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课内开展研究性学习一例(教师中心稿)
课内开展研究性学习一例
--过氧化钠与水反应后的溶液滴加酚酞产生异常现象的探究
武汉市江夏区第一中学 刘菊萍
1. 问题情景
[师]同学们，我们学习了过氧化钠与水的反应，生成物是什么？
[生]生成物是NaOH和O2
[师]请大家写出化学方程式。
（一人上黑板写，其他同学自己练习。）
[师]往所得的溶液中滴加几滴酚酞，将会看到什么现象？
[生]溶液变红。
[师]是不是这样的呢？我们来做实验看看。
〔教师演示实验，学生仔细观察实验现象。〕
[生]溶液先变红，后逐渐褪色。
[师]变红后的溶液为什么会褪色呢？
（针对这一异常现象，引起了学生的好奇心，激发了学生的学习兴趣、动机和求知欲，各种不同的猜想纷纷涌现。）
2、作出猜想
通过充分的讨论，学生作出如下各种猜想：
[猜想一]有可能是Na2O2变质了
[猜想二]有可能是我们所用的试管不干净，管壁上沾的杂质产生影响，使红色褪去;
[猜想三]我们用的水是自来水，可能是用的自来水中具有漂白性物质，使红色褪去;
[猜想四]也有可能是酚酞变质了，或是酚酞中混有酸;
[猜想五]可能是过氧化钠过量了，过氧化钠具有氧化性，使红色褪去;
[猜想六]可能是Na2O2少了，生成的NaOH溶液浓度太低，使酚酞不稳定显红色；
[猜想七] 可能是生成的NaOH与空气中的CO2反应生成了Na2CO3和NaHCO3而变质了。
[猜想八]有可能是生成的O2使红色褪去。
[师]还有别的猜想吗？如果想到，可以提出来。我们先来解决前面提到的猜想。
上述猜想哪些可以很快想出方法解决呢？
（学生针对问题，踊跃提出自己的见解，思维活跃）
[生]猜想一可用未开盖的过氧化钠来做实验；
[生]猜想二、三可用蒸馏水和洁净的试管来做实验；
[生]也可以用未变质的酚酞来做实验；
[师]酚酞溶液是实验室里配制好的，假如我现在不知道它是否变质，怎么办呢？
[生]可用这瓶酚酞滴几滴到NaOH溶液中去，看其是否褪色。
[师]说得好，请你来做实验证明一下。
[学生实验]证明：酚酞未变质。
[生]猜想五不可能，因为Na2O2与水反应，Na2O2肯定不足，因为水是过量的，而且反应生成的是溶液，没有固体存在。
[师]很好，说得有道理。
[师]还有剩下的几个猜想，大家一时难以想出很好的解决方法，现在大家分组讨论一下，设计出证明这些猜想对错的实验方案。
3、设计方案
[方案六]用不同量的Na2O2作对比实验。
[方案七]向NaOH与溶液中滴加2滴酚酞，变红色且较长时间不褪色，然后通入CO2气体。
[方案八]往稀NaOH溶液中，滴加2滴酚酞，制备O2通入到溶液中。
（学生分小组进行讨论、交流，通过自我学习和合作学习，获得情感体验，达到学习目的和能力的增强。）
4、实验探究
主要对以上几个方案进行实验，实验前提：
用去污粉、自来水、蒸馏水将试管洗干净，用未开过盖Na2O2固体，加蒸馏水反应。
[实验六]往四个试管中依次加不同量的Na2O2固体，分别加2毫升蒸馏水，振荡待反应完全，加2滴酚酞。
现象：变红，然后逐渐褪色。
[初步结论]不是Na2O2的量的多少的原因。
[实验七]向NaOH溶液中滴加2滴酚酞，变红色，且较长时间不褪色，然后通入CO2气体。
现象：红色不褪去。
[初步结论]不是NaOH与CO2反应的原因。
[实验八]向试管中加NaOH溶液2毫升蒸馏水，变红，用KCLO3和MnO2混合并加热，将产生的O2通入溶液中。
现象：溶液红色较长时间不褪色。
[初步结论]生成的O2不影响。
[师]那么原因到底在哪儿呢？请大家继续大胆猜想。
（学生有以上猜想被排除后，进一步深入思考，讨论交流，气氛空前热烈）
[猜想九]可能 Na2O2与H2O反应的过程中产生了H2O2，具有漂白作用。
[猜想十]可能与NaOH的溶液浓度有关。
[师]用什么实验方法可以证明呢？
[方案九]1、往过氧化钠与水反应后所得溶液中加少许MnO2，用带火星的木条伸入试管内。
2、往稀NaOH溶液，滴加2滴酚酞试液，然后加入H2O2。
[方案十]向不同浓度的NaOH溶液中滴加2滴酚酞试液。
[实验九]1、往试管中加一小药匙Na2O2固体，加2毫升蒸馏水，过一会儿，加少许MnO2，用带火星的木条深入试管内。
现象：又产生大量的气本，且使带火星的木条复燃。
[初步结论]证明有强氧化性的H2O2生成。
2、往试管中加0.01mol/L的NaOH溶液3毫升，滴加2滴酚酞试液，伙红色且较长时间不褪色，然后加入2升H2O2，振荡。
现象：红色褪去。
[初步结论]H2O2起漂白作用。
[实验十]分别取两支试管加0.01mol/L的NaOH溶液和2mol/L的NaOH溶液3毫升，滴加两滴酚酞试液。
现象：稀NaOH溶液中变红不褪色，浓NaOH溶液中显红色后褪去。
[初步结论]NaOH溶液浓度影响结果。
（此时学生情绪高涨，为自己的发现感到欢心鼓舞，为参与评价交流，并进一步验证，而获取知识后的成功而喜悦。）
5、获得结论
（学生在讨论、交流的基础上获得的共识。）
（1）酚酞在稀碱性溶液才稳定显红色，在浓碱性溶液中显红色后又褪去；
（2）H2O2能使变红了的酚酞溶液褪色，起漂白作用；
（3）课本中的反应方程式：2 Na2O2+2H2O=4NaOH+O2不够完善，同进还发生反应：Na2O2+2H2O=2 NaOH+ H2O2，过氧化钠与水反应放出的热量使部分H2O2分解。
（4）往过氧化钠与水反应后的溶液中加酚酞试液变红后又褪色，原因是反应生成的H2O2漂白作用和所得的碱溶液较浓的原因。
6、深入探究（课外）
（1）酚酞的成分是什么？为什么酚酞试液在稀碱溶液中才稳定显红色，在浓碱溶液中变红色后又褪色？
（2）酚酞试液遇酸溶液是否不变色？
（3）过氧化钠与水反应后的溶液滴加紫色石蕊试液，将会看到什么现象？
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