Na2O2与SO2反应产物的实验探究
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Na2O2与SO2反应产物的实验探究
针对学生提出的SO2能否与N
a2O2发生氧化还原反应的问题,
从分析可能发生的反应情况入手,指导学生自主设计实验方案,自主
选择所需仪器、药品,并进行实验探究,通过实验探究得出实验结论。
在学习Na2O2与C
O2的反应时,有学生提出这样的问题:SO2与
CO2同属酸性氧化物,且SO2具有还原性,SO2
能否与Na2O2发生
氧化还原反应呢?若能反应,反应产物又是什么呢?针对这些问题,
笔者
因势利导,先组织学生讨论,然后让学生自主设计实验方案,自
主选择所需仪器、药品,最后指导学生开
展了一次实验探究活动,收
到了良好的效果,并成功地获得了Na2O2与SO2反应产物的探究结果。
1学生讨论
在进行实验探究之前,先组织学生对上述问题进行讨论、分析、预测<
br>实验结果。学生表现出浓厚的兴趣,他们运用已学过的相关知识讨论、
分析,得出以下几种可能的
结果。
①SO2的化学性质与CO2有很多相似之处,SO2与Na2O2的反应和
CO2与
Na2O2的反应相似,即:2SO2+2Na2O2=2Na2SO3+O2。
②SO2与Na2O
2若按①发生反应,因为有O2生成,Na2SO3与O2
接着发生氧化还原反应:2Na2SO3+O
2=2Na2SO4,反应产物中既有
Na2SO3和O2,还会有Na2SO4。
③SO2
具有还原性,Na2O2具有强氧化性,二者直接发生氧化还原
反应:SO2+Na2O2=Na2SO
4,反应产物只有Na2SO4。
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2实验方案的设计与筛选
学生依据自己的猜测,课下自由结组,自主设计实验方案,每种方案
在实验前先派一名学生代表
到讲台上用实物投影展示其实验装置图
及操作方法,师生共同分析、讨论、评价每种方案的科学性和可操
作
性,提出合理化建议,最后选择其中三种方案让学生进行实验探究。
3组织探究
综合学生的实验方案设计及讨论结果,把全班学生分成四组,其中三
组分别按保留的三种方案进行探究实
验,一组作对比实验。要求学生
亲自动手操作,仔细观察实验现象并记录。
第一组:(1)实验装置图1如下:图1
(2)操作方法:
①按上图所示,安装好实验装置,检查、调整好装置的气密性。
②向各仪器中添加相应药品后,再连接好装置并关闭止水夹。
③打开分液漏斗活塞,向蒸馏烧
瓶内缓缓注入70%H2SO4,通过观察
盛有98%浓H2SO4的广口瓶中产生气泡的快慢,控制7
0%浓H2SO4
的加入量和加入速度。
④待U形管内的淡黄色Na2O2粉末全部变白色后
,关闭分液漏斗活
塞,将带火星的木条插入到试管内(饱和NaOH溶液的液面上),观察
木条
是否复燃或火星更明亮。
⑤打开止水夹,用洗耳球向装置内慢慢鼓入空气,将装置内多余的
S
O2气体慢慢鼓入到饱和NaOH溶液中。
⑥取下U形管,向其中加入适量蒸馏水,待反应后的固体全部溶解
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后,将溶液倒入小烧杯内。
⑦用试管取酸性KMnO4溶液2mL,用胶头滴
管向其中逐滴滴加上述
小烧杯中溶液,边滴边振荡,观察酸性KMnO4溶液是否褪色。
第二组:(1)实验装置图如
(2)操作方法:①按图2所示,检查、调整好装置的气密性。
②向各仪器中添加相应药品后再连接好装置。
③打开止水夹,用胶头滴管向小药瓶内加入适量70%H2SO4后,关
闭止水夹。
④待广口瓶内的淡黄色Na2O2粉末全部变白色后,打开止水夹,用
洗耳球向装置内慢慢鼓入空气,将
装置内多余的SO2气体慢慢鼓出,
用碱石灰吸收。
⑤取反应后的固体与足量稀盐酸反应,将
反应产生的气体通入到品红
溶液中,看品红溶液是否褪色。
⑥向试管中倒入⑤反应后的溶液适量,然后逐滴滴入BaCl2溶液,看
能否产生白色沉淀。
第三组:(1)实验装置图3如下:
(2)操作方法:①按图3所示,检查、调整装置的气密性。
②向各仪器中添加相应药品后再连接好装置。
③打开止水夹,用胶头滴管向硬质试管内加入适量70%H2SO4后,
关闭止水夹。
④待硬质试管内的淡黄色Na2O2粉末全部变白色后,打开止水夹,
用洗耳球向装置内慢慢鼓入空气
,将装置内多余的SO2气体慢慢鼓
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入到饱和NaOH溶液中。
⑤取反应后的固体适量放入试管内,加蒸馏水溶解,然后向其中滴加
稀盐酸至无气泡产生,再向
试管中逐滴滴入BaCl2溶液,看能否产生
白色沉淀。
第四组:作对比实验①取无水Na2
SO3固体溶于适量蒸馏水,向其中
逐滴滴加酸性高锰酸钾溶液,边滴边振荡,观察溶液是否褪色。 <
br>②向一支洁净的试管中倒入2mL酸性高锰酸钾溶液,向其中逐滴滴
加双氧水,边滴边振荡,观察
溶液是否褪色。
4现象和结论记录
第一组:
①带火星的卫生香插入试管内(液面
上方),火星更明亮,但持续时间
短,说明有氧气生成但量少。
②反应后固体的水溶液中滴入酸性KMnO4溶液,溶液褪色,说明有
Na2SO3生成。
第二组:
①品红溶液褪色,说明有Na2SO3生成。
②产生白色沉淀,说明产物中有Na2SO4生成。
第三组:
产生白色沉淀,说明产物中有Na2SO4生成。
第四组:
①Na2SO3水溶液能使酸性KMnO4溶液褪色。
②双氧水也能使酸性KMnO4溶液褪色。
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5实验结论
综合分析各组实验现象,可以得出结论:SO2与Na2O2在常
温时就
能发生氧化还原反应,反应放热,生成Na2SO4、Na2SO3和O2。
6实验延伸
以上实施的几种方案均未考虑空气中
CO2和对反应的干扰,请同学们课下思考:实验过程中如何排除空气
中CO2对反应的干扰?
7体会
整个过程实现了学生的积极参与,充分体现了学生的主体性,加强了
过程教学
,增加了趣味性、实效性,培养了学生的实践能力和创新能
力。同学们从各个方面亲身体验了科学研究的
过程与艰辛,有利于学
生逐步养成好观察、好提问、好探究的心理倾向,进而形成善于质疑、
勤
于思考、在自主探究中获取新知识的心理品质,同时培养了他们的
团队协作精神。
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