过氧化钠和水反应使酚酞褪色原理探究.docVIP

PAGE PAGE 1 实验五 探究性实验设计 ——Na2O2和H2O反应后使酚酞红色褪去原因的探究 一、实验目的： 1、学会中学化学实验中探究性实验设计的一般过程与方法； 2、探究Na2O2和H2O反应后使酚酞红色褪去的原因。 二、提出问题： 在过氧化钠与水反应后的溶液中滴加酚酞溶液，为什么溶液变红后很快又褪色？ 三、相关资料查阅综述： 通过查找文献，我们发现，有关向过氧化钠与水混合后的溶液中滴加酚酞先变红后又褪色的机理的研究主要有2种观点： 一种观点认为是由于反应后溶液中生成的氢氧化钠，使酚酞变红，而后又由于碱液的浓度很大而使溶液又褪色了。 另一种观点认为过氧化钠与水混合后溶液中产生了原子氧，它的氧化性极强，使酚酞氧化而褪色。 四、问题解决设想： 通过分析，我们得出可能的影响因素有4个： 反应后温度的高低对实验现象造成影响； 生成物氢氧化钠浓度的大小对实验现象造成影响； 反应后放置时间的长短对实验现象造成影响； 中间产物H2O2的生成对实验现象造成影响。 问题解决的设想： 1、若是溶液的温度太高使颜色褪去，可以把反应后的溶液冷却后再加入酚酞溶液，如果颜色变红后不再褪去，说明是温度的原因。 2、如果是产物NaOH的浓度太高使溶液颜色褪去，则可以配制不同浓度的氢氧化钠溶液，然后分别滴加酚酞，如果颜色变红后不再褪去说明是浓度的原因。 3、如果是因为放置时间的长短使得颜色褪去，可以把反应后的溶液平均分成几等分，放置不同时间后向溶液中滴加酚酞，若随着放置时间的增长溶液褪色越来越快，则说明是放置时间的原因。 4、如果是由于中间产物过氧化氢的生成使得溶液的颜色褪去，可以把反应后的溶液分成两份，第一份加入MnO2后再滴加酚酞，第二份直接滴加酚酞，如果第一份溶液变红后不褪色，而第二份的颜色变红后褪去，则说明是因为中间产物过氧化氢的生成使得溶液褪色。 五、实验设计方案 1、实验仪器和药品 仪器：小试管、胶头滴管、药匙、量筒、天平、称量纸 药品：Na2O2固体粉末、酚酞、MnO2固体粉末、NaOH固体 2、实验步骤 （1）在试管中加入少量的Na2O2固体粉末，滴加适量的水使其反应完全，把反应后的溶液分开两份，第一份马上滴加酚酞观察现象，第二份用冷水冷却后再滴加酚酞，观察现象。 （2）分别配制1mol/L、2mol/L、4mol/L、8mol/L、10mol/L的氢氧化钠溶液，分别取少量于标号为1、2、3、4、5的5支试管中，依次滴加酚酞溶液，并观察溶液变红后是否褪色，记下褪色的时间。 （3）在试管中加入少量的Na2O2固体粉末，滴加适量的水使其反应完全，并在常温下放置不同时间后再加入酚酞试液，观察颜色是否褪去，并用秒表记录相关的时间。 （4）在试管中加入少量的Na2O2固体粉末，滴加适量的水使其反应完全，把反应后的溶液分开两份，其中一份直接滴加酚酞观察现象，另一份加入MnO2后再加入酚酞，观察现象。 六、实验现象以及结果分析 1、步骤（1）的实验现象： 第一份滴加酚酞后溶液变红，接着红色马上褪去；第二份用冷水冷却后再滴加酚酞，溶液变红，3s后褪色。 结果分析： 由实验结果可以看出，温度造成的影响是比较小的。温度主要是影响分子的扩散速度。所以我们得出结论，过氧化钠和水反应后加入酚酞，溶液变红后褪色，不是因为反应温度升高而造成的，即该现象与反应温度无关。 2、步骤（2）的实验现象： 不同浓度氢氧化钠溶液滴加酚酞后褪色的时间记录如下： 氢氧化钠溶液浓度（mol/L） 1 2 4 8 10 红色完全褪去的时间(s) 6min后变成淡红色，但十几分钟后颜色还是没有完全褪去 88 31 13 10 （右图第一支试管中氢氧化钠浓度为1mol/L，接下去的试管氢氧化钠浓度依次递增） 结果分析： 由实验结果可以发现，酚酞在稀碱溶液中红色褪去的速度比较慢，而在浓碱液中颜色褪去比较快。由此我们得出结论，过氧化钠和水反应后加入酚酞，溶液变红后褪色，与所生成的氢氧化钠浓度过大有关。 3、步骤（3）的实验现象： 试管中的溶液放置不同时间后，滴加酚酞褪色的时间记录如下： 溶液放置时间（min） 5 10 15 20 25 红色褪去时间（s） 8.6 19.0 20.2 21.5 22.6 结果分析： 由实验结果发现，反应后溶液放置时间越长，加入酚酞后红色褪去所需要的时间越长。实验表明，过氧化钠与水反应后溶液放置时间长短会影响颜色的褪去，放置到一定时间后溶液可能不再褪色。 4、步骤（4）的实验现象： 加入了MnO2的溶液滴加酚酞后显红色，且红色没有褪去，而没有加MnO2的溶液滴加酚酞后显红色，6S后红色又褪去。 （右图为加入了MnO2的溶液滴加酚酞后显红色，且红色没有褪去） 结果分析： 由实验结果可以看出，由于反应过程中有中间产物H2O2的生成，其氧化作用使