Na2O2与SO2反应产物的实验探究

针对学生提出的SO2能否与Na2O2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CO2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Na2O2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+O2=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=Na2SO4，反应产物只有Na2SO4。

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70%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SO2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Na2SO3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。

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。

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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