过氧化钠与水反应产物的探究

过氧化钠与水反应实验探究教学设计一、基本说明1.教学内容所属模块：普通高中课程标准实验教科书化学1（必修）2.年级：高中一年级3.所属章节：第三章第二节二、教学设计1.教学目标（1）知识与技能①通过观察和实验，了解过氧化钠的物理性质和化学性质。

②通过设计、实施探究性实验，掌握过氧化钠与水的反应。

（2）过程与方法通过实验，培养学生科学地观察、思考、分析和总结归纳的能力，学生学会科学探究的一般方法和步骤。

（3）情感态度与价值观①通过引导学生观察、分析实验的现象和实验探究活动，激发学生学习的兴趣，培养学生努力探究的优良品质。

②渗透对立统一和辩证唯物主义观点，让学生认识到科学具有两面性，树立积极的科学价值取向，培养正确的化学学科素养。

2.内容分析（1）教学内容的地位与作用本节课是人教版化学必修1第三章第二节第一课时的内容。

本章内容是前一节金属的化学性质学习的延伸，共同完成金属及其化合物这一主题的学习；同时过氧化钠是一种重要的钠的化合物，也是一种重要的过氧化物，对过氧化钠的性质、用途等进行比较全面、细致的学习和研究不仅是学习、研究钠及其化合物性质变化规律的需要，也是以后学习和研究其他金属及化合物性质变化规律的需要。

过氧化钠与水反应实验也是第一章所学实验方案设计知识的进一步应用和巩固。

在教材中对过氧化钠与水反应的认识，是以实验的方法完成的，这对培养学生的实验能力、观察能力及思维能力等提高提供了一个极好的机会。

另外，从教育目的方面讲，过氧化钠在生活、生产上具有广泛的应用，研究它更具有现实意义。

（2）教学重点与难点本节课的教学重点是过氧化钠与水的反应。

本节课的教学难点是过氧化钠与水反应产物的探究、红色酚酞溶液褪色原因的探究。

3.学情分析学习本节课之前，学生已经学习了第三章《金属及其化合物》第一节——金属的化学性质的学习，基本掌握了金属化学性质学习的学习方法。

能够独立完成简单实验的设计、操作，在老师的指导下，通过对实验现象的观察、分析，能够归纳出物质的某些性质。

对过氧化钠与水反应问题的研究1 问题的提出过氧化钠与水反应的实验是中学化学课堂重点演示实验，从目前情况看该实验的研究还有许多亟待解决的问题，特别是过氧化钠与水反应生成氧气质量的理论计算和实验结果的矛盾［1］、过氧化钠与水反应后溶液具有漂白性的原因［2～3］、双线桥标出过氧化钠与水反应过程中电子的得失［4］等疑难问题更为突出，所以从实验和理论上对上述疑难问题加以认真的研究是非常必要的。

2 过氧化钠与水反应机理的研究过程以上疑难问题的产生说明人们对Na2O2和H2O反应机理的研究还很不深入，对一些疑难问题背景的认识还有待于进一步深化，因此从定量实验研究到理论研究是正确认识Na2O2和H2O反应机理的必要保证。

2.1 过氧化钠与水反应的实验研究［实验1］(1)用一个打有2个小孔并内部放有润湿滤纸的塑料盖盖好500 mL的烧杯，一孔中放入量程200℃的温度计，称量并记录质量。

(2)取下塑料盖在500 mL干净的烧杯中放入一定量的过氧化钠后再盖好塑料盖并称量以确定过氧化钠样品的质量。

(3)另称量放有胶头滴管（吸入了蒸馏水）的 500 mL烧杯的质量。

然后用胶头滴管滴入蒸馏水同时观察和记录反应的温度，反应完毕后用胶头滴管小心冲洗烧杯的内壁，冷却到室温后加入蒸馏水使反应后的溶液为250 mL，称量。

(4)用已经校正好的酸度计测量250 mL反应后的溶液的pH。

(5)称量一片滤纸的质量，并用该滤纸吸取酸度计上带有的溶液并再一次称量。

(6)再称取0.5 g MnO2加入测量完pH的反应后的溶液中，观察反应现象。

(7)当(6)反应完毕冷却到室温后，称量质量。

(8)再用酸度计测量(6)进行完毕后溶液的pH。

(9)实验数据处理。

计算m［(O2) 理论］总时把不同纯度的过氧化钠样品全部按百分之百处理，进行估算；为了得到稳定可靠的数据实验进行3.0 g、6.0 g 2个样品的实验，最后进行实验数据处理并整理为表1(1)以通常方式和速率滴入水的条件下，3.0 g或6.0 g过氧化钠样品与水反应的最高温度分别近似为45℃或71℃；(2)没加入MnO2和加入MnO2后所产生的氧气的质量比接近1∶1；(3)加入MnO2反应后的溶液和没加MnO2反应后溶液的pH比较，加入MnO2反应后的溶液pH增大；(4)与理论估算的O2质量比较，实际产生O2的质量要大。

过氧化钠与水反应机理的探究实验作者：陈头平来源：《学习周报·教与学》2020年第28期摘要：过氧化钠与水反应后的溶液中滴入酚酞溶液，振荡后出现红色褪色的现象。

为探究该反应的褪色的原因而进行实验设计、实验验证，进而探究出过氧化钠与水反应的机理。

关键词：过氧化钠;酚酞溶液;褪色;反应机理;过氧化氢问题提出：在学习“钠的重要化合物”（人教版）时，P55实验3-5：把水滴入盛有少量过氧化钠固体的试管中，立即把带火星的木条放在试管口，检验生成的气体。

用手轻轻摸一摸试管外壁，有什么感觉？然后向反应后的溶液中滴入酚酞溶液，有什么现象发生？实验中向反应后的溶液中滴入酚酞溶液，观察到的溶液先变红振荡后又出现褪色的现象。

酚酞溶液变红后为何会褪色呢？猜想：1.实验中Na2O2过量，Na2O2的强氧化性将红色漂白;2.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，可能氢氧化钠的浓度对酚酞变色的影响，也可能产生的氧气使酚酞变色;3.过氧化钠与水反应不是一步完成的，中间产物有漂白性。

理论探讨：查阅《化学》必修一教师教学用书（人教版）：Na2O2易潮解，与水或稀酸作用时生成過氧化氢并放热，过氧化氢不稳定，立即分解放出氧气：先与水发生复分解反应，生成过氧化氢：Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2，过氧化氢不稳定分解2H2O2===2H2O+O2↑。

查阅高等无机化学教程，也有类似的解释。

酚酞溶液在不同酸碱环境下的结构：实验一：实验目的：酚酞溶液在不同酸碱环境下变色实验对照。

实验药品：5mol/L H2SO4的溶液、0.05 mol/L H2SO4的溶液、0.001 mol/LNaOH的溶液、1 mol/LNaOH的溶液、酚酞溶液。

实验仪器：pH试纸（或pH计）、比色卡、玻璃棒。

实验步骤：1.分别测出四种溶液的pH。

2.分别取少量四种溶液滴入酚酞溶液观察现象。

实验现象：5mol/L H2SO4的溶液呈橘红色，0.05 mol/L H2SO4的溶液呈无色，0.001mol/LNaOH的溶液呈紫红色，1 mol/LNaOH的溶液呈无色。

对过氧化钠与水反应问题的研究1 问题的提出过氧化钠与水反应的实验是中学化学课堂重点演示实验，从目前情况看该实验的研究还有许多亟待解决的问题，特别是过氧化钠与水反应生成氧气质量的理论计算和实验结果的矛盾［1］、过氧化钠与水反应后溶液具有漂白性的原因［2～3］、双线桥标出过氧化钠与水反应过程中电子的得失［4］等疑难问题更为突出，所以从实验和理论上对上述疑难问题加以认真的研究是非常必要的。

2 过氧化钠与水反应机理的研究过程以上疑难问题的产生说明人们对Na2O2和H2O反应机理的研究还很不深入，对一些疑难问题背景的认识还有待于进一步深化，因此从定量实验研究到理论研究是正确认识Na2O2和H2O反应机理的必要保证。

2.1 过氧化钠与水反应的实验研究［实验1］(1)用一个打有2个小孔并内部放有润湿滤纸的塑料盖盖好500 mL的烧杯，一孔中放入量程200℃的温度计，称量并记录质量。

(2)取下塑料盖在500 mL干净的烧杯中放入一定量的过氧化钠后再盖好塑料盖并称量以确定过氧化钠样品的质量。

(3)另称量放有胶头滴管（吸入了蒸馏水）的 500 mL烧杯的质量。

然后用胶头滴管滴入蒸馏水同时观察和记录反应的温度，反应完毕后用胶头滴管小心冲洗烧杯的内壁，冷却到室温后加入蒸馏水使反应后的溶液为250 mL，称量。

(4)用已经校正好的酸度计测量250 mL反应后的溶液的pH。

(5)称量一片滤纸的质量，并用该滤纸吸取酸度计上带有的溶液并再一次称量。

(6)再称取0.5 g MnO2加入测量完pH的反应后的溶液中，观察反应现象。

(7)当(6)反应完毕冷却到室温后，称量质量。

(8)再用酸度计测量(6)进行完毕后溶液的pH。

(9)实验数据处理。

计算m［(O2) 理论］总时把不同纯度的过氧化钠样品全部按百分之百处理，进行估算；为了得到稳定可靠的数据实验进行3.0 g、6.0 g 2个样品的实验，最后进行实验数据处理并整理为表1(1)以通常方式和速率滴入水的条件下，3.0 g或6.0 g过氧化钠样品与水反应的最高温度分别近似为45℃或71℃；(2)没加入MnO2和加入MnO2后所产生的氧气的质量比接近1∶1；(3)加入MnO2反应后的溶液和没加MnO2反应后溶液的pH比较，加入MnO2反应后的溶液pH增大；(4)与理论估算的O2质量比较，实际产生O2的质量要大。

过氧化钠与水反应的原理探索
实验目的与说明：
教师既是教材的使用者，又是教材的建设者和开发者，即要把教材体系变为教学体系。

在人教版必修1中讲到过氧化钠与水反应的时候，仅仅做了一个实验，用带火星的木条检验O2的生成，用酚酞检验NaOH的生成,然后给出化学方程式。

我们认为这样安排是合理的，符合一般学生的基础，但对于基础较好的学生，还能够发展这个实验的探究功能价值,引出H2O2的性质，为后面的学习埋下伏笔。

实验原理：Na2O2＋2H2O=2NaOH＋H2O2、2H2O2=2H2O＋O2↑
总式： 2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑
实验用品：
试管、试管夹、胶头滴管、酒精灯、火柴、蒸馏水、MnO2粉末、Na2O2粉末。

实验操作：
1．在试管中放入一定量的Na2O2粉末，用胶头滴管加入蒸馏水让其充分反应，同时用带火星的木条检验，木条复燃，证明生成了O2，反应后生成的溶液备用。

2．在另一支试管里加MnO2，取一定量1所得溶液倒入MnO2粉末中，产生大量气体，用带火星的木条检验，木条复燃。

证明Na2O2与水反应产生了H2O2，H2O2在MnO2的催化下分解产生了O2（学生初中具备此知识）。

3．把1所得溶液用酒精灯加热，撤除酒精灯后溶液中长时间产生气体，用带火星的木条检验，木条复燃，现象明显，证明H2O2受热分解产生了O2，说明H2O2不稳定，受热易分解。

2H2O2=2H2O＋O2↑
4．在1所得溶液中滴加酚酞，振荡，先变红，后褪色。

说明H2O2具有漂白性，把酚酞氧化而破坏。

过氧化钠与水反应实验探究过氧化钠与水反应的实验探究一、实验目的：1.探究过氧化钠与水反应的性质；2.了解该反应过程中的能量变化；3.学会通过实验现象分析反应机理。

二、实验原理：过氧化钠（Na2O2）与水反应生成氢氧化钠和氧气。

该反应过程中，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂，其中氧化产物是氧气，还原产物是氢氧化钠。

此外，反应过程中还伴随有热量的变化。

三、实验材料与器具：1.过氧化钠粉末；2.水；3.试管、烧杯、橡皮塞、温度计；4.酚酞指示剂。

四、实验步骤：1.将过氧化钠粉末溶于适量水中，制成溶液；2.将酚酞指示剂滴入该溶液中，观察颜色变化；3.加热该溶液，并用温度计记录反应过程中的温度变化；4.观察并记录反应过程中产生气体的现象；5.将产生的气体通入水中，观察是否有气泡产生。

五、实验结果与分析：1.现象记录：在过氧化钠与水反应的过程中，我们可以观察到溶液逐渐变为红色，说明有氢氧化钠生成。

同时，反应过程中放出热量，说明该反应为放热反应。

当有气体产生时，将气体通入水中，发现有气泡产生，说明该气体为氧气。

2.结果分析：根据实验现象，我们可以得出以下结论：过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，并伴随有放热现象。

其中，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂，氧化产物是氧气，还原产物是氢氧化钠。

此外，产生的氧气可以与水反应生成氢气和氧气。

3.机理推断：根据上述分析，我们可以推断该反应的机理如下：过氧化钠首先与水分子结合生成氢氧化钠和过氧化氢（H2O2），然后过氧化氢分解生成水和氧气。

整个反应过程中，过氧化钠的电子转移方向是从过氧化钠转移到水中。

4.化学方程式：根据上述分析，我们可以写出该反应的化学方程式：2Na2O2 +2H2O = 4NaOH + O2↑。

该方程式表示每2个过氧化钠分子与2个水分子反应生成4个氢氧化钠分子和1个氧气分子。

5.实验结论：通过本次实验探究，我们得出以下结论：过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，并伴随有放热现象。

过氧化钠与水反应的实验【实验目的】1、掌握过氧化钠与水的反应。

2、探究过氧化钠与水反应后滴加酚酞先变红后褪色的原理。

3、培养学生科学探究与实验创新的化学核心素养。

【实验用品】试管、胶头滴管、温度计、火材、pH试纸、酒精灯、洗气瓶、脱脂棉、石棉网、过氧化钠、蒸馏水、酚酞试液、MnO2粉末，不同浓度的氢氧化钠、双氧水【实验探究】实验一过氧化钠与水反应实验实验操作：将1~2 mL水滴入盛有1~2 g过氧化钠固体的试管中，立即把带火星的木条伸入试管中，检验生成的气体。

用手轻轻触摸试管外壁，有什么感觉?用pH试纸检验溶液的酸碱性。

实验现象：试管外壁_____，带火星的木条______；用pH试纸检验反应所得溶液呈____性。

实验结论：过氧化钠与水反应_____，化学方程式为__________________________。

实验二滴水生火实验实验操作：取加入少量过氧化钠粉末的脱脂棉放在石棉网上，滴加约1ml水荡，观察现象实验现象：_________________________实验结论：_________________________实验原理：反应的过程可分为两步___________________________________________________________________________实验三请设计一个实验来证明产物中有H2O 2实验操作：向过氧化钠和水反应后的试管中加入MnO2，将带火星的木条伸入试管中，观察现象。

实验现象：_________________________实验结论：_________________________实验四探究钠与水反应后滴入酚酞溶液变红，后褪色的原理提出问题：钠与水反应后，滴入酚酞溶液变红，随后为什么会褪成无色呢？（1）作出猜想①：氢氧化钠酚酞溶液褪色可能是由NaOH浓度引起的。

实验操作：向两种不同浓度的氢氧化钠溶液中滴加酚酞，观察现象。

实验现象：_________________________实验结论：_________________________（2）作出猜想②：氢氧化钠酚酞溶液褪色可能是由温度引起的。

过氧化钠与水反应实验现象的探究教学目标：知识与技能： 1. 掌握过氧化钠与水反应的实质；2. 提高学生实验操作技能。

过程与方法： 1. 引导学生论证实验方案的优劣，选择最具代表性的实验方案。

提供实验条件，调动学生参与实验的积极性，促进学生在实践活动中感受、理解知识的产生和发展过程。

2. 初步掌握实验探究的一般方法：发现问题——分析问题——设计实验——实验探究——得出结论。

情感态度价值观：鼓励学生不断探索，为学生探究和创新提供更广阔的活动空间和思维空间，让学生在深入探究过程中充分体验探究乐趣，使学生真正成为富有探究精神和创新能力的主动学习者和参与者，从而不断提高科学素养。

教学重点：剖析实验现象出现的原因。

教学难点：寻求猜想的突破口及对每一种猜想的探究过程。

课时安排：一课时教学方法：实验-对比实验探究讨论教学设计：一、问题的提出（实验激趣生疑）1.学生实验：向Na2O2与H2O反应后的溶液中滴加酚酞试液，溶液呈红色，且红色在一定时间内没有褪去。

（简称现象一）向上述溶液中滴加8至10滴酚酞试液，溶液虽呈现红色，但振荡试管后，溶液的红色很快褪去。

（简称现象二）2.分组讨论产生以上两现象（特别是现象二）的原因二、引导学生猜想现象二产生的可能原因同学们分组自由讨论三分钟后，请各组代表发言，老师摆书在副板上。

老师在黑板上写出相关化学方程式，引导同学们分析导致溶液红色褪去的原因，可以从产物的角度和反应原理方面来考虑。

再让同学们讨论三分钟。

对结果从理论上加以解释。

不能用直接理论排除的的几种可能写在黑板上。

（1）可能是产物中O2的氧化性使溶液褪色；（2）可能是受生成物NaOH溶液浓度的影响；（3）反应产生的热量导致溶液的温度上升，可能使红色褪去；（4）Na2O2与H2O反应的过程中可能产生具有漂白性的物质H2O2或O3。

三、设计方案实验探究以实验小组为单位，探究上述四个猜想的可能性。

探究一、产物中O2的氧化性可能使溶液褪色方案一：向滴有酚酞试液的稀NaOH溶液中通入氧气。

过氧化钠与水反应异常现象探究自然条件下的观察总是许多因素共同作用的结果，我们无法确定其中各个个别因素对于总结果有什么贡献。

科学实验则把各个因素彼此分离开了，人为干预创造了条件，使一个因素在不为其他因素干扰而进行的作用中呈现出来，从而揭示出无人干预时所发生的复合事件的作用机制。

——赖欣巴哈（H. Reichenbach）【引言】过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，向所得溶液中滴加酚酞试液，溶液应呈红色，且在一定时间内红色不会褪去（简称正常现象)。

然而，我们向其溶液中滴加2至3滴酚酞试液，溶液虽呈现红色，但振荡试管后，溶液的红色很快褪去（简称异常现象）。

【探究目的】1．实验探究产生异常现象的原因。

2．体会科学探究的过程。

【探究建议】1．根据已有知识，形成假说，解释异常现象产生的原因。

将可能的假说用简明清晰的语言表述在实验记录本上。

2．从假说中推导出可供实验检验的预测。

将推理过程呈现在实验记录本上，有需要时可以和同学或老师交流。

3．设计实验进行检验。

※如果你认真完成了“建议2”，你会发现实验设计已经很轻松了。

科学探究的关键与其说是动手实验，不如说是动脑思考——在问题的背景下，思考假说和实验的关系。

4．如果实验提供了否定的答案，请重新思考最初的假说或推理过程。

如果实验提供了肯定的答案，请不要放弃检验其他假说的可能性。

5．完成实验报告，并与同学和老师交流。

【注意事项】1．在整个实验过程中保持清醒的头脑，你可以通过将思考呈现在实验记录本上接近这一目标。

2．在探究的过程中，你可能会产生新的、更进一步的问题。

不要放弃深入探究的机会，在可能的时刻，清晰的表述问题，并对其进行深入探究。

【实验用品】实验用品取决于探究的问题、假说以及相应的实验设计。

请根据需要向指导教师索取。