第一篇:探究钠与水反应的教案
钠与水的探究
一、教学目标
1、知识与技能(1)掌握钠的取用方法
(2)通过钠与水反应的实验,培养学生动手操作和分析问题的能力
2、过程与方法
(1)采用实验探究法,按照思考、交流、实验、观察、分析得到结论的方法进行启发式教学
(2)发挥学生主体作用,做好探究性实验
3、情感态度价值观
(1)通过实验,培养学生的合作意识、安全意识、责任意识(2)通过动手实验,体验化学的奥妙,激发学生学习兴趣
二、教学重点
钠与水反应的探究过程
三、教学难点
钠与水反应实验的改进
四、教学方法
实验探究法、自主探究、合作学习
五、教具
多媒体、投影仪、金属钠、酚酞试剂、紫色石蕊、PH试纸、水、小刀、镊子、250ml烧杯酒精灯、锥形瓶、安全漏斗、双孔橡皮塞、玻璃管、尖嘴玻璃管、大头针、止水夹
六、教学设计过程
1、设计思路
新闻导入→学生提出问题→讨论学习→回答问题→实验探究→讨论学习→装置改进→归纳总结→回答问题→访谈活动→课后思考
2、探究顺序:
实验探究1:钠与水反应,探讨反应的产物。
实验探究2:钠与水反应实验装置的改进,验证产生的气体。
3、教学过程
【引入】生活中形容某个人口才厉害时:稻草能变金条,水都能点灯。我们知道水可灭火,那水是不是真的能点灯呢?
【演示实验】将一绿豆颗粒大小的钠包在酒精灯芯中,往酒精灯芯逐滴滴加水。
现象:酒精灯燃起来了
【学生思考】为什么酒精灯会着火呢?着火需要满足那些条件呢?
【回答】可燃物、助燃物、达到着火点
【分析】可燃物——酒精;助燃物——空气;滴水就可以着火,水并不能产热,那么肯
定有其他的“功臣”——钠
【讲述】前面我们学习了钠的物理性质,知道钠的性质非常活泼,可以与氧气、氯气等非金属单质发生反应。因此在保存钠要非常小心,否则,就可能发生下面事件。
【新闻】2002年7月7日,在珠江石溪附近,前前后后共飘着七个白色的来历不明的装满金属钠的铁皮桶。突然,从飘在水面上的一个金属桶内冒起一股白烟,窜起亮黄色火苗,紧接着一声巨响,蘑菇状的水柱冲天而起,这个铁桶接着又连续爆炸了多次,爆炸腾起的白色烟雾有近十米高,还有许多未燃尽的白烟飘进旁边的公司内,这些灰白色的物体一遇到水就不停地冒泡,有时甚至还突然着火。
据悉,其中另有一铁桶被过往船只发现,并将其打捞上船,打算清洗后使用,但当船员把盖子打开后,桶内冒起浓浓白烟,一接触桶内物质,双手立即感到剧烈地疼痛,于是他们又将其推入江里,一遇水,这个桶就又爆炸了。所幸该船只迅速逃离,伤亡不大。
珠江水面上尚有五个一触即发的“水雷”漂浮着,消防队员、民警及广州化工集团的化学品专家赶来凑在一起,紧张地调查爆炸物的性质及研究“水雷”的处置对策。
【思考与交流】如果你是“化学学报”的特约记者,从现有资料来看,你还想做哪些调查来详细报道这起事故的原因? 【交流与讨论】
(1)为什么接触桶内物质,双手立即感到剧烈地疼痛?(2)金属桶为什么会成为水雷?(3)没有爆炸的金属桶应该怎么处理?
【分析】从刚才的材料中知道:已漏气的铁桶漂在水面上,一遇到水,这桶就爆炸;
演示实验中:滴水酒精灯就燃起来了。
不难发现:这两个事件都与金属钠和水有关 【板书】钠与水的探究
【学生思考】钠会不会与水反应呢?若会反应,钠与水反应的产物是什么呢? 【学生实验】钠与水反应 【实验现象】由学生描述实验现象
【提问】这个实验证实了由气体产生;材料中漏气的铁桶在水面上,并不停地冒着气泡,也证实产生了气体,那这种气体可能是什么呢? 【学生思考并回答】
【过渡】刚才的实验装置无法确定具体是什么气体,那么大家自己设计一个实验装置来检验气体。【学生活动】设计实验装置
【教师活动】展示学生设计装置图,并由学生讲述其设计原理,及实验可行性和安全性 【PPT展示】展示老师设计的装置图
【讲述】通过刚才的实验得出其中的一种产物为氢气,那又该如何去验证另一种产物
呢?
【学生实验】得出结论:NaOH 【学生活动】写出钠与水反应的方程式。【回答课前问题】
(1)为什么接触桶内物质,双手立即感到剧烈地疼痛?
钠与水反应,有强腐蚀性的物质—NaOH
(2)金属桶为什么会成为水雷?
在珠江水面上发生爆炸的桶装金属钠就是因为在铁皮桶里起隔离作用的煤油泄漏,引
起金属钠与空气和水接触,当钠遇到水的时候,会释放出氢气,氢气的着火点相当低。
【访谈活动】但还未爆炸的五个铁桶该如何处理,请你以“化学专家”的身份,详细的
为公众描述。面对这样的危险化学药品在储运和应急处理上应有怎样的规范,公众应得到怎样的提示呢?
首先,处在水中的铁桶,随时可能因为泄漏而爆炸,其次,即使是安全地将桶捞上来,由于空气中有水蒸气,金属钠遇到后仍然可能发生爆炸。后来消防队员找来一个竹制的箩筐,在上面固定好缆绳,用来打捞铁桶。又找来一个较大的白色塑料桶,准备将打捞上来的铁桶放在里面,再用煤油浸泡因为金属钠在煤油里是不会燃烧的。
危险化学品专用仓库,应当符合国家标准对安全、消防的要求,设置明显标志。危
险化学品专用仓库的储存设备和安全设施应当定期检测。危险化学品的储存单位,应当在储存和使用场所设置通讯、报警装置,并保证在任何情况下处于正常适用状态。通过公路运输危险化学品,必须配备押运人员,并随时处于押运人员的监管之下,不得超装、超载,不得进入危险化学品运输车辆禁止通行的区域;确需进入禁止通行区域的,应当事先向当地公安部门报告,由公安部门为其指定行车时间和路线,运输车辆必须遵守公安部门规定的行车时间和路线;运输途中需要停车住宿或者遇有无法正常运输的情况时,应当向当地公安部门报告。
【学生活动】请你以“化学学报”特约记者的身份,详细的为公众报道这起事件。
第二篇:钠与水的反应教案
钠与水的反应
授课班级:高一(7)班
【 课
题 】 钠与水的反应
【教材章节】 人教版高中化学必修一第三章第一节金属的化学性质 【 课
时 】1课时 【教学时间】 40分钟 【教材分析】
1、在五千年前我们就开始使用金属材料,金属对于人类社会的发展起着重要的作用。金属知识也是无机化学中很重要的元素化合物知识。在初中,我们学习了部分金属单质及其化合物的知识,初中介绍的金属主要是铝、铁和铜,金属的性质以物理性质为主,化学性质只提及铝、铁与氧的反应,同时介绍了金属活动性顺序,使学生初步了解金属与酸或盐溶液反应的规律。本章没有过多的重复初中学过的知识,而是在初中介绍的金属的基础上,进一步提高和深化。
2、本节课是高中化学关于金属元素单质的第一节课,钠是一种典型的金属元素,也是高中阶段学习的第一种金属元素,学习本节内容对以后其他金属的学习有指导作用。这也突出了本节课的重要性。【学情分析】
1、学生在初中学习了部分金属单质及其化合物的知识,也学习了一些基本的化学实验操作,在高中必修一第一章中进一步学习了化学实验的基本方法和基本操作,已有一定的实验操作及观察实验的能力。
2、在第二章中学习了氧化还原反应,了解了氧化还原反应的本质及其表现形式。因此对实验现象有一定的分析、判断能力。【教学三维目标】
1、知识与技能
(1)掌握钠与水的反应,知道钠着火后的处理方法;(2)掌握钠与水反应的实验现象,总结金属与水反应的规律。
2、过程与方法
(1)用社会生活事件联系化学,体验化学科学知识在生活中的重要性;(2)用科学实验的方法,在实验过程中学会实验操作,观察实验现象,感受对 实验现象进行分析、判断、推理,进而得出结论的过程。
3、情感、态度与价值观
(1)用社会生活事件联系化学,激发学生学习化学的兴趣,培养学生相信科学 的精神;
(2)
通过对钠的性质的实验探究,在探究的过程中,激发学生的求知欲望和对
化学现象的好奇心,形成良好的实验习惯,培养学生勤于思考和严谨的科学态度。
【教学重难点】
1、教学重点:钠与水的反应,包括钠与水反应的现象:浮、熔、游、响、红及钠与水反应的方程式。这不仅是本章的重点,也是整个高中化学的重点之一,是历年高考的热点。学好这一点,可以解决现实生活中的某些实际问题。
2、教学难点:钠与水反应的实验现象的观察和分析。高中生有对新事物、新现象充满好奇的心理特点,但是他们观察得不够仔细全面,对于为什么会出现这样的实验现象,他们说不出其中的原由。因此,突破这一难点,可以较好地激发学生的学习兴趣,启发学生注重实验的研究。【教学准备】
1、多媒体课件
2、实验仪器: 烧杯、镊子、滤纸、小刀、玻璃片、水、金属钠、酚酞、试管 【教学过程】 【复习】
练习:钠与氧气反应的化学方程式; 【情境引入】
通过新闻事件,请同学们思考钠着火为什么不能用水灭火? 【新知探究】
(一)学生分组实验
1.在烧杯中放入3/5的水,滴入几滴酚酞溶液 2.用镊子夹取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油
3.用小刀切取绿豆大小的钠(注意:取用的钠要小,过大易发生刚才视频上所看到的爆炸现象)
4.将剩余的钠放回原瓶 5.将钠放入水中,观察实验现象
【提问】同学们观察到什么现象啊?
【板书】钠与水的化学反应现象:浮、熔、游、响、红 【讲解】分析为什么会出现这样的现象? 浮——钠的密度比水小 熔——钠与水反应放热,熔点低
游——产生气体,使小球受力不均而四处游动 响——与水剧烈反应生成气体 红——与水反应生成碱性物质, NaOH 【讲解】通过分析我们可以证明:钠与水反应产生的气体是氢气。写出反应方程式:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ↑ 钠与水的反应是本节课的重点,请同学们认真掌握。
【联系生活】同学们,我们了解了钠与水的反应是非常剧烈的,那如果钠着火了,怎么办?用水扑灭?请同学们思考,可互相讨论。【讲解】用沙土扑灭
(三)思考交流1:金属钠和酸反应会产生氢气吗?
(四)思考交流2:金属钠投入到硫酸铜中是否能置换出铜?
1.金属钠在投入水中的时候与水反应。2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 和钠与水反应时现象一样,钠熔化成小球,游走。2.生成气体。
3.而后与硫酸铜反应,2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 有蓝色絮状沉淀生成,其中还有少量Cu(OH)2分解生成黑色的氧化铜。
【课堂总结】同学们,我们一起来回顾一下今天所学习的知识,这节课有两个知识点: 钠与水的反应,也是本节课的重点,钠与水反应生
成氢氧化钠与氢气,注意方程式的写法,反应现象可以用五个字来形容:浮、熔、游、响、红; 如果钠着火了,应该用沙土扑灭,而不能用水扑灭 【随堂练习】
1、完成下列方程式
Na与H2O溶液反应的化学方程式和离子方程式
2、钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是()A、Na的熔点低
B、Na的硬度小 C、Na的密度小
D、有强还原性
3.钠与水反应时产生的各种现象如下:
①钠浮在水面上;②钠沉在水底;③钠熔化成小球;④小球迅速游动逐渐减小,最后消失;⑤发出嘶嘶的声音;⑥滴入酚酞后溶液显红色。其中正确的一组是()
A.①②③④⑤
B.全部
C.①②③⑤⑥
D.①③④⑥
【课后作业】配套练习P47 基础达标1、3 【板书设计】
金属与酸和水的反应
一、金属钠与水的化学反应
实验现象:
浮
密度比水小 熔
熔点低,反应放热
游
产生了气体,气体推动小球迅速移动 响
反应剧烈、有可燃性气体生成 红
生成了碱性物质
反应原理:2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ↑
第三篇:钠与水反应的课堂导入
[课堂导入] 同学们,今天我们来学习新课关于一种金属的,说到金属,就会让我们想起初中学过的金属的活动性顺序(K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au)在初中我们也学过一些金属,比如:铝、铁、铜。他们是我们生活中常见的金属。今天学的金属钠在平时生活中是不常见,它 与铝、铁、铜有同样的性质吗?
我们一起来研究一下。在正式探究钠的物理化学性质之前,我给大家讲个故事,有一位农村女士,他的弟弟长病不起,看了很多医生都不见好,他非常着急,于是去请了一位大仙,大仙说他家有水鬼,他要施法才能驱除水鬼。一位大仙说他会捉鬼。他往装有半碗水的碗里滴了几滴他所谓的仙水,再把他所谓的吸血丹放到碗里。只见那吸血丹立刻在水面上乱窜,那大仙美飞色舞地说:看!我那吸血丹在动,说明这周围有鬼,它正在吸鬼魂;听!那“嘶嘶”的声响,正是鬼临死前的呻吟;再看!水变红了,那是鬼被我的吸血丹吸收后,化作了血水„„相信鬼神的人听了后肯定会信以为真,但稍有知识的人都知道世上并没有鬼,但大仙那所谓的吸血丹和仙水究竟是什么呢?今天我们学了这一章就知道了!
【提问技能】我们生活中有些常见的金属与水都不反应,那么是不是所有的金属都不与水反应呢?
今天我们学习钠这一章,现在我们来这个钠与水反应的实验 同学们观察到什么现象啊? 钠浮在水面,说明什么?。
熔化成银白色的小球,说明了什么问题? 熔化需要温度,那热量从哪里来呢?
刚才我们看到了钠在水中游来游去,为什么? 反应中发出了嘶嘶的声音,这又是怎么回事呢?
最后一个现象,溶液变成了红色,这又说明了什么。在这个过程中大家可以看到有气体产生,那这个气体是什么? 我们要怎样收集它?要怎样检测?
最后我们与生活相联系,钠着火时能否用水扑灭?为什么?该用什么灭火? 【课堂讲述】 一.氢气的性质 1.物理性质
【演示】完成氢气吹肥皂泡的实验。
【提问】我们看到肥皂泡迅速上升,这说明了氢气具有什么性质?此实验还能说明氢气有哪些物理性质? 【回答】氢气的密度比空气小,氢气是一种无色的气体,难溶于水。[教师活动]:展示一瓶新制的氢气由学生观察。
【设问】氢气是什么颜色什么气味的气体?这属于氢气的什么性质?氢气还有什么其它的性质呢?氢气又有何用途呢?下面让我们一起来研究
[板书]:氢气是一种无色,无味的气体。在101KPa时氢气在-252℃时变成液体,在—259℃
变成雪花状固体,它难溶于水,密度比空气小
【结课技能】同学们,我们一起来回顾一下今天所学习的知识,这节课有四个知识点: 1.实验室常将钠保存在煤油或石蜡油中 2.金属钠的物理性质:银白、轻、软、导、低
银白——银白色 ; 轻——密度小; 软——硬度小,质软; 导——导电性导热性能良好; 低——熔点低
3.钠与水的反应,也是本节课的重点,钠与水反应生 成氢氧化钠与氢气,注意方程式的写法,反应现象可以用五个字来形容:浮、熔、游、响、红; 4.如果钠着火了,应该用沙土扑灭,而不能用水扑灭。
此外,通过这堂课的学习我们终于明白了“鬼打墙骗术”的原理,揭开了大仙的假面具。其实,化学是与我们的生活息息相关的,我们要相信科学,不要迷信。大家以后也就可以多了解生活中的化学,用我们所学的知识解决生活中遇到的难题。好的这堂课也差不多了,下课!
第四篇:钠与水反应的实验改进与创新
钠与水反应的实验改进与创新
一、反应原理:
Na + 2 H2O == 2 NaOH + H2 ↑
二、实验装置如右图(高一化学教材P171):
三、实验步骤:
1、先切一小块钠(绿豆大),用刺了小孔的铝箔包好;
2、用镊子夹住,放在图中的试管口下(试管已装满水);
3、等试管集满气体时,用大拇指堵住试管口并从溶液中取出,向下移近酒精灯点燃;
4、最后向烧杯中滴加无色的酚酞试液。
四、实验现象:
1、反应过程中,有气泡逸出;
2、试管中的气体点燃时能听到尖锐的爆鸣声;
3、滴加酚酞溶液时,溶液呈红色。
五、结论
金属Na与H2O反应,生成了H2和NaOH。
六、分析
本实验的成功率还可以,优点就在于当检验生成的气体(H2)时,能听到尖锐的爆鸣声,学生容易观察(听)到,现象较明显;但在实验过程中还存在着一些弊端:
首先,该实验的最大缺点就在于它的操作,该实验的操作较复杂,学生很难独立完成;其次,由于钠与水反应生成的氢氧化钠是强碱,有很强的腐蚀性,而在试管集满气体后,我们必须
把手伸进NaOH溶液中,用拇指堵住试管口,把试管从溶液中移出,此时NaOH对我们的皮肤会产生一定的腐蚀,虽然当时感觉不到,但终究还是影响我们的身体健康。再者,当在酒精灯上点燃H2时,产生尖锐的爆鸣声,相当一部分学生不敢操作,且如果环境较吵闹时,容易产生干扰。所以,要很好地完成这一实验是有一定的难度的,且具有一定的危险性和不可靠性,因此很有必要对其作出改进。
<实验改进一>实验装置如下图(课本P29)
具体操作步骤如下:
1、在一个空塑料瓶中装入约3/4体积的水,用手挤压瓶子,使水面上升至近瓶口,排走瓶中的大部分空气。
2、在胶塞上固定一根大头针,用针扎起一块黄豆粒大小的金属钠,迅速塞住挤瘪的瓶口,倒置(如上图)并不断摇动塑料瓶。
3、待反应完全后,反应产生的气体,使挤瘪的瓶子复原,取下塞子,迅速用拇指堵住瓶口,并将瓶口移近火焰,检验钠与水反应所生成的气体。
4、最后向瓶中的溶液滴加酚酞溶液。
在这个实验中作出的改进的地方有:①用废旧的塑料瓶充当反应的容器,②用带有大头针的胶塞来固定金属钠;同原来的实验装置及操作相比较要简单得多,而且还能轻易地收集到反应后生成的气体,现象明显,成功率高。
但是,用废旧塑料瓶代替实验室的玻璃反应容器,同样存在一定的弊端,因为用废旧塑料瓶充当反应容器,只考虑到了收集气体的方便性,却忽略了实验操作过程,挤瘪一个塑料瓶对于男生来说是轻而易举的,但对于一些女生来说,要挤瘪一个塑料瓶就就比较困难了;其次,在反应的过程中还隐藏着另一个问题(这也是由第一个弊端引起的),假设在挤瘪塑料瓶时挤压的程度不够,塑料瓶中还存在着大量的空气,由于该反应是放热反应,生成的H2在瓶中就会与空气混合发生剧烈爆炸(另外:当挤压的程度不够,而取用金属钠的量又太多时,在反应过程中同样会产生爆炸;这两弊端在学生实验中已得到证实);最后,当点燃塑料瓶内的气体时,必须把塑料瓶倾斜,这样有可能使瓶内的液体流出,而把酒精灯浇灭。
显然,本改进实验还存在相当多的不足之处,它仍有待改进。
既然是用检验H2纯度的方法来验证生成的气体,那么如果能让H2在空气中安静地燃烧,则一切问题不就都解决了?
<实验改进二>实验装置如右图所示:
本实验的操作步骤,与上一实验基本一样,只是要先往水里滴入无色酚酞,再与金属钠反应;在最后检验生成的气体时的操作如下:
1、待反应完后,用手挤压右边橡皮管(内有一颗小玻璃珠,结构与碱式滴定管的滴管口构造相同)。
2、在导管口把气体点燃。
通过现象可发现,U形管右边(用作反应的的一端)的液面会下降,而左端(不用作反应的一端)的液体将从漏斗口流进漏斗,这是因为钠与水反应生成的气体难溶于水,则右边的气压增大,液面也随之下降,而根据联通器原理知道:不用作反应的左边的液面将升高(装在U形管上的胶塞与漏斗就起了防止U形管内的液体溢出装置的作用),显而易见:这证明反应中有气体生成;而U形管内的液体呈现红色,说明生成了NaOH(在反应前滴加了酚酞试液)。
该改进实验现象明显,操作也较简单,也避免了因H2不纯点燃而产生爆炸的现象,成功率相当高;但由于U形管是一种比较易碎的玻璃仪器,所以本实验仍存在着它的不足之处,怎么办? <实验改进三>实验装置如下图所示:
用玻璃管和导管代替U形管,本实验的操作步骤及反应现象与上一实验基本相同,不过该实验更有趣,因为用玻璃管与细长导管代替U形管,管中的液体在反应过程中能从右边细长的导管与漏斗连接处喷出来,这样就可以形成一个美丽的喷泉(红色),增加实验的趣味性。
用玻璃管代替U形管就解决了U形管易碎的缺点,而且增加了实验的趣味性,同时上一实验所具备的优点,在这一实验中都能得到体现,所以用它作为演示实验或学生实验是比较合适的。
纵观以上四个实验可知:前两个实验都有一个共同点——在检验生成的气体时都是从听觉上感觉的,容易受外界噪声的影响,且操作难于控制;而后两个实验操作较简单,现象明显,在检验生成的气体时,都是从视觉上观察到的,大大减少了外界对实验现象的影响,实验成功率相当高,且第四个实验的趣味性更强;因此,用第四个实验作为金属Na与H2O反应的实验装置是值得提倡的,当然如果条件不充分时,我们采取第三个实验也是未尝不可的。
第五篇:过氧化钠与水反应异常现象探究实验
《过氧化钠与水反应异常现象探究实验》反思
今天下午是中学教学实验研究,做了《过氧化钠与水反应异常现象探究》的实验,刚开始做实验时感觉实验本身超级简单,用不了多长时间就会做完。进实验室之前感觉自己都准备好了,因为按照自己的想法设计出了实验方案,又通过查找资料进行了修改,但是进了实验室,老师的一个个问题,还有“深思熟虑”的见解,让我感到自己开始时想得有点肤浅。这个探究实验远远不止自己原先想的那么浅,那么简单。它不同于普化、综合实验,它不仅要求以实验者的角度去思考、实施实验本身,而且更要求以一个化学教师的角度去更深层次的思考,更加规范自己的操作,还要思考实验给教学什么样的启示,让学生从中真正能获益什么。科学探究过程可以说是科学知识的产生过程,是个人层面的科学。如果我们按照查好的资料进行实验,不加入自己的思考,这就是知识的再认知过程,而这样的过程是不合格的科学探究。本实验是探究的实验,培养学生的科学探究能力,让学生从停留在知识表面上整体上的感性认识转向理性地对单独因素的作用机制的科学认识。基于这样的思考我进行了本实验的内容。
首先针对异常现象我提出了以下猜想:
由于过氧化钠与水反应实质上分两步进行,而且释放出热量,2Na2O2+4H2O=4NaOH+2H2O2;2H2O2=2H2O+O2↑.导致溶液红色褪去的原因从物质与热量方面来考虑可能有: ⑴、反应产生的热量导致溶液的温度上升,可能使红色褪去; ⑵、可能是产物中氧气的氧化性使溶液红色褪去; ⑶、可能是过氧化氢漂白性使溶液红色褪去; ⑷、可能是受生成物氢氧化钠浓度的影响。
然后从理论知识进行了分析:
酚酞是4,4—二羟基三苯甲醇一2一羧酸的内酯,具有弱酸性、弱还原性,无色晶体,在稀酸和中性溶液中,酚酞分子中三个苯环与一个SP3杂化的中心碳原子相连,三个苯环(生色基)之间未形成共轭关系,因此是无色的。遇碱后内酯开环并生成二钠盐,中心碳原子转化为SP2杂化状态,与三个苯环形成多个生色基共扼体系(醌式结构),因而显颜色(红色)。但在过量碱的作用下,由于生成3了三钠盐,中心碳原子又恢复到SP杂化状态,共扼体系消失,颜色也随之褪去。
可见红色酚酞褪色的原因可能是显红色的醌式结构被破坏了。从上图示可以看出,酚酞遇过量的碱,可使红色溶液褪色。通过分析化学中的知识知道,酚酞变色范围是pH值介于8.2--10.0之间。可见氢氧化钠使溶液褪色与其浓度有关。根据假说及推理我设计并进行了以下实验:
实验一:
实验目的:探究反应产生的热量是否使红色酚酞溶液褪色 实验药品:过氧化钠粉末、蒸馏水、酚酞溶液 实验仪器:试管、烧杯、量筒 实验步骤:⑴、向小试管中加入一小药匙过氧化钠粉末,加入10mL蒸馏水待反
应完全后将溶液分成两份;
⑵、将一份浸入装有冷水的烧杯中,冷却后滴加2滴酚酞溶液;
⑶、将另一份侵入热水中,再向其中滴加2滴酚酞溶液; 实验现象:两份溶液的红色的逐渐退去,只不过热的褪色快点
实验结论:反应产生的热量不是使红色酚酞溶液褪色的原因,热水中的那份溶液
褪色较快的原因是物理反应,因为温度高加快了分子的或离子的运动。
由于猜想氢氧化钠的浓度可能是使红色酚酞溶液褪色的原因,因此在分析其它因素是,应首先要排除氢氧化钠浓度的影响。即是找到一个较低的氢氧化钠浓度,再此浓度时可以保证红色酚酞溶液长时间不褪色。因此我配制了0.01mol/LNaOH溶液以供下面实验用。
实验二:
实验目的:探究氧气是否能使红色酚酞溶液褪色
实验药品:30%的过氧化氢溶液、二氧化锰、0.01mol/LNaOH溶液、酚酞溶液 实验仪器:试管、试管架、带有导气管的单孔胶塞,胶头滴管 实验步骤:⑴、向试管中加入0.01mol/LNaOH溶液3mL,滴加2滴酚酞溶液使
其变为红色;
⑵、向一支试管中加入3mL30%H2O2,用试管架固定,之后向其中加
入少量MnO2,并将制得的氧气通入红色溶液中,观察现象。实验现象:红色酚酞溶液没有褪色
实验结论:氧气不能使红色酚酞溶液褪色
实验三:
实验目的:探究H2O2是否使红色酚酞溶液褪色
实验药品:30%H2O2、0.01mol/LNaOH溶液、酚酞溶液 实验仪器:试管、胶头滴管
实验步骤:向一支试管中加入0.01mol/LNaOH溶液3mL,再向其中滴加2滴酚
酞溶液,观察到溶液变为红色并长时间不褪色,再向其中加入
2mL30%H2O2,振荡试管,2~3min后观察现象。实验现象:红色酚酞溶液颜色逐渐变浅至褪色 实验结果:H2O2可以使红色酚酞溶液褪色
实验四:
实验目的:探究NaOH是否为红色酚酞溶液褪色的原因 实验药品:氢氧化钠固体、酚酞溶液、盐酸 实验仪器:试管、胶头滴管 实验步骤:⑴、配制3mol/L的氢氧化钠溶液;
⑵、向试管中加入3mL3mol/LNaOH溶液,向其中滴加2滴酚酞溶液,可以看到溶液先变红后褪色。将所得溶液分为两份。
⑶、向其中一份滴加少量盐酸,并与另一份进行对比。观察现象。实验现象:当向其中一支试管中逐滴加入盐酸中和氢氧化钠,随着氢氧化钠浓度 的减小,溶液又恢复为红色。
实验结论:氢氧化钠使溶液褪色与其浓度有关。由于酚酞变色范围是pH值介
于8.2--10.0之间,而实验中氢氧化钠浓度很大,pH值在10以上,导致酚酞呈现无色。加入盐酸后,由于中和反应,氢氧化钠浓度下降,pH值降至10.0以下,由于变色的可逆性,溶液再次呈现红色。所以,是NaOH的浓度造成酚酞褪色,而并非酚酞结构被破坏。
以上实验是自己的一点小想法,在向老师汇报之后基于老师提出的更深层次的问题又进行了下面的实验。首先是在探究反应产生的热量是否能使红色酚酞溶液褪色中,我考虑的是反应产生的热量能否使红色酚酞溶液褪色,所以用的是过氧化钠与水反应这一体系,这样证明的结论就是在混合体系中反应产生的热量不能使红色酚酞溶液褪色。但也可以从另一个层面进行分析,探究热量对红色酚酞溶液的影响,这样更广泛,不仅适用于这一个实验,对一类都使用。其次是对高浓度的氢氧化钠使酚酞溶液变红又褪色后得到的无色溶液的探究。在探究氢氧化钠浓度对红色酚酞溶液的影响时我们已经得出了氢氧化钠浓度使红色酚酞溶液褪色并没有破坏酚酞显红色时的结构,而是具有可逆性的变色。但是并没有对过氧化氢使红色酚酞溶液褪色后得到的无色溶液进行深入探究。基于上述两点我又进行了以下实验。
实验五: 实验目的:探究热量能否使红色酚酞溶液褪色 实验药品:0.01mol/LNaOH溶液、酚酞溶液 实验仪器:烧杯、试管、试管夹 实验步骤: ⑴、取两支试管,分别向其中加入3mL0.01mol/LNaOH溶液;
⑵、将一支试管放在冷水中冷却,将另一支试管放在热水中加热。
⑶、向两支试管中分别加入2滴酚酞溶液,观察现象。实验现象:两支试管中的红色酚酞溶液都没有褪色 实验结论:热量并不能使红色酚酞溶液褪色
实验六:
实验目的:探究过氧化氢使红色酚酞溶液褪色后得到的无色溶液的性质 实验药品:30%H2O2、0.01mol/LNaOH溶液、酚酞溶液、实验步骤:⑴、向试管中加入3mL3mol/LNaOH溶液,向其中滴加2滴酚酞溶
液,可以看到溶液先变红后褪色。将所得溶液分为两份。
⑵、向其中一份无色溶液中滴加少量盐酸;向另一份无色溶液中加
入2mL30%H2O2,再加入一定量的盐酸,观察现象;
⑶、向另一支试管中加入 2mL30%H2O2,再滴入2滴酚酞溶液,再
加入3mL0.01mol/LNaOH溶液,观察现象。
实验现象:第一份中加入盐酸变为红色,第二份中加入过氧化氢还是无色溶液,再向其中加盐酸得到的仍然是无色溶液。第三支试管中得到红色溶
液。实验结论:说明过氧化氢不能破坏酚酞无色内酯式的结构,遇到低浓度的氢氧化
钠溶液还是会变为红色;但过氧化氢却破坏了酚酞溶液显红色时的醌
式结构,能够使红色酚酞溶液褪色但却不能可逆,即恢复不到显色的醌式结构。