第07讲 钠的氧化物-【暑假自学课】2022年高一化学暑假精品课（人教版）

第07讲 钠的氧化物

【学习目标】

1．根据碱性氧化的通性，理解氧化钠的化学性质。

2．通过实验探究，结合氧化还原反应原理，认识过氧化钠的化学性质。

3．结合真实情景中的应用实例，了解过氧化钠在生产生活中的应用。

【基础知识】

    钠在常温和加热条件与氧气反应分别生成Na2O、Na2O2，这两种氧化物的物理和化学性质有何不同？

    氧化钠属于哪类氧化物？有何化学性质？

一、氧化钠

1．物理性质：

白色粉末状固体。

2．化学性质：

    过氧化钠的化学性质与氧化钠是否相同?

2008年9月27日，宇航员翟志刚成功完成中国历史上首次太空行走，使中国成为第三个独立掌握出舱活动技术的国家。宇航员出舱时，呼吸所需的氧气主要来自太空服中的呼吸面具。呼吸面具中的过氧化钠与水、二氧化碳反应产生了氧气。

请你写出过氧化钠与水反应的化学方程式_________________________________。

实验：将包有过氧化钠的脱脂棉放在石棉网上，通过导管向脱脂棉吹气。

现象：脱脂棉燃烧

结论：反应放热且有氧气生成。

请写出反应的化学方程式______________________________________。

二、过氧化钠

1．物理性质

淡黄色粉末状固体。

2．化学性质

Na2O2不是碱性氧化物，但能与水、酸、酸性氧化物等发生反应，具有强氧化性。

（1）与水反应

反应分两步进行：2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋H2O2……①  2H2O2＝2H2O＋O2↑……②

总反应式如下：

反应中氧化剂是Na2O2，还原剂是Na2O2。

（2）与CO2反应

反应中氧化剂是Na2O2，还原剂是Na2O2。

（3）与酸反应

2Na2O2＋4HCl＝4NaCl＋2H2O＋O2↑

（4）用途

呼吸面具或潜水艇中做供氧剂，强氧化剂、漂白剂。

3．Na2O2的增重问题

（1）若题目只给出CO2或H2O的质量，可通过CO2或H2O的质量，求出CO或H2的质量，则固体增重就是CO或H2的质量。

（2）若m g的H2与CO的混合气体或单一气体，在O2中充分燃烧后，将其产物通过足量的Na2O2固体，反应完毕，固体增重也必是m g。

（3）m g符合通式为(CO)x(H2)y的物质，在O2中充分燃烧后，将其产物通过足量的Na2O2固体，反应完毕，固体增重也必是m g。如甲醛(CH2O)、甲醇(CH4O)、乙酸(C2H4O2)、葡萄糖(C6H12O6)等。

1．Na2O2使酚酞先变红后褪色的原因

将Na2O2投入滴有酚酞的水中，Na2O2与水反应生成NaOH，使酚酞先变红；同时，Na2O2与水反应过程中，还生成了不是很稳定的中间产物H2O2，具有漂白性，使变色后的酚酞氧化褪色。

2．Na2O2中氧元素为－1价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性。

①主要表现较强的氧化性，如Na2O2与SO2反应：Na2O2＋SO2＝Na2SO4，可使品红溶液褪色。

②有时表现还原性，如过氧化钠使酸性高锰酸钾溶液褪色：5Na2O2＋2KMnO4＋8H2SO4＝5Na2SO4＋K2SO4＋5O2↑＋2MnSO4＋8H2O。

3．Na2O2与H2O、CO2反应的先后顺序

2H2O＋2Na2O2＝4NaOH＋O2↑；CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O；总反应式为2CO2＋2Na2O2＝2Na2CO3＋O2。所以一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)混合物的反应，可视为Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O(g)发生反应。

氧化钠与过氧化钠的比较

1．Na2O是碱性氧化物，Na2O2是非碱性氧化物。(因其与酸反应时除生成盐和水外，还有O2生成)。

2．Na2O2中阴离子是O，阴、阳离子个数比是1∶2而不是1∶1。

3．Na2O2与其他物质反应时不一定都产生O2，如：Na2O2＋SO2＝Na2SO4。

【考点剖析】

考点一：氧化钠和过氧化钠的基本性质

例1．（2022年贵州省黔东南州凯里一中期中）下列关于氧化钠和过氧化钠的叙述中，正确的是

A．溶于水后所得溶液的成分相同 B．氧元素的化合价相同

C．阴、阳离子个数比不同 D．都属于碱性氧化物

考点二：过氧化钠的结构与性质

例2．（2022年四川省宜宾市期末）下列关于Na2O2的说法中，错误的是

A．是淡黄色固体 B．可作供氧剂

C．具有强氧化性 D．由Na＋和O2−构成

考点三：Na2O2的增重问题

例3．（2022年安徽省宿州市十三所重点中学期中）一定条件下，使26 gCO和O2的混合气体充分反应，所得混合物在常温下跟足量的Na2O2固体反应，结果固体增加14 g，则原混合气体中CO和O2的质量比可能是

A．9∶4 B．4∶9 C．7∶6 D．1∶1

考点四：Na2O2的性质探究

例4．（2022年北京师范大学附属中学期中）某小组研究Na2O2的性质。

（1）查阅资料，Na2O2与浓盐酸既能发生氧化还原反应，又能发生复分解反应，于是通过实验研究了Na2O2与浓盐酸反应：

【实验过程和现象】

将浓盐酸滴入装有少量Na2O2的试管中，试管壁发热并有刺激性气味的气体产生，反应后所得溶液呈浅黄绿色。向浅黄绿色溶液中加少量MnO2固体，立即产生大量无色无味的气体。

①根据实验现象推测刺激性气味气体可能为Cl2，生成Cl2的化学方程式为_________________________。

②解释加少量MnO2固体，立即产生大量无色无味气体的原因：____________________________。

（2）小组设计了下列实验装置证明了Na2O2和CO2反应时必须与水接触。

【实验过程和现象】

步骤1：打开弹簧夹K2，关闭K1，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在a处，火星无明显变化。

步骤2：打开弹簧夹K1，关闭K2，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在a处，木条复燃。

①过氧化钠跟二氧化碳反应的化学方程式是_______________________________。

②用离子方程式表示饱和NaHCO3溶液的作用____________________________。

③大部分同学认为实验证明了Na2O2和CO2反应时必须与水接触。乙同学认为上述实验设计有漏洞，需要补充实验步骤3才能证明结论。补充的实验步骤3是：_____________________________________。

考点五：Na2O2的纯度测定

例5．（2022年河南省新乡市期中）某兴趣小组采用如图装置测定某Na2O2样品(杂质为Na2O)的纯度。

（1）实验前，需进行的操作是____________________________。

（2）仪器A的名称为__________________。

（3）仪器A中发生的反应的化学方程式有_____________________________、_____________________。其中属于氧化还原反应的反应中的氧化剂为_______(填标号，下同)；还原剂为_______。

a．Na2O   b．Na2O2  c．H2O

（4）取1 g该样品进行实验，当固体反应完全，得到0.16 g(经折算)气体，则该样品的纯度为_______。

【真题演练】

1．（2022年河北省唐山市遵化市期中）在反应2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2中，Na2O2是

A．氧化剂 B．还原剂

C．既是氧化剂又是还原剂 D．既不是氧化剂也不是还原剂

2．（2022年北京市丰台区期中）下列说法不正确的是

A．金属钠和氧气反应的产物和反应的条件有关

B．Na在空气中点燃，生成主要产物为白色的Na2O

C．可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2

D．过氧化钠为淡黄色固体，其中氧元素的化合价为负一价

     3．（2022年江苏省盐城市响水中学期中）下列反应的离子方程式中正确的是

A．氯气溶于水：Cl2＋H2O＝2H＋＋Cl－＋ClO－

B．碳酸钙与醋酸：CO32－＋2CH3COOH ＝CO2↑＋2CH3COO－＋H2O

C．铜片插入硝酸银溶液中：Cu＋2Ag＋＝Cu 2＋＋2Ag

D．过氧化钠与水反应：2O22－＋2H2O＝4OH－＋O2↑

4．（2022年河南省新乡市期中）某稀溶液中含有CO32－、HCO3－、Cl－、Na＋四种离子，若向该溶液中加入少量的Na2O2固体，离子数目增多的离子有

A．CO32－、Na＋  B．HCO3－、Cl－

C．HCO3－、CO32－  D．Cl－、Na＋

5．（2022年湖北省孝感市期中）如图装置，试管中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒。U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，将发现的现象是

A．U形管内浅红色褪去 B．试管内溶液变红

C．U形管水位d＜c D．气球a被吹大

6．（2022年安徽省池州市贵州区期中）下列关于金属钠及钠的化合物叙述中正确的是

A．常温下，将金属钠加入到硫酸铜溶液中，可以在溶液中出现蓝色固体

B．将过量Na2O2投入滴有少量酚酞水溶液中，有气泡生成，且溶液最终呈红色

C．Na2O2与CO2反应生成纯碱，CO2是酸性氧化物，Na2O2属于碱性氧化物

D．切开的金属钠暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗的原因是2Na＋O2＝Na2O2

7．（2022年天津市五校联考期中）某银白色金属单质A在空气中加热燃烧时发出黄色火焰，得到淡黄色固体B，A、B都能与水反应生成E，B和酸性气体D反应能生成C，A露置在空气中足够长时间也会变为C，E与D反应也能生成C。

写出下列反应的化学方程式：

（1）A生成B________________________________；

（2）B与水反应_____________________________；

（3）B与D反应__________________________；

（4）E与过量D反应__________________________。

8．（2022年广东省佛山市顺德区乐从中学期中）如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应原理的装置图(夹持仪器略)。

（1）A装置为CO2的发生装置，反应的离子方程式为___________________________________。

（2）B装置的作用是______________，反应的离子方程式为___________________________________。

（3）C装置为O2的发生装置，写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式________________________、______________________。

（4）D装置的作用是____________________。

（5）当装置内气流平稳后开始收集气体，若该气体能_________________，证明过氧化钠可做供氧剂。

【过关检测】

1．（2022年湖南省怀化市第五中学期中）下列钠的化合物中，可用于呼吸面具作为O2来源的是

A．Na2O B．Na2O2 C．NaCl D．Na2CO3

2．（2022年河北省石家庄市第二十八中学期中）下列反应中，Na2O2只表现出氧化性的是

A．2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑

B．2Na2O2＋2H2SO4＝2Na2SO4＋2H2O＋O2↑

C．Na2O2＋SO2＝Na2SO4

D．5Na2O2＋2KMnO4＋8H2SO4＝5Na2SO4＋K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O

3．（2022年山西省怀仁市期中）下列反应与Na2O2＋SO2＝Na2SO4相比较，Na2O2的作用相同的是

A．2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2 B．2Na2O2＋2SO3＝2Na2SO4＋O2

C．Na2O2＋H2SO4＝Na2SO4＋H2O2 D．3Na2O2＋Cr2O3＝2Na2CrO4＋Na2O

4．（2022年安徽省黄山市期中）下列有关过氧化钠的说法中错误的是

A．可用作潜水艇的供氧剂     B．是淡黄色固体

C．阳离子与阴离子个数比为1∶1   D．用加热法可除去Na2O2中的Na2O

5．（2022年福建省宁德市同心顺联盟期中）根据下图的转化关系及现象，下列描述错误的是  

A．气体B为O2，反应②金属单质燃烧时火焰黄色

B．反应③、④均为复分解反应

C．反应①的化学方程式为2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑＋H2↑

D．反应③的离子方程式为Cu2＋＋2OH－＝Cu(OH)2↓

6．（2021年四川省广安市期末）下列物质能使紫色石蕊试液先变红后褪色的是

①Cl2  ②敞口瓶中的久置氯水  ③盐酸  ④Na2O2  ⑤活性炭

A．① B．①② C．②③④ D．②④⑤

7．（2022年河南省南阳市期中）某实验小组通过下图所示实验，探究Na2O2与水的反应：

下列说法不正确的是

A．②中的大量气泡的主要成分是氢气

B．③中溶液变红，说明有碱性物质生成

C．④中现象可能是由于溶液中含有漂白性物质造成的

D．⑤中MnO2的主要作用是作催化剂

8．（2022年江西省九校期中联考）某同学在实验室进行如图所示的过氧化钠性质实验。请回答下列问题：

（1）如图所示实验，滴入几滴水，整个过程现象是___________________________。实验结束后，向试管所得溶液中滴加酚酞溶液，现象是_________________。

（2）过氧化钠与水反应的化学方程式为_____________________________。

（3）若用嘴通过导管向附着少量Na2O2粉末的脱脂棉吹气，棉花燃烧。原因是Na2O2与H2O和CO2反应同时放出大量的热量，试写出其中Na2O2与CO2反应的化学方程式：_____________________________。

9．（2022年江苏省盐城市响水中学期中）钠元素在自然界中分布很广，储量极为丰富，都以化合态存在，如氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等。钠单质和钠的化合物在生产、生活中被广泛应用。请根据钠及其化合物性质按要求完成各题。

（1）金属钠的密度比水小，在钠与水反应的实验中，能得出“该反应是放热反应”这一结论的实验现象是______________________，反应的离子方程式是________________________________________。

    （2）钠的焰色反应的焰色为______色，该波长的光射程远，透雾力强，据此原理制作的高压钠灯广泛应用于道路和广场的照明。金属焰色反应是_____________变化(填“物理”或“化学”)。

（3）过氧化钠是一种淡黄色的固体, 可作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂。写出过氧化钠和二氧化碳反应的化学方程式，并用双线桥表示电子转移方向和数目__________________________________________。

10．（2022年北京市第四中学期中）现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，用如图所示实验装置测定Na2O2试样的纯度。（可供选用的反应物只有CaCO3固体、盐酸、硫酸和蒸馏水）

回答下列问题：

（1）装置A中液体试剂选用____________________。

（2）装置B的作用是________________________________________________________。

装置E中碱石灰的作用是___________________________________________________。

（3）装置D中发生反应的化学方程式为____________________________，____________________________。

（4）若开始时测得样品的质量为2.0 g，反应结束后测得气体体积（并折合质量为0.32 g），则Na2O2试样的纯度为_____________。