关于褪色的原因

学习化学过程中常会出现一种现象多种解释的问题，要确信哪种解释比较合理，可采用逻辑推理方法，也可用实验验证的方法，但都少不了相关的基本知识。将此类问题编辑在一起成为专题，不仅有利于巩固和深化相关的知识，还有利于训练学生思维的敏捷性、严密性、整体性和创造性，培养学生“能将实际问题(或题设的情景)分解，找出应答的关键，能选择和调用自己贮存的知识块，将它们加以分解、迁移、转换(联想、类比、模仿、改造)、重组，使问题得到解决；并能用文字(或语言、图表)来表达自己答案的应用能力[1]。”
　　
　　1关于褪色原因解释
　　
　　[例1]将H2O2加入滴有酚酞的NaOH溶液中，红色褪去，可能原因是:①H2O2氧化酚酞而褪色；②H2O2因为弱酸性，中和NaOH而褪色。请设计实验证明哪种褪色原因。
　　
　　[相关知识]有机色素的褪色常见主要有2种。一种是色素结构被氧化破坏，具有不可逆性，如HClO、Na2O2、H2O2、O3等使酚酞、品红等溶液褪色；另一种是色素与某物质结合生成无色物质，色素主体结构未受破坏，是暂时的、可恢复的，如SO2使品红溶液、滴有NaOH的酚酞溶液褪色。
　　
　　有关酚酞遇某物质褪色的原因，已有较多的研究。如“酚酞变色机理”[2]、“漂白剂对酸碱指示剂的作用”[3]等。
　　
　　[分析]此题首先对H2O2的不稳定性、强氧化性及H2O2的水溶液(双氧水)的弱酸性和相关的用途(如漂白性等)有完整的了解。
　　
　　若是H2O2的弱酸性引起的，联想到中和滴定时指示剂的颜色变化，设计实验证明哪种褪色原因，可在褪色后的溶液中再加入几滴NaOH溶液，若溶液不再变红色则为原因1，否则为原因2。
　　
　　[例2]已知下列实验现象:①取0.8g过氧化钠与20mL水反应放出氧气后，往溶液中加酚酞试液，发现溶液先变红，后又很快变为无色。②氢氧化钠稀溶液加酚酞试液，溶液变红，再加一块氢氧化钠固体，红色褪去。
　　
　　请设计实验说明过氧化钠与水反应后的溶液使酚酞变红褪色的原理。
　　
　　[相关知识]过氧化钠本身并不能使酚酞试液褪色，过氧化钠与水作用发生如下两步反应:Na2O2+2H2O＝2NaOH+H2O2，2H2O2＝2H2O+O2↑。有关更详细的定性、定量研究可参考“过氧化钠使红色酚酞溶液褪色的实验分析”[4]、“过氧化钠与水反应系列实验的研究报告”[5]、“过氧化钠与水反应的实验再探讨”[6]。
　　
　　[分析解答]此题是探讨过氧化钠与水反应的产物中哪一种使酚酞溶液褪色。也许学生对过氧化钠与水反应分步进行不怎么了解，但根据题目所给信息，通过实验肯定或否定原因2，仍可解出。即向已褪色的溶液中逐滴加入稀盐酸，若出现溶液变红色过程即是原因2，若始终未出现变红色过程即是原因1。
　　
　　[例3]用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中，当滴到最后一滴时，红色突然消失，试用文字简要说明产生上述现象的2种可能原因。
　　
　　(1)___________；(2)__________。
　　
　　简述怎样用实验证明红色褪去的原因是1还是2?
　　
　　[分析]新制的饱和氯水是一种特殊的溶液，其中含有具有酸性的盐酸和次氯酸，具有强氧化性的氯单质和次氯酸。含酚酞的NaOH稀溶液显红色，红色褪去的原因不外乎是NaOH被反应或者是酚酞被氧化。
　　
　　[解答](1)①氯水呈酸性中和NaOH溶液所致；②氯水中的HClO有强氧化性可分解出氧，可漂白显色物质。
　　
　　(2)向褪色的溶液中回滴NaOH溶液，若红色再出现是原因①，若不再出现红色则是原因②。