2.1.1 钠及钠的氧化物（知识解读）-2024-2025学年高一化学同步教学知识解读与分层特训（人教版2019必修第一册）

第二章 海水中的重要元素——钠和氯 第一节 钠及其化合物 第1课时 钠及钠的氧化物 课程学习目标 1.能从钠原子的结构分析认识钠具有很强的还原性。 2.设计实验探究钠与氧气、水的反应，学会分析钠与酸、碱、盐溶液的反应。 3.认识氧化钠与过氧化钠的性质，熟知过氧化钠与水和二氧化碳反应的应用。 4.会设计实验探究过氧化钠与水的反应，掌握Na2O2的相关计算。 学科核心素养 1．通过对“钠”的学习，培养微观探析意识。 2．通过对“钠与氧气、钠与水反应”的学习，培养实验探究能力和创新意识。 3．通过对“钠的氧化物性质”的学习，培养实验探究意识。 【新知学习】 一．钠的性质 1.钠元素的原子结构及存在 2.钠的物理性质 状态 颜色 硬度 密度 熔点 固态 银白色 质软 ρ(煤油)＜ρ(钠)＜ρ(水) 较低 【思考与交流】能否把钠保存在汽油或四氯化碳中？ 3.钠的化学性质 （1）钠与氧气的反应 条件 常温 加热 实验步骤 实验现象 新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快变暗 钠受热后先熔化，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体 结论 ①钠具有银白色的金属光泽，硬度小，熔点低，密度比煤油的大，通常保存在煤油或石蜡油中 ②钠与氧气的反应(写出反应的化学方程式) 常温下：4Na＋O2===2Na2O(生成物为白色固体) 加热时：2Na＋O2Na2O2(生成物为淡黄色固体) 反应条件不同，钠与氧气反应的生成物不同 【注意】 ①取金属钠时应用镊子，不能用手直接接触，一般取绿豆大小即可，不能太大，以免实验时发生危险。 ②剩余的钠要放回原试剂瓶。 （2）钠与氯气的反应 钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠只显＋1价，如Na与Cl2在点燃条件下可发生反应，化学方程式：2Na＋Cl22NaCl。 【归纳总结】 钠露置在空气中的变化 （1）金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末，此过程中的主要变化与现象有： （2）发生的主要变化的化学方程式 ①4Na＋O2＝2Na2O；②Na2O＋H2O＝2NaOH；④2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋10H2O＝Na2CO3·10H2O；⑤Na2CO3·10H2O＝Na2CO3＋10H2O。 【典例1】等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气中(常温)充分反应，下列说法正确的是 A．第一块钠消耗的氧气多 B．两块钠消耗的氧气一样多 C．第二块钠的反应产物质量大 D．两块钠的反应产物质量一样大 二．钠与水的反应 1．实验探究 预测：从物质组成及氧化还原反应的角度，预测钠与水反应的生成物：NaOH、H2。 实验操作 实验现象 结论或解释 ①钠浮在水面上 ①钠的密度比水小 ②钠熔化成闪亮的小球 ②钠的熔点低，反应放热 ③小球在水面上迅速游动 ③反应产生的氢气推动小球运动 ④与水反应发出“嘶嘶”的响声，逐渐变小，最后消失 ④钠与水剧烈反应，产生气体 ⑤反应后溶液的颜色逐渐变红 ⑤有碱性物质(氢氧化钠)生成 2.实验结论 钠与水剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。 （1）化学方程式是2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑； 离子方程式是2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。 其中氧化剂为H2O，还原剂为Na。 （2）实质：钠与水电离出的H＋发生置换反应生成H2。 （3）简单识记 遇水记五点，浮熔游响红，遇酸酸优先，遇盐(碱)水在前。 3.应用 火灾现场存放有大量活泼金属(如Na)时，不能用水而需要用干燥的沙土来灭火。 【典例2】在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一块绿豆大的钠放入水中。在该实验中不能观察到的现象是 A．钠浮在水面 B．溶液变成红色 C．钠沉在水底 D．钠熔成光亮的小球 三．钠与酸、盐的反应 1.钠与酸的反应 如果钠过量，钠把酸耗尽后，再与水反应。 （1）钠先与酸中的H＋反应(不是与水先反应)，离子方程式：2Na＋2H＋＝2Na＋＋H2↑。 （2）如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应。 2.钠与盐溶液的反应 （1）钠与盐溶液反应时，首先与水反应生成NaOH(不是与盐先发生置换反应)。 （2）然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐反应，则只有钠与水的反应)。 例如：Na与Fe2(SO4)3溶液的反应：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑，6NaOH＋Fe2(SO4)3＝2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4；Na与KNO3溶液的反应：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑(仅此一步反应)，若是饱和盐溶液，会有晶体析出。 3.钠与熔融盐的反应 4Na＋TiCl4Ti＋4NaCl Na＋KClK↑＋NaCl 【典例3】按如图所示进行相应实验，下列有关它们反应现象的分析正确的是 A．均有可燃性气体生成 B．反应剧烈程度：甲>乙>丙 C．丙中钠能置换出单质铜 D．乙、丙中钠在液面下反应 四．氧化钠和过氧化钠的性质 1．氧化钠的性质 氧化钠(Na2O)是一种白色固体。属于碱性氧化物，能与水、酸、酸性氧化物等发生化学反应。 （1）氧化钠与水反应：Na2O＋H2O===2NaOH。 （2）氧化钠与盐酸反应：Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O。 （3）氧化钠与二氧化碳反应：Na2O＋CO2===Na2CO3。 2．过氧化钠的性质 过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体。Na2O2中氧元素为－1价，既有氧化性也有还原性。 （1）实验探究过氧化钠与水的反应 实验操作 实验现象 ①试管外壁发烫，带火星的木条复燃；②用pH试纸检验，试纸变蓝 实验结论 Na2O2与水反应放热，化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ （2）过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。 【思考与交流】Na2O2使酚酞先变红后褪色的原因是什么？ 3．过氧化钠的应用 （1）Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。 （2）Na2O2中氧元素的化合价为－1价，具有强氧化性，可作漂白剂。 【归纳总结】 氧化钠与过氧化钠的比较 物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 色、态 白色固体 淡黄色固体 氧元素化合价 －2 －1 阴、阳离子个数比 1∶2 1∶2 是否为碱性氧化物 是 否 化学性质 相同点 都能与水反应生成氢氧化钠，都能与CO2反应生成Na2CO3 不同点 过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生，具有强氧化性，而Na2O不具有强氧化性 【典例4】下列关于Na2O2的叙述中正确的是(　 　) A．Na2O2是淡黄色固体，久置于空气中变成Na2O B．Na2O2与水的反应中，Na2O2只做氧化剂 C．Na2O2属于碱性氧化物 D．Na2O2与CO2或H2O反应后，固体质量都将增大 五．过氧化钠与水、二氧化碳反应的定量关系 1．Na2O2与H2O、CO2反应的氧化还原关系 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 （1）Na2O2中氧的化合价为－1，在两个反应中Na2O2的作用是既做氧化剂又做还原剂，从电子转移角度分析，每生成一分子氧气转移2个电子。每消耗一个Na2O2转移1个电子。 （2）从化学方程式的计量数分析可知，无论是CO2、H2O还是二者的混合物，与足量的Na2O2反应时，参与反应的CO2或H2O与放出O2的分子个数之比均为2∶1。 2．Na2O2与CO2、H2O反应的质量关系 （1）2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　Δm(2CO) 2×78 2×44 2×106 2×28 固体增加2个碳原子和2个氧原子，固体增加的质量相当于与CO2等分子数的CO的质量。 （2）2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　Δm(4H) 2×78 2×18 4×40 2×2 固体增加4个氢原子，固体增加的质量相当于与H2O等分子数的H2的质量。 【典例5】将16 g甲烷(CH4)在64 g氧气中完全燃烧后的产物通入足量的过氧化钠中，充分反应后，固体增加的质量为(　 　) A．48 g B．16 g C．80 g D．32 g 【效果检测】 1．当钠着火时，不能用的灭火剂是 A．泡沫灭火剂 B．干沙 C．石粉 D．专用灭火剂 2．将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体(粉末)，下列有关叙述不正确的是 A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠 B．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液 C．最后变成碳酸钠粉末 D．该过程的所有化学反应均为氧化还原反应 3．取一块金属钠放在燃烧匙里加热，观察到下列实验现象：①金属钠熔化②在空气中燃烧，放出紫色火花③燃烧后得到白色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后生成淡黄色的固体物质，描述正确的是 A．①② B．①②③ C．①④ D．①④⑤ 4．下列有关金属钠说法正确的是 A．金属钠燃烧时火焰为黄色 B．金属钠着火时，可以使用泡沫灭火器灭火 C．金属钠遇水直接生成过氧化钠并放出大量热 D．金属钠的保存应避光避雨，存放于敞开容器中 5．下列有关钠的描述中错误的是 A．钠可以保存在煤油中，说明钠的密度比煤油的大且钠不与煤油发生反应 B．实验时钠需用镊子夹取，用后剩余的钠不能放回试剂瓶中 C．新切开的钠放置在空气中会迅速被氧化 D．钠能与氯化钠溶液发生化学反应 6．把钠放入水中，观察到钠熔成一个光亮的小球，据此可得出的结论是 A．钠的硬度小 B．钠的熔点低 C．反应吸热 D．钠呈金黄色光泽 7．有关Na2O2性质实验如下： 已知：①Na2O2与水反应经历了Na2O2＋2H2O =2NaOH＋H2O2； ②酚酞褪色原因与溶液的强碱性或强氧化性有关。 根据上述实验可以得出的结论是 A．双氧水能使酚酞褪色 B．浓氢氧化钠能使酚酞褪色 C．双氧水和浓氢氧化钠都能使酚酞褪色 D．可利用二氧化锰和水来完善实验方案 8．如图所示装置，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，下列说法正确的是 A．U形管内浅红色的水褪色 B．试管内溶液变红 C．气球a膨胀，充满氢气 D．U形管水位：d＞c 9．已知，锂单质化学性质与钠类似，活泼性比钠略差。它的密度为0.534g/cm3，锂元素的焰色为紫红色，将绿豆大的锂投入水中，下列实验现象合理的有 ①锂沉入水中       ②锂浮在水面上       ③水中有大量气泡  ④反应后在水中加入几滴石蕊试液，溶液变红⑤反应剧烈，发出紫红色火焰       ⑥锂四处游动 A．②⑥ B．①③ C．②③⑤ D．②④⑤⑥ 10．我国“蛟龙”号载人潜水器重要部件是用钛合金材料制造的。金属钛(Ti)抗腐蚀性能好，在高温环境下具有强还原性。以金红石(主要成分为TiO2)为原料生产钛的工艺流程如下，下列说法错误的是 A．①中发生的反应：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO B．钠可以与TiCl4溶液反应制备金属钛 C．②中氩气的作用是隔绝空气，防止金属钛被氧化 D．钛抗腐蚀性好是因为常温下钛与氧气化合生成一层极薄的致密氧化膜 11．将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体产生，又有沉淀产生的是 ①MgSO4溶液       ②NaHCO3溶液       ③CuSO4溶液       ④饱和澄清石灰水       ⑤NH4Cl溶液 A．①③④ B．②③⑤ C．①④⑤ D．全部 12．下列关于金属钠的叙述中，正确的是 A．钠可以保存在煤油或四氯化碳中 B．钠露置在空气中表面生成淡黄色的Na2O C．钠在空气中燃烧，发出黄色火焰 D．钠与水反应的实验可以说明钠硬度小、熔点低、密度大于水 13．早前金属钠是由电解熔融碳酸钠制得的。直到1921年实现了电解熔融氯化钠制钠，其反应原理是。回答下列有关单质钠的问题： （1）下列保存金属钠的方法正确的是___________。 A．放在棕色瓶中 B．放在细沙中 C．放在水中 D．放在煤油中 （2）钠长时间放在空气中，最后产物的主要成分是___________。 A． B． C．NaOH D． （3）将小块钠放在水平放置的试管中部，用酒精灯加热使其充分反应(如图I所示，夹持装置已略去)，生成物的颜色为___________，请写出该反应的化学方程式：___________。将该试管冷却后直立，滴加几滴水(如图II所示)，发生反应的化学方程式为___________。呼吸面具中通常也会用到该生成物，请用化学方程式表示反应原理___________。 14．钠、氯及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。1921年实现了电解氯化钠制得工业方法，其反应原理：。根据所学知识完成下列各题。 （1）下列各项中保存金属钠的正确方法是_______。 A．石蜡封存 B．放在细沙中 C．放在水中 D．放在煤油中 （2）将金属钠放入溶液中会产生蓝色沉淀，请用化学方程式解释这一现象_______。 （3）将一小块金属钠放在干燥的坩埚中，用酒精灯加热充分反应，其现象为_______。请写出发生反应的化学方程式：_______。 （4）钠的一种氧化物常用于呼吸面具和潜水艇氧气的来源，用化学反应方程式表示其原理：_______。 （5）已知金属钠在二氧化碳中燃烧生成碳酸钠和一种黑色固体，请写出该反应的化学方程式，并用双线桥表示电子的转移_______。 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章 海水中的重要元素——钠和氯 第一节 钠及其化合物 第1课时 钠及钠的氧化物 课程学习目标 1.能从钠原子的结构分析认识钠具有很强的还原性。 2.设计实验探究钠与氧气、水的反应，学会分析钠与酸、碱、盐溶液的反应。 3.认识氧化钠与过氧化钠的性质，熟知过氧化钠与水和二氧化碳反应的应用。 4.会设计实验探究过氧化钠与水的反应，掌握Na2O2的相关计算。 学科核心素养 1．通过对“钠”的学习，培养微观探析意识。 2．通过对“钠与氧气、钠与水反应”的学习，培养实验探究能力和创新意识。 3．通过对“钠的氧化物性质”的学习，培养实验探究意识。 【新知学习】 一．钠的性质 1.钠元素的原子结构及存在 2.钠的物理性质 状态 颜色 硬度 密度 熔点 固态 银白色 质软 ρ(煤油)＜ρ(钠)＜ρ(水) 较低 【思考与交流】能否把钠保存在汽油或四氯化碳中？ 【答案】汽油易挥发，故对钠不能起到长时间的保护作用；四氯化碳的密度比钠大，钠浮在四氯化碳液面上，起不到保护作用。 3.钠的化学性质 （1）钠与氧气的反应 条件 常温 加热 实验步骤 实验现象 新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快变暗 钠受热后先熔化，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体 结论 ①钠具有银白色的金属光泽，硬度小，熔点低，密度比煤油的大，通常保存在煤油或石蜡油中 ②钠与氧气的反应(写出反应的化学方程式) 常温下：4Na＋O2===2Na2O(生成物为白色固体) 加热时：2Na＋O2Na2O2(生成物为淡黄色固体) 反应条件不同，钠与氧气反应的生成物不同 【注意】 ①取金属钠时应用镊子，不能用手直接接触，一般取绿豆大小即可，不能太大，以免实验时发生危险。 ②剩余的钠要放回原试剂瓶。 （2）钠与氯气的反应 钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠只显＋1价，如Na与Cl2在点燃条件下可发生反应，化学方程式：2Na＋Cl22NaCl。 【归纳总结】 钠露置在空气中的变化 （1）金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末，此过程中的主要变化与现象有： （2）发生的主要变化的化学方程式 ①4Na＋O2＝2Na2O；②Na2O＋H2O＝2NaOH；④2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋10H2O＝Na2CO3·10H2O；⑤Na2CO3·10H2O＝Na2CO3＋10H2O。 【典例1】等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气中(常温)充分反应，下列说法正确的是 A．第一块钠消耗的氧气多 B．两块钠消耗的氧气一样多 C．第二块钠的反应产物质量大 D．两块钠的反应产物质量一样大 【答案】A 【解析】钠与氧气在加热条件下反应生成Na2O2：；在常温下反应生成Na2O，。 A．等质量的两块钠在两种条件下反应，第一块钠消耗的氧气多，A正确； B．根据A，第一块钠消耗的氧气多，B错误； C．等质量的两块钠在两种条件下反应，第一块钠得到的反应产物质量大，C错误； D．根据C，第一块钠得到的反应产物质量大，D错误； 故选A。 二．钠与水的反应 1．实验探究 预测：从物质组成及氧化还原反应的角度，预测钠与水反应的生成物：NaOH、H2。 实验操作 实验现象 结论或解释 ①钠浮在水面上 ①钠的密度比水小 ②钠熔化成闪亮的小球 ②钠的熔点低，反应放热 ③小球在水面上迅速游动 ③反应产生的氢气推动小球运动 ④与水反应发出“嘶嘶”的响声，逐渐变小，最后消失 ④钠与水剧烈反应，产生气体 ⑤反应后溶液的颜色逐渐变红 ⑤有碱性物质(氢氧化钠)生成 2.实验结论 钠与水剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。 （1）化学方程式是2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑； 离子方程式是2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。 其中氧化剂为H2O，还原剂为Na。 （2）实质：钠与水电离出的H＋发生置换反应生成H2。 （3）简单识记 遇水记五点，浮熔游响红，遇酸酸优先，遇盐(碱)水在前。 3.应用 火灾现场存放有大量活泼金属(如Na)时，不能用水而需要用干燥的沙土来灭火。 【典例2】在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一块绿豆大的钠放入水中。在该实验中不能观察到的现象是 A．钠浮在水面 B．溶液变成红色 C．钠沉在水底 D．钠熔成光亮的小球 【答案】C 【解析】A．钠的密度小于水的密度，浮在水面上，A项正确； B．反应生成的氢氧化钠使酚酞溶液变红，反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，B项正确； C．钠的密度小于水的密度，不会沉入水底，C项错误； D．钠投入水中熔成光亮的小球，说明钠和水反应放热，钠的熔点低，D项正确； 答案选C。 三．钠与酸、盐的反应 1.钠与酸的反应 如果钠过量，钠把酸耗尽后，再与水反应。 （1）钠先与酸中的H＋反应(不是与水先反应)，离子方程式：2Na＋2H＋＝2Na＋＋H2↑。 （2）如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应。 2.钠与盐溶液的反应 （1）钠与盐溶液反应时，首先与水反应生成NaOH(不是与盐先发生置换反应)。 （2）然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐反应，则只有钠与水的反应)。 例如：Na与Fe2(SO4)3溶液的反应：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑，6NaOH＋Fe2(SO4)3＝2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4；Na与KNO3溶液的反应：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑(仅此一步反应)，若是饱和盐溶液，会有晶体析出。 3.钠与熔融盐的反应 4Na＋TiCl4Ti＋4NaCl Na＋KClK↑＋NaCl 【典例3】按如图所示进行相应实验，下列有关它们反应现象的分析正确的是 A．均有可燃性气体生成 B．反应剧烈程度：甲>乙>丙 C．丙中钠能置换出单质铜 D．乙、丙中钠在液面下反应 【答案】A 【解析】钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，钠与盐酸反应产生氯化钠和氢气，钠与硫酸铜溶液反应的实质钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，以此来解析； A．由分析可知，甲乙丙中均有可燃性气体氢气生成，A正确； B．钠与水或与酸反应的实质是钠与氢离子发生置换反应，反应快慢取决于氢离子浓度大小，乙中的酸的浓度最大，其次是丙中铜离子水解显酸性，最后是水，反应速率为：乙>丙>甲，B错误； C．钠与硫酸铜溶液反应为：2Na+2H2O =2NaOH+H2，2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4， 反应中生成了蓝色沉淀，并不会置换出铜单质，C错误； D．钠的密度小于水，所以浮在液面上，D错误； 故选A。 四．氧化钠和过氧化钠的性质 1．氧化钠的性质 氧化钠(Na2O)是一种白色固体。属于碱性氧化物，能与水、酸、酸性氧化物等发生化学反应。 （1）氧化钠与水反应：Na2O＋H2O===2NaOH。 （2）氧化钠与盐酸反应：Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O。 （3）氧化钠与二氧化碳反应：Na2O＋CO2===Na2CO3。 2．过氧化钠的性质 过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体。Na2O2中氧元素为－1价，既有氧化性也有还原性。 （1）实验探究过氧化钠与水的反应 实验操作 实验现象 ①试管外壁发烫，带火星的木条复燃；②用pH试纸检验，试纸变蓝 实验结论 Na2O2与水反应放热，化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ （2）过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。 【思考与交流】Na2O2使酚酞先变红后褪色的原因是什么？ 【答案】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。 3．过氧化钠的应用 （1）Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。 （2）Na2O2中氧元素的化合价为－1价，具有强氧化性，可作漂白剂。 【归纳总结】 氧化钠与过氧化钠的比较 物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 色、态 白色固体 淡黄色固体 氧元素化合价 －2 －1 阴、阳离子个数比 1∶2 1∶2 是否为碱性氧化物 是 否 化学性质 相同点 都能与水反应生成氢氧化钠，都能与CO2反应生成Na2CO3 不同点 过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生，具有强氧化性，而Na2O不具有强氧化性 【典例4】下列关于Na2O2的叙述中正确的是(　 　) A．Na2O2是淡黄色固体，久置于空气中变成Na2O B．Na2O2与水的反应中，Na2O2只做氧化剂 C．Na2O2属于碱性氧化物 D．Na2O2与CO2或H2O反应后，固体质量都将增大 【答案】D 【解析】 Na2O2久置于空气中最终变成Na2CO3，A项错误；Na2O2与水反应时，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，B项错误；Na2O2不属于碱性氧化物，C项错误；根据两反应中固体成分的变化：Na2O2Na2CO3、Na2O22NaOH可知，D项正确。 五．过氧化钠与水、二氧化碳反应的定量关系 1．Na2O2与H2O、CO2反应的氧化还原关系 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 （1）Na2O2中氧的化合价为－1，在两个反应中Na2O2的作用是既做氧化剂又做还原剂，从电子转移角度分析，每生成一分子氧气转移2个电子。每消耗一个Na2O2转移1个电子。 （2）从化学方程式的计量数分析可知，无论是CO2、H2O还是二者的混合物，与足量的Na2O2反应时，参与反应的CO2或H2O与放出O2的分子个数之比均为2∶1。 2．Na2O2与CO2、H2O反应的质量关系 （1）2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　Δm(2CO) 2×78 2×44 2×106 2×28 固体增加2个碳原子和2个氧原子，固体增加的质量相当于与CO2等分子数的CO的质量。 （2）2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　Δm(4H) 2×78 2×18 4×40 2×2 固体增加4个氢原子，固体增加的质量相当于与H2O等分子数的H2的质量。 【典例5】将16 g甲烷(CH4)在64 g氧气中完全燃烧后的产物通入足量的过氧化钠中，充分反应后，固体增加的质量为(　 　) A．48 g B．16 g C．80 g D．32 g 【答案】D 【解析】 甲烷燃烧的反应为CH4＋2O2CO2＋2H2O，反应中甲烷与氧气的质量比为16∶64，由此可知，16 g甲烷和64 g氧气完全反应，生成44 g CO2和36 g H2O，将CO2和H2O通入足量过氧化钠中发生反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，44 g CO2消耗78 g Na2O2，生成106 g Na2CO3，固体质量增加28 g；36 g水消耗156 g Na2O2，生成160 g NaOH，固体质量增加4 g，故固体增加的质量为32 g。 【效果检测】 1．当钠着火时，不能用的灭火剂是 A．泡沫灭火剂 B．干沙 C．石粉 D．专用灭火剂 【答案】A 【解析】钠很活泼，可以与水、氧气等发生反应，且反应放热，如钠燃烧会生成过氧化钠，过氧化钠还可与二氧化碳发生反应产生助燃的氧气，所以钠着火时，不能用泡沫灭火剂灭火，一般用干沙、石粉或专用灭火剂灭火，A项符合题意。 故选A。 2．将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体(粉末)，下列有关叙述不正确的是 A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠 B．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液 C．最后变成碳酸钠粉末 D．该过程的所有化学反应均为氧化还原反应 【答案】D 【分析】将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的化学反应,涉及的化学方程式主要有:Na+O2=Na2O，Na2O+H2O=2NaOH，NaOH+CO2+10H2O=Na2CO310H2O，Na2CO310H2O= Na2CO3+10H2O，据此结合现象变化分析解答。 【解析】A．钠表面有金属光泽，与空气中的氧气反应生成了暗色的氧化钠，导致银白色的金属钠放在空气中表面迅速变暗，A正确； B．Na+O2=Na2O，Na2O+H2O=2NaOH，生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液导致“出汗”，B正确； C．变成白色固体(粉末)为碳酸钠，C正确； D．根据分析可知，该过程的所有化学反应不都是氧化还原反应，如Na2O+H2O=2NaOH，D错误； 故选D。 3．取一块金属钠放在燃烧匙里加热，观察到下列实验现象：①金属钠熔化②在空气中燃烧，放出紫色火花③燃烧后得到白色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后生成淡黄色的固体物质，描述正确的是 A．①② B．①②③ C．①④ D．①④⑤ 【答案】D 【解析】钠在加热条件下与氧气发生反应时，由于钠的熔点较低，先熔化，与氧气在加热条件下反应生成淡黄色过氧化钠固体，燃烧时火焰为黄色，说法正确的是①④⑤，故合理选项是D。 4．下列有关金属钠说法正确的是 A．金属钠燃烧时火焰为黄色 B．金属钠着火时，可以使用泡沫灭火器灭火 C．金属钠遇水直接生成过氧化钠并放出大量热 D．金属钠的保存应避光避雨，存放于敞开容器中 【答案】A 【解析】Ａ．钠的焰色反应为黄色，所以钠燃烧火焰颜色应为黄色， A正确； Ｂ．泡沫灭火器中会喷出大量的二氧化碳和泡沫，钠和镁等活泼金属可在二氧化碳中燃烧，所以不能用泡沫灭火器灭火，应采用干燥的沙子灭火，B错误； Ｃ．钠与水反应生成的是氢氧化钠和氢气，反应方程式为：2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑，C错误； Ｄ．钠可与空气中的水二氧化碳、水、氧气等发生反应，需要密封保存，少量钠块可以保存在煤油中，D错误； 故选A。 5．下列有关钠的描述中错误的是 A．钠可以保存在煤油中，说明钠的密度比煤油的大且钠不与煤油发生反应 B．实验时钠需用镊子夹取，用后剩余的钠不能放回试剂瓶中 C．新切开的钠放置在空气中会迅速被氧化 D．钠能与氯化钠溶液发生化学反应 【答案】B 【解析】A．钠与煤油不发生反应，且钠的密度比煤油大，钠沉在煤油的底部，煤油可以使钠与空气和水蒸气隔绝，防止钠与氧气、水反应，A正确； B．钠是活泼金属，容易与空气中的水和氧气反应，为安全着想，切割取用后剩余的钠必须放回原试剂瓶中，B错误； C．钠很活泼，新切开的钠，暴露在空气中，会迅速被氧气氧化为氧化钠，光亮的表面很快变暗，C正确； D．Na非常活泼，可与NaCl溶液中的水发生反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，D正确； 答案选B。 6．把钠放入水中，观察到钠熔成一个光亮的小球，据此可得出的结论是 A．钠的硬度小 B．钠的熔点低 C．反应吸热 D．钠呈金黄色光泽 【答案】B 【解析】金属钠与水反应熔化成光亮的小球，说明反应放热，金属钠的熔点低，实验现象与硬度无关，和金黄光泽无关，故选B。 7．有关Na2O2性质实验如下： 已知：①Na2O2与水反应经历了Na2O2＋2H2O =2NaOH＋H2O2； ②酚酞褪色原因与溶液的强碱性或强氧化性有关。 根据上述实验可以得出的结论是 A．双氧水能使酚酞褪色 B．浓氢氧化钠能使酚酞褪色 C．双氧水和浓氢氧化钠都能使酚酞褪色 D．可利用二氧化锰和水来完善实验方案 【答案】D 【分析】由实验现象和题给信息可知，实验中酚酞褪色可能是氧化钠和双氧水具有强氧化性将酚酞氧化而漂白褪色，也可能是氢氧化钠溶液浓度过大导致酚酞褪色，所以还必需补充除去过氧化氢、降低氢氧化钠溶液浓度的实验来验证褪色原因。 【解析】A．由分析可知，由实验不能得到双氧水能使酚酞褪色的结论，故A错误； B．由分析可知，由实验不能得到浓氢氧化钠能使酚酞褪色的结论，故B错误； C．由分析可知，实由实验不能得到双氧水和浓氢氧化钠都能使酚酞褪色的结论，故C错误； D．由分析可知，还必需补充向反应后的试管中加入二氧化锰除去过氧化氢、加入水稀释氢氧化钠溶液的实验来验证褪色原因，故D正确； 故选D。 8．如图所示装置，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，下列说法正确的是 A．U形管内浅红色的水褪色 B．试管内溶液变红 C．气球a膨胀，充满氢气 D．U形管水位：d＞c 【答案】D 【解析】A．Na2O2和水反应放热，广口瓶内气体膨胀，U形管内c端液面下降、d端液面上升，浅红色的水不褪色，故A错误；        B．Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气，试管内溶液不变色，故B错误；， C．Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气，气球a膨胀，充满氧气，故C错误；        D．Na2O2和水反应放热，广口瓶内气体膨胀，U形管内c端液面下降、d端液面上升，U形管水位：d＞c，故D正确； 选D。 9．已知，锂单质化学性质与钠类似，活泼性比钠略差。它的密度为0.534g/cm3，锂元素的焰色为紫红色，将绿豆大的锂投入水中，下列实验现象合理的有 ①锂沉入水中       ②锂浮在水面上       ③水中有大量气泡  ④反应后在水中加入几滴石蕊试液，溶液变红⑤反应剧烈，发出紫红色火焰       ⑥锂四处游动 A．②⑥ B．①③ C．②③⑤ D．②④⑤⑥ 【答案】A 【解析】①②锂的密度比水小，因此锂浮在水上，①项错误、②项正确； ③锂和水反应生成LiOH和H2，锂表面能产生大量气泡，③项错误； ④生成的LiOH使紫色石蕊试液变蓝，④项错误； ⑤紫红色为锂元素的焰色反应的颜色，锂与水反应不会产生紫红色火焰，⑤项错误； ⑥产生的氢气使锂四处游动，⑥项正确； 综上，②⑥的现象合理，答案选A。 10．我国“蛟龙”号载人潜水器重要部件是用钛合金材料制造的。金属钛(Ti)抗腐蚀性能好，在高温环境下具有强还原性。以金红石(主要成分为TiO2)为原料生产钛的工艺流程如下，下列说法错误的是 A．①中发生的反应：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO B．钠可以与TiCl4溶液反应制备金属钛 C．②中氩气的作用是隔绝空气，防止金属钛被氧化 D．钛抗腐蚀性好是因为常温下钛与氧气化合生成一层极薄的致密氧化膜 【答案】B 【分析】金红石(主要成分为TiO2)与焦炭、氯气在高温下反应生成四氯化钛、一氧化碳，四氯化碳和镁单质在高温下氩气氛围中反应生成Ti和氯化镁，防止金属钛被氧化。 【解析】A．根据①中元素守恒和生成可燃性气体分析得到可燃性气体为CO，发生的反应：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO，故A正确； B．Na与TiCl4溶液反应是先和溶液中水反应生成氢氧化钠和氢气，因此钠不可以与TiCl4溶液反应制备金属钛，故B错误； C．Ti在空气中易被氧化，因此②中氩气的作用是隔绝空气，防止金属钛被氧化，故C正确； D．钛抗腐蚀性好是因为常温下钛与氧气化合生成一层极薄的致密氧化膜，阻止内部金属继续和氧气反应，故D正确。 综上所述，答案为B。 11．将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体产生，又有沉淀产生的是 ①MgSO4溶液       ②NaHCO3溶液       ③CuSO4溶液       ④饱和澄清石灰水       ⑤NH4Cl溶液 A．①③④ B．②③⑤ C．①④⑤ D．全部 【答案】A 【解析】①将金属钠放入MgSO4溶液中，钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再和硫酸镁反应生成氢氧化镁沉淀，既有气体产生，又有沉淀产生，①正确； ②将金属钠放入NaHCO3溶液中，钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再和NaHCO3反应生成碳酸钠，没有沉淀产生，②错误； ③将金属钠放入CuSO4溶液中，钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再和CuSO4反应生成氢氧化铜沉淀，既有气体产生，又有沉淀产生，③正确； ④将金属钠放入饱和澄清石灰水中，钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气并放热，水质量减小，有氢氧化钙析出，既有气体产生，又有沉淀产生，④正确； ⑤将金属钠放入NH4Cl溶液中，钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气并放热，氢氧化钠再和NH4Cl反应放出氨气，没有沉淀生成，⑤错误； 综上分析，既有气体产生，又有沉淀产生的是：①③④，答案选A。 12．下列关于金属钠的叙述中，正确的是 A．钠可以保存在煤油或四氯化碳中 B．钠露置在空气中表面生成淡黄色的Na2O C．钠在空气中燃烧，发出黄色火焰 D．钠与水反应的实验可以说明钠硬度小、熔点低、密度大于水 【答案】C 【解析】A．钠的密度比煤油大，可以保存在煤油中，钠的密度比四氯化碳小，不能保存在四氯化碳中，A错误； B．钠露置在空气中，与空气中氧气反应，表面生成白色的氧化钠，B错误； C．钠的焰色为黄色，钠在空气中燃烧，发出黄色火焰，C正确； D．钠与水反应中，可观察到钠浮在水面上四处游动，说明钠的密度比水小，D错误； 答案选C。 13．早前金属钠是由电解熔融碳酸钠制得的。直到1921年实现了电解熔融氯化钠制钠，其反应原理是。回答下列有关单质钠的问题： （1）下列保存金属钠的方法正确的是___________。 A．放在棕色瓶中 B．放在细沙中 C．放在水中 D．放在煤油中 （2）钠长时间放在空气中，最后产物的主要成分是___________。 A． B． C．NaOH D． （3）将小块钠放在水平放置的试管中部，用酒精灯加热使其充分反应(如图I所示，夹持装置已略去)，生成物的颜色为___________，请写出该反应的化学方程式：___________。将该试管冷却后直立，滴加几滴水(如图II所示)，发生反应的化学方程式为___________。呼吸面具中通常也会用到该生成物，请用化学方程式表示反应原理___________。 【答案】（1）D （2）D （3）     淡黄色     2Na+O2Na2O2     2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑     2Na2O2+2CO2=Na2CO3+O2和2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 【解析】（1）钠的化学性质活泼，易与O2、H2O等反应，应密封保存，钠的密度比煤油大，可保存在煤油中，D符合题意； 故选 D。 （2）钠的性质活泼，易与空气中的氧气反应生成Na2O，反应方程式为：4Na+O2=2Na2O，Na2O可与水反应生成NaOH，反应方程式为：Na2O+ H2O= 2NaOH， NaOH与空气中的水和CO2反应生成Na2CO3·xH2O，Na2CO3·xH2O风化脱水生成Na2CO3，D符合题意； 故选 D。| （3）钠与氧气在加热条件下反应生成淡黄色过氧化钠，化学方程式为2Na+O2Na2O2； 将该试管冷却后直立，滴加几滴水，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；呼吸面具利用呼出的二氧化碳和水分别与过氧化钠反应，呼出的二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2=Na2CO3+O2，呼出的水蒸气与过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气，反应的化学方程式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑； 14．钠、氯及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。1921年实现了电解氯化钠制得工业方法，其反应原理：。根据所学知识完成下列各题。 （1）下列各项中保存金属钠的正确方法是_______。 A．石蜡封存 B．放在细沙中 C．放在水中 D．放在煤油中 （2）将金属钠放入溶液中会产生蓝色沉淀，请用化学方程式解释这一现象_______。 （3）将一小块金属钠放在干燥的坩埚中，用酒精灯加热充分反应，其现象为_______。请写出发生反应的化学方程式：_______。 （4）钠的一种氧化物常用于呼吸面具和潜水艇氧气的来源，用化学反应方程式表示其原理：_______。 （5）已知金属钠在二氧化碳中燃烧生成碳酸钠和一种黑色固体，请写出该反应的化学方程式，并用双线桥表示电子的转移_______。 【答案】（1）AD （2）2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑ （3）     钠受热后先熔化，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体     2Na+O2Na2O2 （4）、 （5） 【解析】（1） A石蜡封存可以隔绝空气，故正确； B.放在细沙中，不能隔开空气，故错误； C.放在水中，钠与水反应，故错误； D.放在煤油中，钠与煤油不反应，密度大于煤油，所以可以隔绝空气，故正确； 故答案为：AD； （2）钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀、硫酸钠和氢气，化学方程式为：2Na+CuSO4+2H2O=Na2SO4+Cu（OH）2↓+H2↑，故答案为：2Na+CuSO4+2H2O=Na2SO4+Cu（OH）2↓+H2↑； （3）将一小块钠放在水平放置的试管中部加热，钠先熔成闪亮的小球，然后剧烈燃烧，发出黄光，生成淡黄色的过氧化钠，反应方程式为2Na+O2Na2O2，故答案为：钠先熔成闪亮的小球，然后剧烈燃烧，发出黄光，生成淡黄色的过氧化钠；2Na+O2Na2O2； （4）过氧化钠常用于呼吸面具和潜水艇氧气的来源，其原理为：过氧化钠和水反应，2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑，过氧化钠和二氧化碳反应：，故答案为：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑、2； （5）黑色物质是C，反应的化学方程式为：，反应中钠元素从0价升高为+1价，碳从+4价降为0价，转移4个电子，用双线桥表示为：。 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$