重要的是通過實驗能夠培養(yǎng)學生的科學探究意識和社會實踐能力，使學生能夠對化學這門以實驗為基礎的自然科學有更深層次的了解。

[1]人民教育出版社化學室.全日制普通高級中學教科書化學:第一冊[M].北京:人教育出版社出版,2003

[2]北京師范大學無機化學教研室,等.無機化學[M].北京:高等教育出版社,1992

[3]吳泳.大學化學新體系實驗[M].北京:科學出版社,1999

[4]李曉軍.過氧化鈉與二氧化碳反應的實驗設計[J].中國教育技術裝備,2007(11):37

[5]覃文秋.過氧化鈉與二氧化碳反應的實驗[J].實驗設計,2004(7)

[6]楊生貴.過氧化鈉與水、二氧化碳反應的實驗探究[J].化學教學,2010(8):11-13

Relevant Peroxide Sodium and Carbon Dioxide Reaction Substantial Innovation Experiment/

/Zhou Yuan,Zhang Dan, Zhang Zhihui

G642.423

B

1671-489X(2011)09-0097-02

10.3969/j.issn.1671-489X.2011.09.097

Author’s address

1 Sichuan Normal University, Chengdu, China 610068

2 Sichuan University, Chengdu, China 610065

作者：周媛，在讀碩士研究生，主要研究方向為化學教學論與電化學，2009年獲得理學學士學位。