李萍
摘 要:在新課程的教學過程中,教師應設(shè)計課堂教學或抓住課堂上出現(xiàn)的真實情景問題,讓學習發(fā)生在學生身上,讓學生在學習過程中去經(jīng)歷、去體驗、去成長、去收獲。
關(guān)鍵詞:探究 過氧化鈉 酚酞 變色
研究背景:高中化學人教版必修一“幾種重要的金屬氧化物”,課本實驗3-5:把水滴入盛有少量過氧化鈉固體的試管中,立即把帶火星的木條放在試管口,檢驗生成的氣體。用手輕輕摸一摸試管外壁,有什么感覺?然后向反應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)這個反應,現(xiàn)象應該為:帶火星的木條復燃,滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色。為了證明反應產(chǎn)物,我在課堂上進行了演示:把水滴入盛有少量過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,木條復燃,證明了反應有氧氣生成;向試管中滴加酚酞,溶液變紅,證明了反應有氫氧化鈉生成。但是當課堂上給學生繼續(xù)演示時發(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)交給了學生。
學生活動:
一、原理分析
在查閱了書籍與上網(wǎng)搜索后,經(jīng)過歸納,學生認為導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溶液中為無色;
2.反應產(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,使紅色消失;
4.反應還產(chǎn)生了具有氧化性的其他物質(zhì),使酚酞褪色;
二、設(shè)計實驗
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對于酚酞的顯色情況
[實驗]測量過氧化鈉與水反應后的溶液pH值為 10
[結(jié)論]溶液褪色與溶液pH值無關(guān)
2.反應產(chǎn)生的氧氣使酚酞氧化褪色
[實驗]向滴有酚酞的紅色NaOH溶液中通入O2,實驗結(jié)果顯示,溶液不褪色。
[結(jié)論]溶液褪色與反應產(chǎn)生的O2無關(guān)
3.氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應
[實驗]取一定量Na2CO3溶液,測量其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關(guān)。
4.反應產(chǎn)生了有氧化性的其他物質(zhì)
將Na2O2與水反應,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,生成NaOH和H2O2,H2O2受熱分解生成H2O與O2,H2O2具有氧化性。
[實驗]向反應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,木條復燃,證明有O2生成,溶液中含H2O2。
[實驗]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;
[實驗]取原實驗藥品用量: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,過濾,向濾液中加入酚酞,溶液變紅,不再褪色。
[結(jié)論]過氧化鈉與水反應,生成氫氧化鈉和雙氧水,反應放熱:Na2O2+2H2O ==== 2NaOH + H2O2
雙氧水分解,生成水和氧氣:2H2O2 ==== 2H2O+ O2↑
總反應化學方程式為:2Na2O2+ 2H2O ==== 4NaOH +O2↑
[結(jié)論]反應中產(chǎn)生了具有氧化性的其他物質(zhì)如H2O2,使酚酞褪色。
經(jīng)過學生實驗驗證的結(jié)論是否完全正確呢,我又帶著同學們補充了實驗:做類比實驗,取較多量的Na2O2,加入適量的水,再加入MnO2過濾后,向濾液中滴加酚酞,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,帶著問題陷入了思考、爭論中,不一樣在哪里呢?對了,兩次Na2O2的用量不同,所以得到NaOH的濃度不同,是這個原因嗎,設(shè)計實驗方案,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NaOH的濃度也會對該實驗產(chǎn)生影響,至此學生的探究才畫上了一個句號。
教學要激發(fā)學生的學習動機,喚起學生對學習的興趣,激勵學生求知的渴望和取得成就的愿望。本次教學活動學生查閱書籍與上網(wǎng)搜索后,經(jīng)過歸納,得出導致溶液褪色的幾種可能原因,設(shè)計實驗并進行驗證等一系列活動,開闊了學生的眼界,豐富了所學的知識,同時培養(yǎng)了學生實事求是的科學態(tài)度和一絲不茍的科學精神。