课内开展研究性学习一例(教师中心稿) |
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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? 相关链接:教师随笔
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