(过氧化钠与二氧化碳的实验探究.docVIP

过氧化钠与二氧化碳的实验探究 一．?????????? 探究冲动 现行高中化学教材第一册第二章“钠的化合物”一节中，讲到过氧化钠与二氧化碳起反应，生成碳酸钠和氧气，化学方程式如下：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+ O2 。 这是本节教学中的难点，通常情况下，干燥的固体与气体是很难在无须任何条件的情况下直接反应的，从方程式中同学们看到生成了氧气，但教材中并没有给出演示实验，同学们容易错误的认为干燥的CO2气体与Na2O2固体粉末是很容易就直接反应的。其实这个反应必须要在潮湿的环境下，借助水的作用，在这个问题上仅凭教师的讲解没有说服力，所以可以让同学们自己设计方案对CO2与Na2O2反应时的环境进行探究，看看CO2与Na2O2反应的真正原理何在。 二．?????????? 思维的火花 在强烈的探究欲望指引下，同学们想到许多方法去实现干燥CO2与Na2O2固体粉末反应，潮湿CO2与Na2O2固体粉末反应的对比。 如：通过实验室制法即大理石与稀酸反应制得的CO2气体虽然本身是带有少量H2O，但为了实验效果更加明显，可不可以让它通过某些溶液带出更多的水？要想获得尽量干燥的CO2气体，应选用什么干燥剂、干燥仪器是否须要重复干燥？不同环境下的CO2与Na2O2是否反应？用什么方法检验既灵敏又准确等的问题，同学们通过反复的实验、对比，最终从以下三个方面设计出一套比较合理的探究方案。 三．?????????? 实验设计 根据以上三个主要的疑惑，请同学们分为三组，分别解决以下三个方面的问题。 （一）设计思路 设计思路一：如何制得潮湿的CO2 初中教材中，CO2的实验室制法一般选用大理石和稀盐酸为原料，制出的CO2气体中含少量HCl 、水蒸气杂质，所以可选用饱和NaHCO3溶液，一方面出去HCl杂质，另一方面可得潮湿的CO2。 设计思路二：如何制得尽量干燥的CO2 CO2为非还原性的酸性气体，一般可选用酸性或中性干燥剂对其干燥，为尽量干燥CO2，也可采取重复干燥并用无水 C uSO4检验是否干燥彻底。 设计思路三：设计如何让这两种情况下的CO2与Na2O2是否反应得以验证 在Na2O2与H2O反应的演示实验中，当我们用胶头滴管向一小团包有少量Na2O2粉末的棉花滴水时，利用这一反应生成O2放热棉花迅速燃烧起来。我们正好可将这一检验 少量O2是否生成的方法迁移到Na2O2固体与CO2气体是否直接反应生成O2的实验验证中。为保证实验的安全及防止空气的干扰，选用密闭锥形瓶并用一玻璃直导管与外界大气相通以平衡内外压强。 （二）实验装置图及仪器,药品等 仪器：分液漏斗、锥形瓶、集气瓶、双孔橡皮塞、直形玻璃管、各种玻璃导管 药品：大理石、稀盐酸、饱和NaHCO3溶液、浓 H2SO4、无水 C uSO4粉末、Na2O2粉末、脱脂棉花少许 四. 实验探究过程 请同学们将分组设计的装置组合在一起，记录观察现象，得出相应的结论 实验装置 实验步骤 实验现象 结论 潮湿CO2与Na2O2反应的情况 1．? 实验室制气体CO2 2．? 将CO2通入饱和NaHCO3溶液除杂 3．? 将潮湿CO2的通入锥形瓶中与用棉花包好的Na2O2粉末接触 伴随着饱和NaHCO3溶液中出现明显气泡一段时间后，包有Na2O2粉末的棉花燃烧起来 Na2O2粉末可与潮湿的CO2反应 干燥CO2与Na2O2反应的情况 1．? 实验室制气体CO2 2．? 同如浓 H2SO4溶液中干燥一段时间直到无水 C uSO4粉末不变色 3．? 将CO2干燥彻底后的通入锥形瓶中与用棉花包好的Na2O2粉末接触 当无水 C uSO4粉末不变色，而其后的浓 H2SO4中出现明显气泡一段时间后，包有Na2O2粉末的棉花无任何现象 Na2O2粉末不与干燥的CO2反应 五.实验结论 六．实验感悟 七．实验拓展 “二氧化碳是否在有水存在时才能与过氧化钠反应?”这个问题实验室里可通过以下实验加以证明： (1)按图装置，在干燥的试管Ⅲ中装入Na2O2后，在通入CO2之前，应事先用弹簧夹(K1、K2)夹持好，目的何在? 。 (2)试管I内的试剂X应该是 ，打开弹簧夹K1、K2，加热试管Ⅲ约5分钟后，将带火星的小木条插入试管Ⅱ的液面上，可观察到带火星的小木条不能剧烈地燃烧起来，且Ⅲ内淡黄色粉末未发生变化。则所得的化学结论是 。 (3)试管I内试剂为CO2饱和水溶液时，其他操作同(2)，通过 的现象，可以证明Na2O2与潮湿的CO2能反应且放出O2。 方法二 1?　实验药品 镊子、胶头滴管(30 mL?分液漏斗)?、U?型管