过氧化钠与水反应异常现象探究 - 副

过氧化钠与水反应异常现象探究
1 引言
2 产生异常现象的可能原因
在进行本实验时使用的仪器均是洁净的，药品是市售或新制的。

导致溶液红色褪去的因素从产物的角度和反应原理方面来考虑可能有：
（1）可能是产物中O2的氧化性使溶液褪色；
（2）可能是受生成物氢氧化钠浓度的影响；
（3）反应产生热量导致溶液的温度上升，可能使红色褪去；
（4）过氧化钠与水反应的过程中可能产生具有漂白性的物质H2O2或O3。

3 异常现象的实验探究根据上述分析的可能原因，作如下实验验证。

3.1 产物中O2的氧化性影响
向试管中加入0.01 mol/L NaOH溶液3 mL，滴加2滴酚酞试液，同时制备氧气并通入红色溶液中，结果是溶液的红色长时间不褪色，说明生成的O2并不影响溶液的颜色。

3.2 生成物氢氧化钠浓度的影响
3.2.1 定性实验在一定浓度的NaOH溶液中滴加酚酞试液，溶液显红色。

将此溶液分成两份，一份放置红色长时间不变色；在另一份中加少量NaOH固体，随着NaOH的溶解形成浓碱液，溶液的红色逐渐褪至无色。

将此溶液又分成两份，分别滴加稀盐酸和蒸馏水，可以观察到加稀盐酸的那份溶液红色再现较快，滴加蒸馏水的那份短时间内难以恢复红色。

3.2.2 定量实验向等体积的浓度分别为5 mol/L，2 mol/L，1 mol/L和0.01 mol/L的NaOH溶液中滴加2滴酚酞试液，可观察到溶液红色褪去的时间如下：
溶液的浓度(mol/L) 5 2 1 0.01
变红又褪色的时间(s) 8 94 450 长时间无明显变化此实验表明：酚酞在稀碱溶液中才能稳定显红色，在浓碱性溶液中显红色后又褪去。

3.3 反应产生的热量的影响
往试管中加入一小药匙固体Na2O2，加入10 mL蒸馏水，溶解后分成两份，将一份浸入装有冷水的烧杯中，冷却后滴加2滴酚酞试液；将另一份加热至沸，再向其中滴加2滴酚酞
试液。

结果溶液变红振荡后均褪色，可见反应产生的热量导致溶液温度升高并不是使颜色改变的原因。

3.4 产生具有漂白性的物质H2O2或O3的影响
3.4.1 往试管中加入一小药匙固体Na2O2，加入2 mL蒸馏水，用带火星的木条伸入其中，火星更旺，但产生的氧气不足以使木条复燃。

若往溶液中加入少量MnO2后则又产生大量的气体，使带火星的木条复燃。

反应式为：
Na2O2＋2H2O ═ 2NaOH＋H2O2
MnO2
2H2O2 ════2H2O＋O2↑
为了更好地说明这一问题，还测定了过氧化钠与水反应产生的气体的体积：称取3.9克过氧化钠固体，当逐滴加入约50 mL水时，测得氧气的体积为170 mL 左右（已考虑了50 mL 水和导管中水两者因素）。

待不再有气体产生约10分钟以后，启开反应器的双孔塞，加入用小纸片包好的二氧化锰，迅速塞紧双孔塞，轻轻摇动反应器（广口瓶），纸包自动散开。

二氧化锰与溶液一经接触，又产生大量氧气，至反应完全后，测得又产生395 mL氧气（两次测定都是在9 o C和一个标准大气压的条件下，因无必要，未换算成标准状况下的体积）。

3.4.2向Na2O2与水反应后所得的稀溶液中加入少量MnO2粉未，微热使中间产物H2O2完全分解，赶尽O2，再加3－5滴酚酞，溶液颜色没有褪去。

3.4.3若向2 mL 30% H2O2溶液中滴加2滴酚酞试液，再与3 mL 0.01 mol/L NaOH溶液混合，缓慢滴加酚酞试液前，溶液上层微红，振荡后褪色。

2－3分钟后继续缓慢滴加酚酞试液，溶液呈浅红色。

3.4.4若向两支试管中分别加入0.01 mol/L NaOH溶液3 mL，滴加2滴酚酞试液，然后向其中一支试管内加入2 mL H2O2，振荡，滴加H2O2的试管内溶液的红色褪去，此实验表明Na2O2与水反应的产物中有强氧化性的H2O2生成，并且H2O2具有漂白作用。

3.4.5反应产物中是否有臭氧物质？因为臭氧比过氧化钠的氧化性强，在同一反应中，氧化产物不可能比氧化剂的氧化性强，因此反应过程中不可能有臭氧生成。

4 结论往过氧化钠与水反应后的溶液中滴加酚酞试液，溶液变红后又褪色的原因，一是反应生成的H2O2的漂白作用，二是所得氢氧化钠溶液的浓度可能较大。