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第一節　鈉及其化合物
第1課時　活潑的金屬單質——鈉　鈉的氧化物
[核心素養發展目標]　1.能從鈉原子的結構(微觀)分析認識鈉是一種非常活潑的金屬,具有很強的還原性(宏觀)。2.從物質類別、元素化合價的角度認識氧化鈉與過氧化鈉的性質。3.設計實驗探究鈉與氧氣和水的反應、過氧化鈉與水的反應,會分析鈉與酸、堿、鹽溶液的反應,促進“證據推理與模型認知”化學核心素養的發展。
一、鈉的原子結構、物理性質及鈉與非金屬單質的反應
　　　　　　　　　　　 　　　　　
1.鈉元素的原子結構及存在
2.鈉與非金屬單質的反應
(1)鈉與氧氣的反應
結合教材實驗2 1、實驗2 2完成下表:
條件 常溫 加熱
實驗現象 新切開的鈉具有銀白色的金屬光澤,在空氣中很快變暗 鈉先熔化,然后劇烈燃燒,火焰呈黃色,生成淡黃色固體
化學方程式 4Na+O22Na2O(Na2O為白色) 2Na+O2Na2O2(Na2O2為淡黃色)
實驗 結論 ①物理性質:鈉具有銀白色的金屬光澤,硬度小,熔點低,密度大于煤油,通常保存在煤油或石蠟油中;②反應條件不同,鈉與氧氣反應的產物不同
思考　書寫鈉在常溫及加熱條件下分別和O2反應的化學方程式,并用雙線橋標出電子轉移,比較等質量的鈉完全反應轉移電子的關系。
提示　①生成Na2O:;
②生成Na2O2:。
則相同質量的兩塊鈉,分別發生上述反應,轉移的電子數:①=②。
(2)鈉與其他非金屬單質的反應
鈉與其他非金屬單質化合生成的化合物中鈉只顯+1價。
試寫出鈉和氯氣反應的化學方程式:2Na+Cl22NaCl。
1.判斷正誤
(1)鈉元素在自然界中有的以單質的形式存在 (　　)
(2)金屬鈉能存放于煤油中,也可存放于石蠟油中 (　　)
(3)常溫下,鈉與氧氣反應生成淡黃色固體 (　　)
(4)取用鈉時,可以用手直接接觸 (　　)
(5)實驗中取出的藥品都不能再放回原試劑瓶 (　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
2.下列各組物質中的兩種物質發生反應時,反應條件或反應物用量的改變,對生成物沒有影響的是 (　　)
A.Ca(OH)2和CO2 B.Na和O2
C.Zn和鹽酸 D.C和O2
答案　C
解析　Zn和鹽酸反應只生成氯化鋅和氫氣,反應條件或反應物用量的改變,對生成物沒有影響,故選C。
二、鈉和水的反應
1.理論預測
(1)從物質組成的角度來看,鈉含有Na元素,水含有H、O元素。
(2)從元素價態的角度來看,鈉具有還原性,水具有氧化性,二者發生氧化還原反應生成NaOH和H2。
2.實驗探究
實驗操作 實驗現象 結論或解釋
鈉浮在水面上 鈉的密度比水小
鈉熔化成閃亮的小球 鈉的熔點低,反應放熱
小球在水面上迅速游動 反應產生的氫氣推動小球運動
與水反應發出“嘶嘶”的響聲,逐漸變小,最后消失 鈉與水劇烈反應,產生氣體
反應后溶液的顏色逐漸變紅 有堿性物質生成
3.實驗結論
鈉與水劇烈反應,生成氫氧化鈉和氫氣。
(1)化學方程式是2Na+2H2O2NaOH+H2↑;離子方程式是2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑。
(2)實質:鈉置換水電離出的H+生成H2。
思考　某同學設計實驗探究鈉與酸、堿、鹽溶液的反應,將一塊綠豆粒大小的鈉分別投入盛有①稀鹽酸、②飽和澄清石灰水和③CuSO4溶液的三個燒杯中,回答下列問題。
(1)實驗①中,鈉與稀鹽酸反應比鈉與水反應更劇烈,試寫出鈉與稀鹽酸反應的化學方程式。若稀鹽酸不足量,金屬鈉能否剩余,為什么
提示　2Na+2HCl2NaCl+H2↑。不能剩余;稀鹽酸不足,過量的鈉會與溶劑水繼續反應生成NaOH和H2。
(2)實驗②中,飽和澄清石灰水出現白色渾濁,試分析原因。
提示　Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而降低,鈉與水反應放出熱量且消耗溶劑水,石灰水過飽和,析出Ca(OH)2固體,產生白色渾濁。
(3)實驗③中,產生藍色絮狀沉淀,未觀察到產生紫紅色金屬銅。請結合化學方程式分析產生上述現象的原因。
提示　鈉先與水發生反應:2Na+2H2O2NaOH+H2↑,NaOH再與CuSO4發生復分解反應生成Cu(OH)2藍色沉淀:2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4。
特別提示　鈉與酸、堿、鹽反應的兩個易錯點
①鈉投入堿溶液中,并非都析出溶質,產生渾濁,要考慮反應消耗水、堿溶液是否飽和等,若堿溶液不飽和,可能不產生沉淀。
②鈉并非不能置換出金屬。高溫下,工業上常用鈉作還原劑來冶煉金屬Ti等:TiCl4+4Na4NaCl+Ti。
鈉與溶液的反應
遇水記五點:浮熔游響紅。遇酸酸優先,遇鹽水在前。
1.判斷正誤
(1)鈉的密度比水小,比煤油大 (　　)
(2)鈉失火時不能用水撲滅,應該用干燥的沙土蓋滅 (　　)
(3)鈉與水反應的離子方程式為Na+H2ONa++OH-+H2↑ (　　)
(4)鈉投入NaOH溶液中,無明顯現象 (　　)
(5)鈉投入飽和食鹽水中,有晶體析出 (　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√
2.(2023·四川眉山仁壽一中高一期中)將少量的金屬鈉投入下列稀溶液中,充分反應后,最終不會產生沉淀的是 (　　)
A.硫酸銅溶液 B.氯化鈉溶液
C.飽和氫氧化鈉溶液 D.氯化鎂溶液
答案　B
解析　鈉和水反應生成NaOH和氫氣,NaOH和硫酸銅、氯化鎂分別反應生成Cu(OH)2、Mg(OH)2沉淀,飽和NaOH溶液中溶劑水反應被消耗且有NaOH生成,會有NaOH析出;少量鈉投入到氯化鈉稀溶液中,不會產生沉淀,故選B。
三、氧化鈉和過氧化鈉
1.Na2O的性質
Na2O是一種白色固體,屬于堿性氧化物,能與水、酸、酸性氧化物等發生化學反應。
寫出下列反應的化學方程式:
(1)氧化鈉與水反應:Na2O+H2O2NaOH。
(2)氧化鈉與鹽酸反應:Na2O+2HCl2NaCl+H2O。
(3)氧化鈉與二氧化碳反應:Na2O+CO2Na2CO3。
2.Na2O2的性質
Na2O2是一種淡黃色固體。
(1)實驗探究過氧化鈉與水的反應
實驗操作
實驗現象 ①試管外壁發燙,帶火星的木條復燃;②用pH試紙檢驗反應所得溶液呈堿性
實驗結論 Na2O2與水反應放熱,化學方程式為2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
(2)Na2O2與CO2反應也會產生O2,試寫出反應的化學方程式:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。
思考1　利用化學方程式和單線橋,對比分析過氧化鈉與水、過氧化鈉與二氧化碳的反應。
提示　
①與H2O反應:
②與CO2反應:
相同質量的Na2O2分別與H2O和CO2反應,轉移的電子數:①=②,若1個Na2O2與H2O反應則轉移1個電子。
思考2　把Na2O2固體加入盛有酚酞溶液的試管中,觀察到有氣泡冒出,溶液變紅后又褪色。結合Na2O2的性質解釋其原因。
提示　Na2O2與水反應生成NaOH 和O2,可看到有氣體生成;NaOH使酚酞溶液變紅,Na2O2具有強氧化性,又使溶液褪色。
3.Na2O2的應用
(1)Na2O2可在呼吸面具或潛水艇中作為氧氣的來源。
(2)Na2O2中氧元素的化合價為-1價,具有強氧化性,可作漂白劑。
1.判斷正誤
(1)Na2O與Na2O2均為堿性氧化物 (　　)
(2)Na2O與Na2O2中的氧元素的化合價不相同,鈉元素的化合價相同 (　　)
(3)Na2O與Na2O2的陰、陽離子個數比均為1∶2 (　　)
(4)Na2O2與H2O的反應中,H2O是還原劑 (　　)
(5)將Na2O投入盛有水(滴有酚酞溶液)的試管中,溶液變成紅色,振蕩試管后溶液褪色 (　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×
2.下列對于Na2O、Na2O2的比較正確的是 (　　)
A.Na2O2、Na2O久置于空氣中變為白色NaOH固體
B.Na2O、Na2O2都是易溶于水(與水反應)的白色固體
C.Na2O2在和CO2的反應中既是氧化劑又是還原劑
D.Na2O2、Na2O均可作供氧劑
答案　C
解析　Na2O、Na2O2久置于空氣中變為白色Na2CO3固體,故A項錯誤;Na2O2是淡黃色固體,故B項錯誤;Na2O2與CO2反應時,Na2O2中的氧元素發生了氧化還原反應,Na2O2既作氧化劑又作還原劑,故C項正確; Na2O與CO2或H2O反應時無氧氣產生,不能作供氧劑,故D項錯誤。
氧化鈉與過氧化鈉的比較
物質 氧化鈉(Na2O) 過氧化鈉(Na2O2)
色、態 白色固體 淡黃色固體
氧元素化合價 -2 -1
陰、陽離子個數比 1∶2 1∶2
是否為堿性氧化物 是 否
化學性質 相同點 都能與水反應生成氫氧化鈉,都能與CO2反應生成Na2CO3
不同點 過氧化鈉與水、二氧化碳反應有氧氣產生,具有強氧化性,而Na2O不具有強氧化性
1.在探究鈉與冷水的反應實驗中,無法體現的性質是 (　　)
A.鈉的密度小于水
B.金屬鈉具有良好的導熱性
C.金屬鈉的熔點低
D.鈉具有很強的還原性
答案　B
解析　鈉和水反應時,鈉浮在水面上,說明鈉的密度小于水,故A不符合題意;鈉與水反應的實驗中,無法體現金屬鈉具有良好的導熱性,故B符合題意;鈉與水反應時,鈉迅速熔成小球,說明金屬鈉的熔點低,故C不符合題意;鈉能和冷水反應說明鈉的性質很活潑,容易失去電子,具有很強的還原性,故D不符合題意。
2.(2024·江西廬山一中高一期末)下列關于鈉及其化合物的說法不正確的是 (　　)
A.Na2O中氧元素的化合價為-2價,Na2O2中氧元素的化合價為-1價
B.當火災現場存放有大量金屬鈉時,不可以用泡沫滅火器來滅火,要用沙土
C.鈉在空氣中燃燒,發出黃色火焰,生成白色固體
D.鈉與水反應時能看到鈉浮在水面上并四處游動
答案　C
解析　Na在空氣中點燃,生成的主要產物為淡黃色的Na2O2,故選C。
3.“神舟”號載人航天器中,宇航員所在的返回艙都是密封的,宇航員吸入氧氣,呼出二氧化碳,如果二氧化碳濃度過大,會使宇航員困乏,呼吸頻率加快,嚴重的會窒息,為使二氧化碳濃度降低而保持艙內氧氣的適當比例,可以在返回艙內放入 (　　)
A.Na2O2 B.Na2CO3
C.NaOH D.氧氣瓶
答案　A
解析　由于2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,所以Na2O2可以使CO2濃度降低而保持艙內O2的適當比例。
4.(2023·江蘇梅村高中高一期中)現用金屬鈉和空氣制備純度較高的Na2O2,裝置如圖所示。
請回答下列問題:
(1)為完成實驗應將裝置丁接在裝置　　　　(填“甲乙”或“乙丙”)之間,且裝置丁中盛放的試劑是　　　　　。
(2)裝置丙的作用是　　　　。
(3)為制得更純的Na2O2,應先　　　　　,后　　　　　。
(4)點燃酒精燈后,觀察到裝置乙中的現象為鈉先熔化成閃亮的小球,后劇烈燃燒　　　　　　　　　　　　　(請把乙中現象補充完整)。
答案　 (1)甲乙　濃硫酸　(2)防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入裝置乙中　(3)通空氣　點燃酒精燈　(4)產生黃色火焰,生成淡黃色固體
解析　(1)空氣中的H2O、CO2均能影響Na2O2的純度,且鈉能與水反應,利用NaOH溶液可除去空氣中的CO2,利用濃硫酸可干燥空氣,所以裝置丁中盛放的試劑是濃硫酸,為完成實驗應將裝置丁接在裝置甲和裝置乙之間。
課時對點練
[分值:100分]
　　　　　　　　　　　 　　　　　
(選擇題1~12題,每小題6分,共72分)
題組一　金屬鈉的存在、保存、性質
1.下列有關鈉的存在、保存及取用方法的描述正確的是 (　　)
A.鈉在自然界中主要以化合物的形式存在,少量以單質的形式存在
B.鈉需要密封保存在四氯化碳中
C.實驗室中可直接用藥匙取用鈉
D.實驗室中取用后剩余的鈉要放回原試劑瓶中
答案　D
解析　鈉在自然界中都以化合物的形式存在,A項錯誤;四氯化碳的密度比鈉大,不能用來保存鈉,B項錯誤;實驗室中用鑷子取用鈉,C項錯誤;取用后剩余的鈉必須放回原試劑瓶中,D項正確。
2.(2024·廣東汕頭高一統考)物質間的轉化是認識化學的重要途徑,下列物質之間的轉化不能通過一步實現的是 (　　)
A.Na→Na2O2 B.Na→Na2CO3
C.Na→NaOH D.Na→NaCl
答案　B
3.等質量的兩塊鈉,第一塊在足量氧氣中加熱,第二塊與足量氧氣在常溫下充分反應,則下列說法正確的是 (　　)
A.第一塊鈉失去電子數多
B.兩塊鈉失去電子數一樣多
C.第二塊鈉的反應產物質量較大
D.兩塊鈉的反應產物質量一樣大
答案　B
解析　不論是加熱還是常溫緩慢氧化,最終都是→,故等質量的兩塊鈉失去的電子數一樣多;但加熱時產物為Na2O2,而常溫時產物為Na2O,故第一塊鈉的反應產物質量大,B正確。
4.(2023·北京人大附中高一月考)已知Fe(OH)3為紅褐色、難溶于水的物質。下列關于鈉的反應現象的敘述不正確的是 (　　)
選項 操作 反應現象
A 切開鈉,持續觀察顏色變化 鈉切面顏色先變暗,最后呈淡黃色
B 把小塊鈉投入硫酸鐵溶液中 鈉浮在水面上四處游動,產生紅褐色沉淀
C 把小塊鈉投入飽和氫氧化鈉溶液中 鈉浮在水面上四處游動,產生白色渾濁
D 把鈉放入坩堝中加熱 鈉先熔化后燃燒,產生黃色火焰
答案　A
解析　切開鈉,鈉切面由銀白色變暗,不會變為淡黃色,A錯誤。
題組二　Na2O和Na2O2的性質
5.將(NH4)2CO3固體置于試管中加熱,生成的氣體依次通過盛有足量Na2O2的干燥管、足量濃硫酸的洗氣瓶,最終得到的氣體是 (　　)
A.NH3 B.O2
C.H2O D.CO2
答案　B
解析　(NH4)2CO3受熱分解生成NH3、H2O、CO2,通過過氧化鈉,H2O、CO2轉化成O2,再通過足量濃硫酸,NH3被吸收,只剩下O2,答案選B。
6.(2023·福建德化一中高一月考)下列敘述正確的是 (　　)
A.Na2O與Na2O2都能和水反應生成堿,它們都是堿性氧化物
B.Na2O能繼續被氧化成Na2O2,Na2O2比Na2O穩定
C.Na2O與CO2發生化合反應生成Na2CO3,Na2O2與CO2發生置換反應生成O2
D.Na2O有氧化性,Na2O2只有還原性
答案　B
解析　Na2O是堿性氧化物,Na2O2與酸反應生成鹽、水和氧氣,不是堿性氧化物,A錯誤;Na2O2與CO2發生氧化還原反應生成O2,不符合置換反應的定義,C錯誤。
題組三　Na、Na2O2性質探究實驗
7.如圖所示,在蒸發皿中放一小塊鈉,加熱至熔化成小球時,用玻璃棒蘸取少量無水CuSO4粉末與其接觸,瞬間產生耀眼的火花,同時有紅色物質生成。下列說法錯誤的是 (　　)
A.鈉受熱易熔成小球說明其熔點低
B.鈉與CuSO4粉末反應時放出大量熱
C.一定條件下,Na可與CuSO4反應生成Cu
D.將無水CuSO4粉末改為CuSO4溶液,反應現象相同
答案　D
解析　在蒸發皿中放一小塊鈉,加熱至熔化,說明鈉的熔點低,故A正確;根據題意可知,反應放熱,一定條件下,Na可與CuSO4反應生成Cu,故B、C正確;將無水CuSO4粉末改為CuSO4溶液,則鈉先與水反應生成氫氧化鈉,氫氧化鈉再與硫酸銅反應生成氫氧化銅,不會置換出銅單質,反應現象不同,故D錯誤。
8.某同學結合所學知識探究Na2O2與H2能否反應,設計裝置如圖,下列說法正確的是 (　　)
A.裝置A中鋅粒可用鐵粉代替
B.裝置B中盛放堿石灰,目的是除去A中揮發出來的少量水蒸氣
C.裝置C加熱前,必須先用試管在干燥管管口處收集氣體,檢驗氣體純度
D.裝置D中的試劑用堿石灰代替也可以達到實驗目的
答案　C
解析　鹽酸易揮發,B裝置中應為堿石灰,目的是除去A中揮發出來的HCl和水蒸氣,故B錯誤;氫氣具有可燃性,不純時加熱易發生爆炸,則加熱試管前,必須先用試管在干燥管管口處收集氣體,檢驗氣體純度,應先收集氣體并點燃,通過爆鳴聲判斷氣體的純度,故C正確;裝置D中的無水硫酸銅是檢驗Na2O2和H2反應是否生成了H2O,用堿石灰代替無法達到目的,故D錯誤。
9.(2024·昆明高一期末)下列關于鈉及其化合物的說法正確的是 (　　)
A.Na和Na+都具有強還原性
B.Na2O和Na2O2長期露置于空氣中,最終產物不相同
C.將足量的Na2O和Na2O2分別加入含有酚酞的水中,最終所得溶液均為紅色
D.將少量Na和Na2O2分別加入CuSO4溶液中,均產生藍色沉淀同時放出無色氣體
答案　D
解析　Na具有強還原性,Na+沒有還原性,A錯誤;Na2O和Na2O2長期露置于空氣中,最終產物都是碳酸鈉,B錯誤;將足量的Na2O加入含有酚酞的水中,溶液為紅色;將足量的Na2O2加入含有酚酞的水中,溶液先變紅后褪色,C錯誤;將少量Na加入CuSO4溶液中,產生藍色沉淀同時放出氫氣;將少量Na2O2加入CuSO4溶液中,產生藍色沉淀同時放出氧氣,D正確。
10.(2024·太原高一期末)下列各組物質相互混合反應,最終有白色沉淀生成的是 (　　)
①金屬鈉投入到MgCl2溶液中　②Na2O2投入到CuSO4溶液中　③Ca(OH)2溶液和Na2CO3溶液
④向CaCl2溶液中通入少量CO2
A.③④ B.①③ C.②③ D.②③④
答案　B
解析　①金屬鈉投入到MgCl2溶液中,鈉和水反應生成NaOH和氫氣,NaOH和MgCl2反應生成白色沉淀Mg(OH)2;②Na2O2投入到CuSO4溶液中,過氧化鈉和水反應生成NaOH和氧氣,NaOH和硫酸銅反應生成藍色氫氧化銅沉淀;③Ca(OH)2溶液和Na2CO3溶液反應生成白色沉淀碳酸鈣;④CaCl2與CO2不反應。
11.(2024·湖南長郡中學高一期末)過氧化鈉可作呼吸面具中的供氧劑,實驗室可用如圖裝置制取少量純凈過氧化鈉。下列說法正確的是 (　　)
A.實驗時先點燃酒精燈,再打開儀器①的開關
B.裝置X也可以用于制取H2、CO2等氣體的發生裝置
C.②中所盛試劑為飽和NaHCO3溶液
D.③的作用是吸收尾氣
答案　B
解析　實驗時先打開儀器①的開關,將裝置中的空氣排盡后,再點燃酒精燈,防止空氣中的水蒸氣與鈉直接反應,使制得的產品不純,A錯誤;裝置X是固加液不需要加熱的裝置,實驗室利用鋅與稀硫酸制取H2,利用碳酸鈣與稀鹽酸制取CO2,均可利用裝置X進行制取,B正確;②中應盛濃硫酸,除去氧氣中含有的水蒸氣,C錯誤。
12.某興趣小組欲探究:①干燥的CO2不與Na2O2反應;②有水條件下,CO2才能與Na2O2反應。設計實驗裝置如圖所示,實驗過程中先滴加稀鹽酸,打開K1,關閉K2,一段時間后再加熱銅絲;充分反應后,再關閉K1,打開K2,觀察整個過程中銅絲的變化。
下列說法錯誤的是 (　　)
A.先滴加稀鹽酸,后加熱的目的是排除裝置內的空氣
B.飽和NaHCO3溶液的作用是除去CO2中的HCl
C.試劑X是濃硫酸
D.反應過程中銅絲先變黑后變紅
答案　D
解析　先滴加稀鹽酸,利用產生的CO2排出裝置內的空氣,防止空氣中O2對實驗產生影響,A正確;石灰石與稀鹽酸反應制取的CO2中混有HCl,飽和NaHCO3溶液的作用是除去CO2中的HCl,防止HCl對實驗產生干擾,B正確;試劑X是濃硫酸,打開K2,關閉K1時,含水蒸氣的CO2進入Na2O2,打開K1,關閉K2時,干燥CO2進入Na2O2,可達到預期目的,C正確;反應產生的O2與Cu加熱時反應生成CuO,銅絲由紅色變為黑色,D錯誤。
13.(20分)金屬鈉及其化合物在人類社會發展進程中起著重要的作用,請回答:
(1)將一小塊金屬鈉投入盛有水的燒杯中:
①B中發生反應的化學方程式是　　　　　。
②下列現象與解釋正確的是　　　　　(填字母)。
選項 實驗現象 解釋
A 鈉浮在水面上 鈉的密度比水小
B 鈉熔成小球 鈉與水反應放熱且鈉的熔點低
C 鈉四處游動,嘶嘶作響 產生了氣體
D 向燒杯C中滴入酚酞溶液,溶液變為紅色 生成了堿性物質
(2)實驗室利用如圖所示的裝置(夾持儀器略)研究潛水艇中供氧體系的反應原理。
①A裝置為CO2的制備裝置,反應的離子方程式為
　　　　。
②C裝置為O2的制備裝置,寫出C中過氧化鈉發生反應的化學方程式:　　　　。
③D裝置中盛放的試劑是　　　　　。
④當裝置內氣流平穩后開始收集氣體,若該氣體能　　　　　　　　　　,證明過氧化鈉可做供氧劑。
(3)過氧化鈉若長期保存不當,容易生成　　　　　(填化學式),證明過氧化鈉變質情況的一種實驗方案如下。
操作 現象 結論
取少量樣品于試管中,加水溶解,加入　　　　　　溶液,充分振蕩 有白色沉淀生成
另取少量樣品于試管中,再加入適量的水,用帶火星的木條靠近管口 帶火星的木條復燃
答案　(1)①2Na+2H2O2NaOH+H2↑　②ABCD
(2)①CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O　②2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑　③NaOH溶液　④使帶火星的木條復燃　(3)Na2CO3　BaCl2(或CaCl2)　過氧化鈉樣品已經變質　過氧化鈉樣品部分變質
解析　(3)過氧化鈉若長期保存不當,容易生成Na2CO3,碳酸根離子和Ca2+或Ba2+生成碳酸鈣或碳酸鋇沉淀,滴加氯化鋇或氯化鈣溶液生成白色沉淀,證明含碳酸根離子,說明過氧化鈉樣品已經變質。另取少量樣品于試管中,再加入適量的水,用帶火星的木條靠近試管口,帶火星的木條復燃說明生成了氧氣,說明過氧化鈉部分變質。
14.(8分)過氧化鈉是重要的工業漂白劑。實驗小組研究Na2O2與水的反應。
操作 現象
實驗一:向盛有0.2 g Na2O2的燒杯中加入50 mL蒸餾水 劇烈反應,產生能使帶火星木條復燃的氣體,得到溶液a
實驗二:恢復室溫后,向溶液a中滴入兩滴酚酞溶液 溶液先變紅,約10 min后溶液顏色明顯變淺,最終溶液變為無色
(1)甲同學向褪色的溶液中滴入兩滴酚酞,觀察到的現象與實驗二相同,甲同學這樣做的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)查閱資料得知,實驗二中溶液褪色可能是溶液a中存在較多的H2O2,H2O2將酚酞氧化導致。乙同學通過設計實驗三證實了H2O2的存在。
實驗三:取少量溶液a,加入試劑　　　　(填化學式),有大量使帶火星木條復燃的無色氣體產生。
(3)為探究實驗二現象中紅色褪去的原因,同學們在相同溫度下,繼續進行了如下實驗:
實驗四:向H2O2溶液中滴入兩滴酚酞溶液,振蕩,一段時間后,加入5滴0.4%的NaOH溶液,溶液變紅又迅速褪色且產生氣體,10 min后溶液變無色。
實驗五:向0.4%的NaOH溶液中滴入兩滴酚酞溶液,振蕩,溶液變紅,10 min后溶液顏色無明顯變化;向該溶液中通入氧氣,溶液顏色無明顯變化。
①實驗五通入氧氣的目的是　　　　　。
②從實驗四和實驗五中,可得出的結論是　　　　　　　　。
答案　(1)證實是酚酞被消耗引起該實驗現象
(2)MnO2　(3)①證明不是NaOH溶液中的O2使溶液褪色　②堿性條件下H2O2將酚酞氧化使其褪色
解析　(1)甲同學向褪色的溶液中滴入兩滴酚酞溶液,觀察到的現象與實驗二相同,說明是酚酞被消耗,因此甲同學這樣做的目的是證實是酚酞被消耗引起該實驗現象。(3)①實驗四中產生氧氣,實驗四中溶液褪色,而實驗五中通入氧氣,溶液不褪色,則實驗五通入氧氣的目的是證明不是NaOH溶液中的O2使溶液褪色。②從實驗四和實驗五中,NaOH溶液中的O2不能使酚酞溶液褪色,因此可得出的結論是堿性條件下H2O2將酚酞氧化使其褪色。第一節　鈉及其化合物
第1課時　活潑的金屬單質——鈉　鈉的氧化物
[核心素養發展目標]　1.能從鈉原子的結構(微觀)分析認識鈉是一種非常活潑的金屬,具有很強的還原性(宏觀)。2.從物質類別、元素化合價的角度認識氧化鈉與過氧化鈉的性質。3.設計實驗探究鈉與氧氣和水的反應、過氧化鈉與水的反應,會分析鈉與酸、堿、鹽溶液的反應,促進“證據推理與模型認知”化學核心素養的發展。
一、鈉的原子結構、物理性質及鈉與非金屬單質的反應
　　　　　　　　　　　 　　　　　
1.鈉元素的原子結構及存在
2.鈉與非金屬單質的反應
(1)鈉與氧氣的反應
結合教材實驗2 1、實驗2 2完成下表:
條件 常溫 加熱
實驗現象 新切開的鈉具有__________色的金屬光澤,在空氣中很快__________ 鈉先__________,然后劇烈燃燒,火焰呈__________,生成__________固體
化學方程式 ____________________(Na2O為__________色) ____________________(Na2O2為__________色)
實驗 結論 ①物理性質:鈉具有__________色的金屬光澤,硬度__________,熔點__________,密度大于煤油,通常保存在__________或__________中;②反應條件不同,鈉與氧氣反應的產物不同
思考　書寫鈉在常溫及加熱條件下分別和O2反應的化學方程式,并用雙線橋標出電子轉移,比較等質量的鈉完全反應轉移電子的關系。
(2)鈉與其他非金屬單質的反應
鈉與其他非金屬單質化合生成的化合物中鈉只顯__________價。
試寫出鈉和氯氣反應的化學方程式:____________________。
1.判斷正誤
(1)鈉元素在自然界中有的以單質的形式存在 (　　)
(2)金屬鈉能存放于煤油中,也可存放于石蠟油中 (　　)
(3)常溫下,鈉與氧氣反應生成淡黃色固體 (　　)
(4)取用鈉時,可以用手直接接觸 (　　)
(5)實驗中取出的藥品都不能再放回原試劑瓶 (　　)
2.下列各組物質中的兩種物質發生反應時,反應條件或反應物用量的改變,對生成物沒有影響的是 (　　)
A.Ca(OH)2和CO2 B.Na和O2
C.Zn和鹽酸 D.C和O2
二、鈉和水的反應
1.理論預測
(1)從物質組成的角度來看,鈉含有Na元素,水含有__________元素。
(2)從元素價態的角度來看,鈉具有__________性,水具有__________性,二者發生氧化還原反應生成__________和__________。
2.實驗探究
實驗操作 實驗現象 結論或解釋
鈉__________在水面上 鈉的密度比水__________
鈉__________成閃亮的小球 鈉的熔點__________,反應放熱
小球在水面上__________ 反應產生的__________推動小球運動
與水反應發出“嘶嘶”的響聲,逐漸變小,最后消失 鈉與水__________反應,產生氣體
反應后溶液的顏色逐漸變__________ 有__________物質生成
3.實驗結論
鈉與水劇烈反應,生成__________和__________。
(1)化學方程式是____________________;離子方程式是____________________。
(2)實質:鈉置換水電離出的__________生成__________。
思考　某同學設計實驗探究鈉與酸、堿、鹽溶液的反應,將一塊綠豆粒大小的鈉分別投入盛有①稀鹽酸、②飽和澄清石灰水和③CuSO4溶液的三個燒杯中,回答下列問題。
(1)實驗①中,鈉與稀鹽酸反應比鈉與水反應更劇烈,試寫出鈉與稀鹽酸反應的化學方程式。若稀鹽酸不足量,金屬鈉能否剩余,為什么
(2)實驗②中,飽和澄清石灰水出現白色渾濁,試分析原因。
(3)實驗③中,產生藍色絮狀沉淀,未觀察到產生紫紅色金屬銅。請結合化學方程式分析產生上述現象的原因。
特別提示　鈉與酸、堿、鹽反應的兩個易錯點
①鈉投入堿溶液中,并非都析出溶質,產生渾濁,要考慮反應消耗水、堿溶液是否飽和等,若堿溶液不飽和,可能不產生沉淀。
②鈉并非不能置換出金屬。高溫下,工業上常用鈉作還原劑來冶煉金屬Ti等:TiCl4+4Na4NaCl+Ti。
鈉與溶液的反應
遇水記五點:浮熔游響紅。遇酸酸優先,遇鹽水在前。
1.判斷正誤
(1)鈉的密度比水小,比煤油大 (　　)
(2)鈉失火時不能用水撲滅,應該用干燥的沙土蓋滅 (　　)
(3)鈉與水反應的離子方程式為Na+H2ONa++OH-+H2↑ (　　)
(4)鈉投入NaOH溶液中,無明顯現象 (　　)
(5)鈉投入飽和食鹽水中,有晶體析出 (　　)
2.(2023·四川眉山仁壽一中高一期中)將少量的金屬鈉投入下列稀溶液中,充分反應后,最終不會產生沉淀的是 (　　)
A.硫酸銅溶液 B.氯化鈉溶液
C.飽和氫氧化鈉溶液 D.氯化鎂溶液
三、氧化鈉和過氧化鈉
1.Na2O的性質
Na2O是一種__________色固體,屬于__________性氧化物,能與水、酸、酸性氧化物等發生化學反應。
寫出下列反應的化學方程式:
(1)氧化鈉與水反應:____________________。
(2)氧化鈉與鹽酸反應:____________________。
(3)氧化鈉與二氧化碳反應:____________________。
2.Na2O2的性質
Na2O2是一種__________色固體。
(1)實驗探究過氧化鈉與水的反應
實驗操作
實驗現象 ①試管外壁__________,帶火星的木條__________;②用pH試紙檢驗反應所得溶液呈__________性
實驗結論 Na2O2與水反應__________,化學方程式為____________________
(2)Na2O2與CO2反應也會產生O2,試寫出反應的化學方程式:____________________。
思考1　利用化學方程式和單線橋,對比分析過氧化鈉與水、過氧化鈉與二氧化碳的反應。
思考2　把Na2O2固體加入盛有酚酞溶液的試管中,觀察到有氣泡冒出,溶液變紅后又褪色。結合Na2O2的性質解釋其原因。
3.Na2O2的應用
(1)Na2O2可在呼吸面具或潛水艇中作為__________的來源。
(2)Na2O2中氧元素的化合價為__________價,具有__________,可作漂白劑。
1.判斷正誤
(1)Na2O與Na2O2均為堿性氧化物 (　　)
(2)Na2O與Na2O2中的氧元素的化合價不相同,鈉元素的化合價相同 (　　)
(3)Na2O與Na2O2的陰、陽離子個數比均為1∶2 (　　)
(4)Na2O2與H2O的反應中,H2O是還原劑 (　　)
(5)將Na2O投入盛有水(滴有酚酞溶液)的試管中,溶液變成紅色,振蕩試管后溶液褪色 (　　)
2.下列對于Na2O、Na2O2的比較正確的是 (　　)
A.Na2O2、Na2O久置于空氣中變為白色NaOH固體
B.Na2O、Na2O2都是易溶于水(與水反應)的白色固體
C.Na2O2在和CO2的反應中既是氧化劑又是還原劑
D.Na2O2、Na2O均可作供氧劑
氧化鈉與過氧化鈉的比較
物質 氧化鈉(Na2O) 過氧化鈉(Na2O2)
色、態 白色固體 淡黃色固體
氧元素化合價 -2 -1
陰、陽離子個數比 1∶2 1∶2
是否為堿性氧化物 是 否
化學性質 相同點 都能與水反應生成氫氧化鈉,都能與CO2反應生成Na2CO3
不同點 過氧化鈉與水、二氧化碳反應有氧氣產生,具有強氧化性,而Na2O不具有強氧化性
1.在探究鈉與冷水的反應實驗中,無法體現的性質是 (　　)
A.鈉的密度小于水
B.金屬鈉具有良好的導熱性
C.金屬鈉的熔點低
D.鈉具有很強的還原性
2.(2024·江西廬山一中高一期末)下列關于鈉及其化合物的說法不正確的是 (　　)
A.Na2O中氧元素的化合價為-2價,Na2O2中氧元素的化合價為-1價
B.當火災現場存放有大量金屬鈉時,不可以用泡沫滅火器來滅火,要用沙土
C.鈉在空氣中燃燒,發出黃色火焰,生成白色固體
D.鈉與水反應時能看到鈉浮在水面上并四處游動
3.“神舟”號載人航天器中,宇航員所在的返回艙都是密封的,宇航員吸入氧氣,呼出二氧化碳,如果二氧化碳濃度過大,會使宇航員困乏,呼吸頻率加快,嚴重的會窒息,為使二氧化碳濃度降低而保持艙內氧氣的適當比例,可以在返回艙內放入 (　　)
A.Na2O2 B.Na2CO3
C.NaOH D.氧氣瓶
4.(2023·江蘇梅村高中高一期中)現用金屬鈉和空氣制備純度較高的Na2O2,裝置如圖所示。
請回答下列問題:
(1)為完成實驗應將裝置丁接在裝置__________(填“甲乙”或“乙丙”)之間,且裝置丁中盛放的試劑是__________。
(2)裝置丙的作用是__________。
(3)為制得更純的Na2O2,應先__________,后__________。
(4)點燃酒精燈后,觀察到裝置乙中的現象為鈉先熔化成閃亮的小球,后劇烈燃燒__________(請把乙中現象補充完整)。
答案精析
一、
1.1　還原　　化合物　NaCl
2.(1)銀白　變暗　熔化　黃色　淡黃色　4Na+O22Na2O　白　2Na+O2Na2O2　淡黃　銀白　小　低
煤油　石蠟油
思考　①生成Na2O：；
②生成Na2O2：。
則相同質量的兩塊鈉，分別發生上述反應，轉移的電子數：①=②。
(2)+1　2Na+Cl22NaCl
應用體驗
1.(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
2.C
二、
1.(1)H、O　(2)還原　氧化　NaOH　H2
2.浮　小　熔化　低　迅速游動　氫氣　劇烈　紅　堿性
3.氫氧化鈉　氫氣　(1)2Na+2H2O2NaOH+H2↑　2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑　(2)H+　H2
思考　(1)2Na+2HCl2NaCl+H2↑。不能剩余；稀鹽酸不足，過量的鈉會與溶劑水繼續反應生成NaOH和H2。
(2)Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而降低，鈉與水反應放出熱量且消耗溶劑水，石灰水過飽和，析出Ca(OH)2固體，產生白色渾濁。
(3)鈉先與水發生反應：2Na+2H2O2NaOH+H2↑，NaOH再與CuSO4發生復分解反應生成Cu(OH)2藍色沉淀：2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4。
應用體驗
1.(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√
2.B
三、
1.白　堿　(1)Na2O+H2O2NaOH　(2)Na2O+2HCl2NaCl+H2O　(3)Na2O+CO2Na2CO3
2.淡黃　(1)發燙　復燃　堿　放熱　2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑　(2)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
思考1　①與H2O反應：
②與CO2反應：
相同質量的Na2O2分別與H2O和CO2反應，轉移的電子數：①=②，若1個Na2O2與H2O反應則轉移1個電子。
思考2　Na2O2與水反應生成NaOH 和O2，可看到有氣體生成；NaOH使酚酞溶液變紅，Na2O2具有強氧化性，又使溶液褪色。
3.(1)氧氣　(2)-1　強氧化性
應用體驗
1.(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×
2.C
隨堂演練　知識落實
1.B　[鈉和水反應時，鈉浮在水面上，說明鈉的密度小于水，故A不符合題意；鈉與水反應的實驗中，無法體現金屬鈉具有良好的導熱性，故B符合題意；鈉與水反應時，鈉迅速熔成小球，說明金屬鈉的熔點低，故C不符合題意；鈉能和冷水反應說明鈉的性質很活潑，容易失去電子，具有很強的還原性，故D不符合題意。]
2.C　3.A
4.(1)甲乙　濃硫酸　(2)防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入裝置乙中　(3)通空氣　點燃酒精燈　(4)產生黃色火焰，生成淡黃色固體(共83張PPT)
活潑的金屬單質——鈉
鈉的氧化物
第1課時
第二章　第一節
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核心素養
發展目標
1.能從鈉原子的結構(微觀)分析認識鈉是一種非常活潑的金屬,具有很強的還原性(宏觀)。
2.從物質類別、元素化合價的角度認識氧化鈉與過氧化鈉的性質。
3.設計實驗探究鈉與氧氣和水的反應、過氧化鈉與水的反應,會分析鈉與酸、堿、鹽溶液的反應,促進“證據推理與模型認知”化學核心素養的發展。
內容索引
一、鈉的原子結構、物理性質及鈉與非金屬單質的反應
二、鈉和水的反應
課時對點練
隨堂演練　知識落實
三、氧化鈉和過氧化鈉
鈉的原子結構、物理性質
及鈉與非金屬單質的反應
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一
1.鈉元素的原子結構及存在
1
一、鈉的原子結構、物理性質及鈉與非金屬單質的反應
還原
NaCl
化合物
條件 常溫 加熱
實驗現象 新切開的鈉具有 色的金屬光澤,在空氣中很快_____ 鈉先 ,然后劇烈燃燒,火焰呈 ,生成 固體
2.鈉與非金屬單質的反應
(1)鈉與氧氣的反應
結合教材【實驗2 1】、【實驗2 2】完成下表:
銀白
變暗
熔化
黃色
淡黃色
條件 常溫 加熱
化學方程式 __________________(Na2O為 色) _________________(Na2O2
為 色)
實驗結論 ①物理性質:鈉具有 色的金屬光澤,硬度 ,熔點 ,密度大于煤油,通常保存在 或 中;②反應條件不同,鈉與氧氣反應的產物不同
4Na+O2===2Na2O
白
2Na+O2 Na2O2
淡黃
銀白
小
低
煤油
石蠟油
思考　書寫鈉在常溫及加熱條件下分別和O2反應的化學方程式,并用雙線橋標出電子轉移,比較等質量的鈉完全反應轉移電子的關系。
提示　①生成Na2O: ;
②生成Na2O2: 。
則相同質量的兩塊鈉,分別發生上述反應,轉移的電子數:①=②。
(2)鈉與其他非金屬單質的反應
鈉與其他非金屬單質化合生成的化合物中鈉只顯 價。
試寫出鈉和氯氣反應的化學方程式: 。
+1
2Na+Cl2 2NaCl
1.判斷正誤
(1)鈉元素在自然界中有的以單質的形式存在
(2)金屬鈉能存放于煤油中,也可存放于石蠟油中
(3)常溫下,鈉與氧氣反應生成淡黃色固體
(4)取用鈉時,可以用手直接接觸
(5)實驗中取出的藥品都不能再放回原試劑瓶
×
×
√
×
×
2.下列各組物質中的兩種物質發生反應時,反應條件或反應物用量的改變,對生成物沒有影響的是
A.Ca(OH)2和CO2 B.Na和O2
C.Zn和鹽酸 D.C和O2
√
Zn和鹽酸反應只生成氯化鋅和氫氣,反應條件或反應物用量的改變,對生成物沒有影響,故選C。
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二
鈉和水的反應
1.理論預測
(1)從物質組成的角度來看,鈉含有Na元素,水含有 元素。
(2)從元素價態的角度來看,鈉具有 性,水具有 性,二者發生氧化還原反應生成 和 。
H、O
二、鈉和水的反應
還原
氧化
NaOH
H2
實驗操作 實驗現象 結論或解釋
鈉 在水面上 鈉的密度比水___
鈉 成閃亮的小球 鈉的熔點 ,反應放熱
小球在水面上_________ 反應產生的 推動小球運動
與水反應發出“嘶嘶”的響聲,逐漸變小,最后消失 鈉與水 反應,產生氣體
反應后溶液的顏色逐漸變___ 有 物質生成
浮
小
熔化
低
迅速游動
氫氣
劇烈
紅
堿性
2.實驗探究
3.實驗結論
鈉與水劇烈反應,生成 和 。
(1)化學方程式是 ;離子方程式是___________
。
(2)實質:鈉置換水電離出的 生成 。
氫氧化鈉
氫氣
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2Na+2H2O
===2Na++2OH-+H2↑
H+
H2
思考　某同學設計實驗探究鈉與酸、堿、鹽溶液的反應,將一塊綠豆粒大小的鈉分別投入盛有①稀鹽酸、②飽和澄清石灰水和③CuSO4溶液的三個燒杯中,回答下列問題。
(1)實驗①中,鈉與稀鹽酸反應比鈉與水反應更劇烈,試寫出鈉與稀鹽酸反應的化學方程式。若稀鹽酸不足量,金屬鈉能否剩余,為什么
提示　2Na+2HCl===2NaCl+H2↑。不能剩余;稀鹽酸不足,過量的鈉會與溶劑水繼續反應生成NaOH和H2。
(2)實驗②中,飽和澄清石灰水出現白色渾濁,試分析原因。
提示　Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而降低,鈉與水反應放出熱量且消耗溶劑水,石灰水過飽和,析出Ca(OH)2固體,產生白色渾濁。
(3)實驗③中,產生藍色絮狀沉淀,未觀察到產生紫紅色金屬銅。請結合化學方程式分析產生上述現象的原因。
提示　鈉先與水發生反應:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,NaOH再與CuSO4發生復分解反應生成Cu(OH)2藍色沉淀:2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓
+Na2SO4。
特別提示　鈉與酸、堿、鹽反應的兩個易錯點
①鈉投入堿溶液中,并非都析出溶質,產生渾濁,要考慮反應消耗水、堿溶液是否飽和等,若堿溶液不飽和,可能不產生沉淀。
②鈉并非不能置換出金屬。高溫下,工業上常用鈉作還原劑來冶煉金屬
Ti等:TiCl4+4Na 4NaCl+Ti。
歸納總結
鈉與溶液的反應
遇水記五點:浮熔游響紅。遇酸酸優先,遇鹽水在前。
1.判斷正誤
(1)鈉的密度比水小,比煤油大
(2)鈉失火時不能用水撲滅,應該用干燥的沙土蓋滅
(3)鈉與水反應的離子方程式為Na+H2O===Na++OH-+H2↑
(4)鈉投入NaOH溶液中,無明顯現象
(5)鈉投入飽和食鹽水中,有晶體析出
×
×
√
√
√
2.(2023·四川眉山仁壽一中高一期中)將少量的金屬鈉投入下列稀溶液中,充分反應后,最終不會產生沉淀的是
A.硫酸銅溶液 B.氯化鈉溶液
C.飽和氫氧化鈉溶液 D.氯化鎂溶液
√
鈉和水反應生成NaOH和氫氣,NaOH和硫酸銅、氯化鎂分別反應生成Cu(OH)2、Mg(OH)2沉淀,飽和NaOH溶液中溶劑水反應被消耗且有NaOH生成,會有NaOH析出;少量鈉投入到氯化鈉稀溶液中,不會產生沉淀,故選B。
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三
氧化鈉和過氧化鈉
1.Na2O的性質
Na2O是一種 色固體,屬于 性氧化物,能與水、酸、酸性氧化物等發生化學反應。
寫出下列反應的化學方程式:
(1)氧化鈉與水反應: 。
(2)氧化鈉與鹽酸反應: 。
(3)氧化鈉與二氧化碳反應: 。
白
三、氧化鈉和過氧化鈉
堿
Na2O+H2O===2NaOH
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
Na2O+CO2===Na2CO3
2.Na2O2的性質
Na2O2是一種 色固體。
淡黃
實驗操作
實驗現象 ①試管外壁 ,帶火星的木條 ;②用pH試紙檢驗反應所得溶液呈 性
實驗結論 Na2O2與水反應 ,化學方程式為______________________
_______
(1)實驗探究過氧化鈉與水的反應
發燙
復燃
堿
放熱
2Na2O2+2H2O===4NaOH
+O2↑
(2)Na2O2與CO2反應也會產生O2,試寫出反應的化學方程式:_________
。
2Na2O2
+ 2CO2===2Na2CO3+O2
思考1　利用化學方程式和單線橋,對比分析過氧化鈉與水、過氧化鈉與二氧化碳的反應。
提示　①與H2O反應:
②與CO2反應:
相同質量的Na2O2分別與H2O和CO2反應,轉移的電子數:①=②,若1個Na2O2與H2O反應則轉移1個電子。
思考2　把Na2O2固體加入盛有酚酞溶液的試管中,觀察到有氣泡冒出,溶液變紅后又褪色。結合Na2O2的性質解釋其原因。
提示　Na2O2與水反應生成NaOH 和O2,可看到有氣體生成;NaOH使酚酞溶液變紅,Na2O2具有強氧化性,又使溶液褪色。
3.Na2O2的應用
(1)Na2O2可在呼吸面具或潛水艇中作為 的來源。
(2)Na2O2中氧元素的化合價為 價,具有 ,可作漂白劑。
氧氣
-1
強氧化性
1.判斷正誤
(1)Na2O與Na2O2均為堿性氧化物
(2)Na2O與Na2O2中的氧元素的化合價不相同,鈉元素的化合價相同
(3)Na2O與Na2O2的陰、陽離子個數比均為1∶2
(4)Na2O2與H2O的反應中,H2O是還原劑
(5)將Na2O投入盛有水(滴有酚酞溶液)的試管中,溶液變成紅色,振蕩試管后溶液褪色
×
×
√
√
×
2.下列對于Na2O、Na2O2的比較正確的是
A.Na2O2、Na2O久置于空氣中變為白色NaOH固體
B.Na2O、Na2O2都是易溶于水(與水反應)的白色固體
C.Na2O2在和CO2的反應中既是氧化劑又是還原劑
D.Na2O2、Na2O均可作供氧劑
√
Na2O、Na2O2久置于空氣中變為白色Na2CO3固體,故A項錯誤;
Na2O2是淡黃色固體,故B項錯誤;
Na2O2與CO2反應時,Na2O2中的氧元素發生了氧化還原反應,Na2O2既作氧化劑又作還原劑,故C項正確;
Na2O與CO2或H2O反應時無氧氣產生,不能作供氧劑,故D項錯誤。
歸納總結
氧化鈉與過氧化鈉的比較
物質 氧化鈉(Na2O) 過氧化鈉(Na2O2)
色、態 白色固體 淡黃色固體
氧元素化合價 -2 -1
陰、陽離子個數比 1∶2 1∶2
是否為堿性氧化物 是 否
歸納總結
物質 氧化鈉(Na2O) 過氧化鈉(Na2O2)
化學性質 相同點 都能與水反應生成氫氧化鈉,都能與CO2反應生成Na2CO3
不同點 過氧化鈉與水、二氧化碳反應有氧氣產生,具有強氧化性,而Na2O不具有強氧化性
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隨堂演練　知識落實
1.在探究鈉與冷水的反應實驗中,無法體現的性質是
A.鈉的密度小于水
B.金屬鈉具有良好的導熱性
C.金屬鈉的熔點低
D.鈉具有很強的還原性
√
1
2
3
4
1
2
3
4
鈉和水反應時,鈉浮在水面上,說明鈉的密度小于水,故A不符合題意;
鈉與水反應的實驗中,無法體現金屬鈉具有良好的導熱性,故B符合題意;
鈉與水反應時,鈉迅速熔成小球,說明金屬鈉的熔點低,故C不符合題意;
鈉能和冷水反應說明鈉的性質很活潑,容易失去電子,具有很強的還原性,故D不符合題意。
1
2
3
4
2.(2024·江西廬山一中高一期末)下列關于鈉及其化合物的說法不正確的是
A.Na2O中氧元素的化合價為-2價,Na2O2中氧元素的化合價為-1價
B.當火災現場存放有大量金屬鈉時,不可以用泡沫滅火器來滅火,要用沙土
C.鈉在空氣中燃燒,發出黃色火焰,生成白色固體
D.鈉與水反應時能看到鈉浮在水面上并四處游動
√
Na在空氣中點燃,生成的主要產物為淡黃色的Na2O2,故選C。
3.“神舟”號載人航天器中,宇航員所在的返回艙都是密封的,宇航員吸入氧氣,呼出二氧化碳,如果二氧化碳濃度過大,會使宇航員困乏,呼吸頻率加快,嚴重的會窒息,為使二氧化碳濃度降低而保持艙內氧氣的適當比例,可以在返回艙內放入
A.Na2O2 B.Na2CO3
C.NaOH D.氧氣瓶
1
2
3
4
√
由于2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,所以Na2O2可以使CO2濃度降低而保持艙內O2的適當比例。
4.(2023·江蘇梅村高中高一期中)現用金屬鈉和空氣制備純度較高的Na2O2,裝置如圖所示。
請回答下列問題:
(1)為完成實驗應將裝置丁接在裝置
　 (填“甲乙”或“乙丙”)之間,且裝置丁中盛放的試劑是　 。
1
2
3
4
甲乙
濃硫酸
空氣中的H2O、CO2均能影響Na2O2的純度,且鈉能與水反應,利用NaOH溶液可除去空氣中的CO2,利用濃硫酸可干燥空氣,所以裝置丁中盛放的試劑是濃硫酸,為完成實驗應將裝置丁接在裝置甲和裝置乙之間。
(2)裝置丙的作用是_______________
___________________________。
(3)為制得更純的Na2O2,應先　　　 ,
后　　　　　　。
(4)點燃酒精燈后,觀察到裝置乙中的現象為鈉先熔化成閃亮的小球,后劇烈燃燒　　　　 　　　　　　　　　(請把乙中現象補充完整)。
1
2
3
4
防止空氣中的水
蒸氣和二氧化碳進入裝置乙中
通空氣
點燃酒精燈
產生黃色火焰,生成淡黃色固體
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課時對點練
題組一　金屬鈉的存在、保存、性質
1.下列有關鈉的存在、保存及取用方法的描述正確的是
A.鈉在自然界中主要以化合物的形式存在,少量以單質的形式存在
B.鈉需要密封保存在四氯化碳中
C.實驗室中可直接用藥匙取用鈉
D.實驗室中取用后剩余的鈉要放回原試劑瓶中
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
鈉在自然界中都以化合物的形式存在,A項錯誤;
四氯化碳的密度比鈉大,不能用來保存鈉,B項錯誤;
實驗室中用鑷子取用鈉,C項錯誤;
取用后剩余的鈉必須放回原試劑瓶中,D項正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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2.(2024·廣東汕頭高一統考)物質間的轉化是認識化學的重要途徑,下列物質之間的轉化不能通過一步實現的是
A.Na→Na2O2 B.Na→Na2CO3
C.Na→NaOH D.Na→NaCl
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3.等質量的兩塊鈉,第一塊在足量氧氣中加熱,第二塊與足量氧氣在常溫下充分反應,則下列說法正確的是
A.第一塊鈉失去電子數多
B.兩塊鈉失去電子數一樣多
C.第二塊鈉的反應產物質量較大
D.兩塊鈉的反應產物質量一樣大
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不論是加熱還是常溫緩慢氧化,最終都是→,故等質量的兩塊鈉失去的電子數一樣多;但加熱時產物為Na2O2,而常溫時產物為Na2O,故第一塊鈉的反應產物質量大,B正確。
選項 操作 反應現象
A 切開鈉,持續觀察顏色變化 鈉切面顏色先變暗,最后呈淡黃色
B 把小塊鈉投入硫酸鐵溶液中 鈉浮在水面上四處游動,產生紅褐色
沉淀
C 把小塊鈉投入飽和氫氧化鈉溶液中 鈉浮在水面上四處游動,產生白色渾濁
D 把鈉放入坩堝中加熱 鈉先熔化后燃燒,產生黃色火焰
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4.(2023·北京人大附中高一月考)已知Fe(OH)3為紅褐色、難溶于水的物質。下列關于鈉的反應現象的敘述不正確的是
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切開鈉,鈉切面由銀白色變暗,不會變為淡黃色,A錯誤。
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題組二　Na2O和Na2O2的性質
5.將(NH4)2CO3固體置于試管中加熱,生成的氣體依次通過盛有足量Na2O2的干燥管、足量濃硫酸的洗氣瓶,最終得到的氣體是
A.NH3 B.O2
C.H2O D.CO2
√
(NH4)2CO3受熱分解生成NH3、H2O、CO2,通過過氧化鈉,H2O、CO2轉化成O2,再通過足量濃硫酸,NH3被吸收,只剩下O2,答案選B。
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6.(2023·福建德化一中高一月考)下列敘述正確的是
A.Na2O與Na2O2都能和水反應生成堿,它們都是堿性氧化物
B.Na2O能繼續被氧化成Na2O2,Na2O2比Na2O穩定
C.Na2O與CO2發生化合反應生成Na2CO3,Na2O2與CO2發生置換反應生成O2
D.Na2O有氧化性,Na2O2只有還原性
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Na2O是堿性氧化物,Na2O2與酸反應生成鹽、水和氧氣,不是堿性氧化物,A錯誤;
Na2O2與CO2發生氧化還原反應生成O2,不符合置換反應的定義,C錯誤。
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題組三　Na、Na2O2性質探究實驗
7.如圖所示,在蒸發皿中放一小塊鈉,加熱至熔化成小球時,用玻璃棒蘸取少量無水CuSO4粉末與其接觸,瞬間產生耀眼的火花,同時有紅色物質生成。下列說法錯誤的是
A.鈉受熱易熔成小球說明其熔點低
B.鈉與CuSO4粉末反應時放出大量熱
C.一定條件下,Na可與CuSO4反應生成Cu
D.將無水CuSO4粉末改為CuSO4溶液,反應現象相同
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在蒸發皿中放一小塊鈉,加熱至熔化,說明鈉的熔點低,
故A正確;
根據題意可知,反應放熱,一定條件下,Na可與CuSO4反
應生成Cu,故B、C正確;
將無水CuSO4粉末改為CuSO4溶液,則鈉先與水反應生成氫氧化鈉,氫氧化鈉再與硫酸銅反應生成氫氧化銅,不會置換出銅單質,反應現象不同,故D錯誤。
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8.某同學結合所學知識探究Na2O2與H2能否反應,設計裝置如圖,下列說法正確的是
A.裝置A中鋅粒可用鐵粉代替
B.裝置B中盛放堿石灰,目的是除去
A中揮發出來的少量水蒸氣
C.裝置C加熱前,必須先用試管在干
燥管管口處收集氣體,檢驗氣體純度
D.裝置D中的試劑用堿石灰代替也可以達到實驗目的
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鹽酸易揮發,B裝置中應為堿石灰,
目的是除去A中揮發出來的HCl和
水蒸氣,故B錯誤;
氫氣具有可燃性,不純時加熱易發
生爆炸,則加熱試管前,必須先用試管在干燥管管口處收集氣體,檢驗氣體純度,應先收集氣體并點燃,通過爆鳴聲判斷氣體的純度,故C正確;
裝置D中的無水硫酸銅是檢驗Na2O2和H2反應是否生成了H2O,用堿石灰代替無法達到目的,故D錯誤。
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9.(2024·昆明高一期末)下列關于鈉及其化合物的說法正確的是
A.Na和Na+都具有強還原性
B.Na2O和Na2O2長期露置于空氣中,最終產物不相同
C.將足量的Na2O和Na2O2分別加入含有酚酞的水中,最終所得溶液均為紅色
D.將少量Na和Na2O2分別加入CuSO4溶液中,均產生藍色沉淀同時放出無色
氣體
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Na具有強還原性,Na+沒有還原性,A錯誤;
Na2O和Na2O2長期露置于空氣中,最終產物都是碳酸鈉,B錯誤;
將足量的Na2O加入含有酚酞的水中,溶液為紅色;將足量的Na2O2加入含有酚酞的水中,溶液先變紅后褪色,C錯誤;
將少量Na加入CuSO4溶液中,產生藍色沉淀同時放出氫氣;將少量Na2O2加入CuSO4溶液中,產生藍色沉淀同時放出氧氣,D正確。
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10.(2024·太原高一期末)下列各組物質相互混合反應,最終有白色沉淀生成的是
①金屬鈉投入到MgCl2溶液中　②Na2O2投入到CuSO4溶液中　③Ca(OH)2溶液和Na2CO3溶液　④向CaCl2溶液中通入少量CO2
A.③④ B.①③ C.②③ D.②③④
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①金屬鈉投入到MgCl2溶液中,鈉和水反應生成NaOH和氫氣,NaOH和MgCl2反應生成白色沉淀Mg(OH)2;②Na2O2投入到CuSO4溶液中,過氧化鈉和水反應生成NaOH和氧氣,NaOH和硫酸銅反應生成藍色氫氧化銅沉淀;③Ca(OH)2溶液和Na2CO3溶液反應生成白色沉淀碳酸鈣;④CaCl2與CO2不反應。
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11.(2024·湖南長郡中學高一期末)過氧化鈉可作呼吸面具中的供氧劑,實驗室可用如圖裝置制取少量純凈過氧化鈉。下列說法正確的是
A.實驗時先點燃酒精燈,再打開儀器①的開關
B.裝置X也可以用于制取H2、CO2等
氣體的發生裝置
C.②中所盛試劑為飽和NaHCO3溶液
D.③的作用是吸收尾氣
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實驗時先打開儀器①的開關,
將裝置中的空氣排盡后,再點
燃酒精燈,防止空氣中的水蒸
氣與鈉直接反應,使制得的產品不純,A錯誤;
裝置X是固加液不需要加熱的裝置,實驗室利用鋅與稀硫酸制取H2,利用碳酸鈣與稀鹽酸制取CO2,均可利用裝置X進行制取,B正確;
②中應盛濃硫酸,除去氧氣中含有的水蒸氣,C錯誤。
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12.某興趣小組欲探究:①干燥的CO2不與Na2O2反應;②有水條件下,CO2才能與Na2O2反應。設計實驗裝置如圖所示,實驗過程中先滴加稀鹽酸,打開K1,關閉K2,一段時間后再加熱銅絲;充分反應后,再關閉K1,打開K2,觀察整個過程中銅絲的變化。
下列說法錯誤的是
A.先滴加稀鹽酸,后加熱的目
的是排除裝置內的空氣
B.飽和NaHCO3溶液的作用是
除去CO2中的HCl
C.試劑X是濃硫酸
D.反應過程中銅絲先變黑后變紅
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先滴加稀鹽酸,利用產生的CO2
排出裝置內的空氣,防止空氣中
O2對實驗產生影響,A正確;
石灰石與稀鹽酸反應制取的CO2
中混有HCl,飽和NaHCO3溶液的作用是除去CO2中的HCl,防止HCl對實驗產生干擾,B正確;
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試劑X是濃硫酸,打開K2,關閉K1時,含水蒸氣的CO2進入Na2O2,打開K1,關閉K2時,干燥CO2進入Na2O2,可達到預期目的,C正確;
反應產生的O2與Cu加熱時反應生成CuO,銅絲由紅色變為黑色,D錯誤。
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13.金屬鈉及其化合物在人類社會發展進程中起著重要的作用,請回答:
(1)將一小塊金屬鈉投入盛有水
的燒杯中:
①B中發生反應的化學方程式
是　　　　　　　 　　　　。
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
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②下列現象與解釋正確的是________
(填字母)。
ABCD
選項 實驗現象 解釋
A 鈉浮在水面上 鈉的密度比水小
B 鈉熔成小球 鈉與水反應放熱且鈉的熔點低
C 鈉四處游動,嘶嘶作響 產生了氣體
D 向燒杯C中滴入酚酞溶液,溶液變為紅色 生成了堿性物質
①A裝置為CO2的制備裝置,反應的離子方程式為_____________________
_____________。
②C裝置為O2的制備裝置,寫出C中過氧化鈉發生反應的化學方程式:
　　 　　。
(2)實驗室利用如圖所示的裝置(夾持儀器略)研究潛水艇中供氧體系的反應原理。
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CaCO3+2H+===Ca2+
+CO2↑+H2O
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
③D裝置中盛放的試劑是　　 　　　。
④當裝置內氣流平穩后開始收集氣體,若該氣體能　　　　　　　　　　,證明過氧化鈉可做供氧劑。
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NaOH溶液
使帶火星的木條復燃
操作 現象 結論
取少量樣品于試管中,加水溶解,加入 ______________溶液,充分振蕩 有白色沉淀生成
另取少量樣品于試管中,再加入適量的水,用帶火星的木條靠近管口 帶火星的木條復燃
(3)過氧化鈉若長期保存不當,容易生成　　　　(填化學式),證明過氧化鈉變質情況的一種實驗方案如下。
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Na2CO3
BaCl2(或CaCl2)
過氧化鈉樣品已經
變質
過氧化鈉樣品部分
變質
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過氧化鈉若長期保存不當,容易生成Na2CO3,碳酸根離子和Ca2+或Ba2+生成碳酸鈣或碳酸鋇沉淀,滴加氯化鋇或氯化鈣溶液生成白色沉淀,證明含碳酸根離子,說明過氧化鈉樣品已經變質。另取少量樣品于試管中,再加入適量的水,用帶火星的木條靠近試管口,帶火星的木條復燃說明生成了氧氣,說明過氧化鈉部分變質。
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14.過氧化鈉是重要的工業漂白劑。實驗小組研究Na2O2與水的反應。
(1)甲同學向褪色的溶液中滴入兩滴酚酞,觀察到的現象與實驗二相同,甲同學這樣做的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。
操作 現象
實驗一:向盛有0.2 g Na2O2的燒杯中加入50 mL蒸餾水 劇烈反應,產生能使帶火星木條復燃的氣體,得到溶液a
實驗二:恢復室溫后,向溶液a中滴入兩滴酚酞溶液 溶液先變紅,約10 min后溶液顏色明顯變淺,最終溶液變為無色
證實是酚酞被消耗引起該實驗現象
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甲同學向褪色的溶液中滴入兩滴酚酞溶液,觀察到的現象與實驗二相同,說明是酚酞被消耗,因此甲同學這樣做的目的是證實是酚酞被消耗引起該實驗現象。
(2)查閱資料得知,實驗二中溶液褪色可能是溶液a中存在較多的H2O2,H2O2將酚酞氧化導致。乙同學通過設計實驗三證實了H2O2的存在。
實驗三:取少量溶液a,加入試劑　　　　(填化學式),有大量使帶火星木條復燃的無色氣體產生。
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MnO2
(3)為探究實驗二現象中紅色褪去的原因,同學們在相同溫度下,繼續進行了如下實驗:
實驗四:向H2O2溶液中滴入兩滴酚酞溶液,振蕩,一段時間后,加入5滴0.4%的NaOH溶液,溶液變紅又迅速褪色且產生氣體,10 min后溶液變無色。
實驗五:向0.4%的NaOH溶液中滴入兩滴酚酞溶液,振蕩,溶液變紅,10 min后溶液顏色無明顯變化;向該溶液中通入氧氣,溶液顏色無明顯變化。
①實驗五通入氧氣的目的是　　　 。
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證明不是NaOH溶液中的O2使溶液褪色
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實驗四中產生氧氣,實驗四中溶液褪色,而實驗五中通入氧氣,溶液不褪色,則實驗五通入氧氣的目的是證明不是NaOH溶液中的O2使溶液褪色。
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②從實驗四和實驗五中,可得出的結論是____________________________
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從實驗四和實驗五中,NaOH溶液中的O2不能使酚酞溶液褪色,因此可得出的結論是堿性條件下H2O2將酚酞氧化使其褪色。
堿性條件下H2O2將酚酞氧化使
其褪色
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