探究過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)后滴入酚酞的變色問(wèn)題

李萍

摘 要：在新課程的教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)設(shè)計(jì)課堂教學(xué)或抓住課堂上出現(xiàn)的真實(shí)情景問(wèn)題，讓學(xué)習(xí)發(fā)生在學(xué)生身上，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中去經(jīng)歷、去體驗(yàn)、去成長(zhǎng)、去收獲。

關(guān)鍵詞：探究 過(guò)氧化鈉 酚酞 變色

研究背景：高中化學(xué)人教版必修一“幾種重要的金屬氧化物”，課本實(shí)驗(yàn)3-5：把水滴入盛有少量過(guò)氧化鈉固體的試管中，立即把帶火星的木條放在試管口，檢驗(yàn)生成的氣體。用手輕輕摸一摸試管外壁，有什么感覺(jué)？然后向反應(yīng)后的溶液中滴入酚酞溶液，有什么現(xiàn)象發(fā)生？ 2Na2O2+2H2O == 4NaOH+O2↑根據(jù)這個(gè)反應(yīng)，現(xiàn)象應(yīng)該為：帶火星的木條復(fù)燃，滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色。為了證明反應(yīng)產(chǎn)物，我在課堂上進(jìn)行了演示：把水滴入盛有少量過(guò)氧化鈉固體的試管中，產(chǎn)生了大量氣泡；將帶火星的木條放在試管口，木條復(fù)燃，證明了反應(yīng)有氧氣生成；向試管中滴加酚酞，溶液變紅，證明了反應(yīng)有氫氧化鈉生成。但是當(dāng)課堂上給學(xué)生繼續(xù)演示時(shí)發(fā)現(xiàn)，變紅的溶液很快褪色，再滴加酚酞，繼續(xù)變紅但又褪色，這是什么原因呢？于是我把探究任務(wù)交給了學(xué)生。

學(xué)生活動(dòng)：

一、原理分析

在查閱了書(shū)籍與上網(wǎng)搜索后，經(jīng)過(guò)歸納，學(xué)生認(rèn)為導(dǎo)致溶液褪色的原因可能有以下幾種：

1.酚酞的變色范圍是8.2～12.0，所以酚酞在較濃或較稀的NaOH溶液中為無(wú)色；

2.反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣使酚酞氧化褪色；

3.氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應(yīng)，使紅色消失；

4.反應(yīng)還產(chǎn)生了具有氧化性的其他物質(zhì)，使酚酞褪色；

二、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

1.褪色與氫氧化鈉的濃度有關(guān)

酚酞（Phenolphthalein）在酸堿中的結(jié)構(gòu)變化：（In=C20H12O4）

不同pH的NaOH對(duì)于酚酞的顯色情況

[實(shí)驗(yàn)]測(cè)量過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)后的溶液pH值為 10

[結(jié)論]溶液褪色與溶液pH值無(wú)關(guān)

2.反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣使酚酞氧化褪色

[實(shí)驗(yàn)]向滴有酚酞的紅色NaOH溶液中通入O2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，溶液不褪色。

[結(jié)論]溶液褪色與反應(yīng)產(chǎn)生的O2無(wú)關(guān)

3.氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應(yīng)

[實(shí)驗(yàn)]取一定量Na2CO3溶液，測(cè)量其pH值，向溶液中滴加酚酞溶液，溶液呈紅色。

[結(jié)論]酚酞溶液紅色消失與空氣中的二氧化碳無(wú)關(guān)。

4.反應(yīng)產(chǎn)生了有氧化性的其他物質(zhì)

將Na2O2與水反應(yīng)，用手摸試管，發(fā)現(xiàn)試管壁發(fā)熱。資料中顯示： Na2O2與水反應(yīng)，生成NaOH和H2O2，H2O2受熱分解生成H2O與O2，H2O2具有氧化性。

[實(shí)驗(yàn)]向反應(yīng)完的試管中加入少量MnO2，發(fā)現(xiàn)有大量氣泡產(chǎn)生；將帶火星木條放在管口，木條復(fù)燃，證明有O2生成，溶液中含H2O2。

[實(shí)驗(yàn)]取適量雙氧水于一支試管中，滴加pH=11的NaOH，然后再加入酚酞，出現(xiàn)紅色，振蕩，紅色變淡，最后消失。

[結(jié)論]H2O2具有氧化性，H2O2能使酚酞褪色；

[實(shí)驗(yàn)]取原實(shí)驗(yàn)藥品用量：向一定量的Na2O2中加適量的水后，繼續(xù)加少量MnO2，待不再產(chǎn)生氣泡時(shí)，過(guò)濾，向?yàn)V液中加入酚酞，溶液變紅，不再褪色。

[結(jié)論]過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)，生成氫氧化鈉和雙氧水，反應(yīng)放熱：Na2O2+2H2O ==== 2NaOH + H2O2

雙氧水分解，生成水和氧氣：2H2O2 ==== 2H2O+ O2↑

總反應(yīng)化學(xué)方程式為：2Na2O2+ 2H2O ==== 4NaOH +O2↑

[結(jié)論]反應(yīng)中產(chǎn)生了具有氧化性的其他物質(zhì)如H2O2，使酚酞褪色。

經(jīng)過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)論是否完全正確呢，我又帶著同學(xué)們補(bǔ)充了實(shí)驗(yàn)：做類比實(shí)驗(yàn)，取較多量的Na2O2，加入適量的水，再加入MnO2過(guò)濾后，向?yàn)V液中滴加酚酞，同樣的操作，可是紅色又褪去了，同樣的操作怎么又出現(xiàn)不一樣的結(jié)論呢，帶著問(wèn)題陷入了思考、爭(zhēng)論中，不一樣在哪里呢？對(duì)了，兩次Na2O2的用量不同，所以得到NaOH的濃度不同，是這個(gè)原因嗎，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，將試管中溶液分為兩等分，向其中一份中加水稀釋，再加入酚酞，這次溶液變紅且不褪色了，原來(lái)NaOH的濃度也會(huì)對(duì)該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響，至此學(xué)生的探究才畫(huà)上了一個(gè)句號(hào)。

教學(xué)要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，喚起學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣，激勵(lì)學(xué)生求知的渴望和取得成就的愿望。本次教學(xué)活動(dòng)學(xué)生查閱書(shū)籍與上網(wǎng)搜索后，經(jīng)過(guò)歸納，得出導(dǎo)致溶液褪色的幾種可能原因，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行驗(yàn)證等一系列活動(dòng)，開(kāi)闊了學(xué)生的眼界，豐富了所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和一絲不茍的科學(xué)精神。