3.2 金属钠及钠的化合物（第1课时 ）-【帮课堂】2024-2025学年高一化学同步学与练（苏教版2019必修第一册）

专题3 从海水中获得的化学物质 第二单元 金属钠及钠的化合物 第1课时 钠的性质与制备 1．通过钠与氧气和钠与水反应的实验，掌握钠的物理性质和化学性质。 2．了解钠元素在自然界中的存在形式，了解钠的生产原理和主要用途。 3．理解Na2O和Na2O2的组成、性质和应用。 重点：钠的化学性质。 难点：金属钠、Na2O2的性质。 一、金属钠的性质 1．钠的原子结构及存在 (1)钠的原子结构 钠原子易________最外层的一个电子，形成具有稳定电子层结构的________。 (2)钠的存在 钠元素在自然界中以________态存在，如________、________、________等。 2．实验探究钠的性质 (1)钠与氧气的反应 钠放置在空气中 在空气中加热钠 实验现象 新切开的钠具有________色的金属光泽，在空气中很快________ 钠先________________，然后________________，火焰呈______色，生成________色固体 化学方程式 (2)钠与水的反应 ①操作：向盛有水(滴有酚酞)的小烧杯中投入一小块金属钠。 ②实验记录 实验现象 结论或解释 钠_____在水面上 钠的密度比水____ 钠______成小球 钠熔点_____，反应放热 小球在水面上________———————— 反应产生的________推动小球运动 与水反应发出“嘶嘶”声，逐渐变小，最后消失 钠与水________反应，产生气体 反应后溶液的颜色逐渐变________ 有________物质(________)生成 化学方程式：________________________________ ③实验结论 钠与水________反应，生成________________________。 【易错提醒】 ①取金属钠时应用镊子，不能用手直接接触，一般取绿豆粒大小即可，不能太大，以免发生危险。 ②剩余的钠要放回原试剂瓶中。 3．钠的性质 (1)钠的物理性质 ________色，有金属光泽的固体，质地柔软，熔点低(________100 ℃)，密度比水的________，但比煤油的________。 (2)钠的化学性质 钠是活泼的________，能与非金属、水、酸反应，在反应中均失去一个电子表现强________性。 【名师点拨】 1．金属钠与水、酸、盐溶液反应现象 (1)共性：浮：钠浮在液面上；熔：钠熔化成光亮的小球；游：在液面上不停地游动直至反应完；响：反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。 (2)差异性：与酸反应时，由于溶液中H＋浓度较大，反应比钠与水剧烈，最后钠可能在液面上发生燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。 2．钠和盐溶液的反应的规律 (1)钠与盐溶液反应仍是Na与H2O的反应。因盐中金属离子被水分子包围，使Na不能与之接触。Na与H2O反应生成NaOH，若与盐能生成难溶碱，则盐也会参与反应。 如将Na加入CuSO4溶液中，反应的第一步为：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 第二步为：2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4 合并为：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑ 因此钠不能从盐溶液中置换出金属。 (2)若盐为熔融状态，钠可以置换出较不活泼的金属，如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti。 4．钠的制备和用途 (1)制备 工业上________________可以得到金属钠，化学方程式为：________________________________。 (2)用途 ①钠和钾的合金常温下呈________态，可用作快中子反应堆的_____________。 ②高压钠灯发出的______光射程远，透雾能力强，常用作路灯。 ③金属钠还可以用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。如Na与TiCl4反应：_____________________________。 二、氧化钠和过氧化钠 1．氧化钠的性质 (1)氧化钠是一种________色的________氧化物，能与水、酸、酸性氧化物等发生反应。 (2)写出下列反应的化学方程式： ①氧化钠与水反应：________________________________； ②氧化钠溶于盐酸：________________________________； ③氧化钠与CO2反应：________________________________。 2．过氧化钠的性质 (1)过氧化钠与水反应的化学方程式是________________________________________。 氧化剂是________，还原剂是________。 (2)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是________________________________，可用于呼吸面具或潜水艇中作为________的来源。 3．氧化钠与过氧化钠的比较 名称 氧化钠 过氧化钠 化学式 氧的价态 颜色状态 ________固体 ________固体 化学性质 相同点 都能与水反应生成________，都能与CO2反应生成________ 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 【名师点拨】Na2O2与CO2和H2O反应探究 (1)物质的量的关系： 无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2∶1，即气体减小的体积等于生成O2的体积。 (2)固体质量关系： 相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作发生相应的反应：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。 (3)先后顺序关系： 一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应，解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O发生反应。 (4)电子转移关系： 两反应都是Na2O2自身发生氧化还原反应，每有1 mol O2生成时，转移的电子均为2 mol。关系式为：2Na2O2～O2～2e－。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)钠与氧气反应时，条件不同，产物也不同( ) (2)等质量的钠无论生成氧化钠、过氧化钠还是它们的混合物，转移的电子数均相同( ) (3)钠失火时不能用水扑灭，应该用沙土盖灭( ) (4)钠投入到NaOH溶液中，无明显现象( ) (5)金属钠露置在空气中最终变成碳酸钠( ) (6)金属钠很活泼，可以将溶液中比它不活泼的金属置换出来( ) (7)将2.3 g金属钠投入97.7 g水中，所得溶液的质量分数为4%( ) (8)实验时，未用完的钠可以扔到垃圾桶( ) (9)钠在空气中会缓慢氧化而发生自燃。( ) (10)Na2O与Na2O2均为碱性氧化物( ) (11)Na2O与Na2O2中氧元素的化合价不相同，钠元素的化合价相同( ) (12)Na2O与Na2O2的阴、阳离子个数比均为1∶2( ) (13)Na2O2有强氧化性，能漂白酸碱指示剂( ) (14)当Na2O2与CO2和H2O反应时，Na2O2只作氧化剂( ) (15)Na2O和Na2O2中氧的化合价分别为－2和－1价( ) 2．已知钠放置于空气中可发生如下变化： (1)请写出①②步转化的化学方程式： ①________________________________；②______________________________。 (2)已知钠在空气中燃烧可生成一种淡黄色物质，该物质可与CO2、H2O发生反应，根据以上叙述回答： ①该淡黄色物质的化学式为____________； ②该淡黄色物质与CO2、H2O反应的化学方程式分别为____________________________、 ________________________________。 3．A、B、C、D、F五种物质的焰色反应均为黄色，A、B、C、D与盐酸反应均生成E，此外B还生成一种可燃性气体。而C、D还生成一种无色无味气体H，该气体能使澄清石灰水变浑浊。D和A可反应生成C，F和H也可反应生成C和另一种无色无味气体。请回答下列问题： (1)写出A、C、F的化学式：A__________；C__________；F__________。 (2)写出F和H反应的化学方程式：______________________________。 (3)写出下列反应的化学方程式： ①D＋盐酸_______________________________________； ②B＋水_________________________________________。 【情境引入】 为解决养鱼的增氧问题，可在水中加入过氧化钙(CaO2)作制氧剂。 根据Na2O2与H2O、CO2反应的化学方程式，写出CaO2与H2O、CO2反应的化学方程式。并解释CaO2可作制氧剂的原理。 ►问题一 钠的性质及应用 【典例1】关于钠的叙述中，正确的是(　　) A．钠是银白色金属，硬度很大 B．将金属钠放在坩埚里用酒精灯加热，金属钠剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色固体氧化钠 C．金属钠在空气中燃烧，生成过氧化钠 D．金属钠的熔点很高 【解题必备】金属钠的性质 1．钠与O2的反应 (1)常温下，钠容易与氧气发生反应，这说明钠比铁、铝、镁等金属活泼得多，4Na＋O2===2Na2O。 (2)钠受热后，可以与氧气剧烈反应，产生黄色火焰，生成一种淡黄色固体——过氧化钠，2Na＋O2Na2O2。 2．钠与水(滴有酚酞)反应 实验证明，钠与水反应生成了NaOH和H2，钠与水反应的实质是钠与水电离出的氢离子反应。 (1)反应实质：水是一种非常弱的电解质，水可以微弱地电离出H＋，钠与水反应的实质是Na与H+的反应。 (2)反应类型：置换反应。 (3)化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。 【变式1-1】将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是(　　) A．HCl　　B．NaOH　　C．K2SO4　　D．CuSO4 【变式1-2】某同学按如图所示实验装置进行钠跟水反应的实验，据此判断下列说法正确的是(　　) A．打开右端橡胶塞，将一小块金属钠加入煤油中，反应前片刻，钠的位置在a处 B．开始反应后，能观察到的实验现象是钠在b处液面以下的水中反应 C．反应一段时间后，左端液面上升进入长颈漏斗，b处有无色气泡产生 D．若用酒精来代替煤油，可观察到相同的实验现象 ►问题二 氧化钠和过氧化钠 【典例2】在深海中作业的潜水员的呼吸面具上，往往装入一定量的Na2O2，目的是给潜水员提供氧气。下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是(　　) A．Na2O2、Na2O都是钠的氧化物，都是碱性氧化物 B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体 C．Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂 D．Na2O2、Na2O均可作供氧剂 【解题必备】Na2O和Na2O2性质的比较 物质 氧化钠 过氧化钠 化学式 Na2O Na2O2 氧的化合价 －2价 －1价 n(Na＋)∶n(阴离子) 2∶1 2∶1 颜色状态 白色固体 淡黄色固体 氧化物类别 碱性氧化物 过氧化物(不属碱性氧化物) 生成 4Na＋O2===2Na2O 2Na＋O2Na2O2 与氧气反应 2Na2O＋O22Na2O2 不反应，稳定性强 与水反应 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 与CO2反应 Na2O＋CO2===Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 与稀盐酸反应 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O 漂白性 无 有 用途 制NaOH 漂白剂、消毒剂、供氧剂、强氧化剂 【变式2-1】下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是(　　) A．Na2O、Na2O2都是钠的氧化物，都是碱性氧化物 B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体 C．Na2O2是强氧化剂，具有漂白性，能够用来漂白食品 D．Na2O2与水反应时，1 mol Na2O2在反应中转移1 mol电子 【变式2-2】如果金属钠着火，可以采取的灭火方法是（ ） A．水 B．干粉灭火器 C．泡沫灭火器 D．沙子 1．下列有关钠的存在、保存及取用方法的描述正确的是(　　) A．钠在自然界中主要以化合态的形式存在，少量以游离态的形式存在 B．钠需要密封保存在煤油或石蜡油中 C．实验室中可直接用药匙取用钠 D．实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中 2．下列关于钠的叙述错误的是(　　) A．钠在自然界中可以以游离态存在 B．钠在燃烧时发出黄色火焰 C．钠元素主要以Na＋的形式存在于海水中 D．钠在空气中燃烧生成过氧化钠 3．取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象中，正确的描述是(　　) ①钠先熔化　②在空气中燃烧，放出黄色火花　③燃烧后得到白色固体　④燃烧时火焰为黄色　⑤燃烧后生成淡黄色固体物质 A．①② B．①②③ C．①④⑤ D．④⑤ 4．等质量的两块钠，第一块与足量氧气在加热条件下反应，第二块与足量氧气在常温下充分反应，则下列说法正确的是(　　) A．第一块钠失去的电子数多 B．两块钠失去的电子数一样多 C．第二块钠的反应产物质量较大 D．生成物均可用于杀菌消毒 5．把一小块金属钠放入下列溶液中，说法正确的是(　　) A．饱和NaOH溶液：有氢气放出，恢复至室温后溶液浓度变大 B．稀CuSO4溶液：有氢气放出，有紫红色铜析出 C．MgCl2溶液：有氢气放出，有白色沉淀生成 D．滴有紫色石蕊溶液的水：有氢气放出，溶液变为红色 6．下列关于Na2O2与CO2、H2O反应的叙述正确的是(　　) A．Na2O2与CO2的反应中，Na2O2只作还原剂，CO2作氧化剂 B．Na2O2与H2O的反应中，Na2O2既作氧化剂又作还原剂 C．Na2O2与CO2的反应中，消耗1 mol Na2O2时转移2 mol电子 D．Na2O2与H2O的反应中，生成1 mol O2时转移4 mol电子 7．Na2O2是呼吸面具中常用的供氧剂，下列关于Na2O2的叙述错误的是(　　) A．Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶2 B．Na2O2分别与H2O、CO2反应，产生相同质量的O2时，消耗H2O和CO2分子的数目相等 C．Na2O2作供氧剂时既生成了O2又“固定”了CO2 D．向硫酸铜溶液中加入足量Na2O2固体，静置后溶液由蓝色变为无色，说明过氧化钠具有漂白性 8．已知：2FeSO4＋6Na2O2 === 2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑，下列说法正确的是(　　) A．Na2O2 只作氧化剂 B．还原剂只有 FeSO4 C．氧化产物只有Na2FeO4 D．Na2FeO4 既是还原产物，又是氧化产物 9．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是(　　) A．Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂 B．金属钠具有强还原性，可与TiCl4溶液反应制取金属Ti C．钠和钾的合金导电性能好，可用于原子反应堆的热交换剂 D．Na能在O2中燃烧，可用于道路和广场的照明 10．下列各组中的两物质相互反应时，若改变反应条件(温度、反应物用量比)，生成物并不改变的是(　　) A．Na和O2 B．NaOH和CO2 C．Na2O2和CO2 D．木炭和O2 1．如图所示，在蒸发皿中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。据此判断下列说法中不正确的是(　　) A．上述反应是置换反应 B．上述反应放出热量 C．上述反应中CuSO4表现了氧化性 D．在水溶液中，Na可以与CuSO4反应并生成Cu 2．把2.3g钠放入水中，要使每100个水分子中含有1个Na+离子，所需水的质量是（ ） A．184g B．181.8g C．180g D．183.6g 3．某实验小组通过如图所示实验探究Na2O2与水的反应。下列说法不正确的是(　　) A．②中的大量气泡主要成分是氧气 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强氧化性物质造成的 D．⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度 4．某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应，设计装置如图(夹持装置省略)，下列说法正确的是(　　) A．若D中无水硫酸铜变蓝，则说明Na2O2与H2反应生成水 B．装置B中盛放浓硫酸，目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气 C．装置C加热前，用试管在干燥管管口处收集气体点燃，通过声音判断气体纯度 D．装置A能直接用于浓盐酸与MnO2反应制取氯气 5．某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物，设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几粒钠块，再从U形管高端加入水(含有酚酞)，赶出空气，一段时间后加热铜丝。 根据反应中观察到的现象，回答下列问题： (1)金属钠的变化现象：______________________________。 (2)U形管中溶液的颜色：___________________________________，说明有__________(填化学式)生成。 (3)铜丝的变化现象：______________，说明有________(填化学式)生成；若去掉后面的装置，简述检验气体的方法：_________________________________________________________。 (4)若a g钠与b g水完全反应，则该溶液溶质的质量分数是____________。 6．某同学设计了一个“滴水点火，水火相容”的实验，他用脱脂棉包住一些过氧化钠粉末，放在石棉网上向脱脂棉上滴几滴蒸馏水，结果脱脂棉竟然剧烈燃烧起来。 (1)脱脂棉燃烧需要具备哪些条件：_________________________________。 (2)请解释脱脂棉能够燃烧的原因：__________________________________________。 (3)请设计简单的实验，验证过氧化钠与水反应可能的产物。 ①实验用品：过氧化钠、蒸馏水、酚酞试剂、试管、酒精灯、小木棍 ②实验思路：____________________________________________________。 ③现象及结论： 实验现象 实验结论 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题3 从海水中获得的化学物质 第二单元 金属钠及钠的化合物 第1课时 钠的性质与制备 1．通过钠与氧气和钠与水反应的实验，掌握钠的物理性质和化学性质。 2．了解钠元素在自然界中的存在形式，了解钠的生产原理和主要用途。 3．理解Na2O和Na2O2的组成、性质和应用。 重点：钠的化学性质。 难点：金属钠、Na2O2的性质。 一、金属钠的性质 1．钠的原子结构及存在 (1)钠的原子结构 钠原子易失去最外层的一个电子，形成具有稳定电子层结构的钠离子。 (2)钠的存在 钠元素在自然界中以化合态存在，如氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等。 2．实验探究钠的性质 (1)钠与氧气的反应 钠放置在空气中 在空气中加热钠 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 钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体 化学方程式 4Na＋O2===2Na2O 2Na＋O2Na2O2 (2)钠与水的反应 ①操作：向盛有水(滴有酚酞)的小烧杯中投入一小块金属钠。 ②实验记录 实验现象 结论或解释 钠浮在水面上 钠的密度比水小 钠熔化成小球 钠熔点低，反应放热 小球在水面上迅速游动 反应产生的氢气推动小球运动 与水反应发出“嘶嘶”声，逐渐变小，最后消失 钠与水剧烈反应，产生气体 反应后溶液的颜色逐渐变红 有碱性物质(氢氧化钠)生成 化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ ③实验结论 钠与水剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。 【易错提醒】 ①取金属钠时应用镊子，不能用手直接接触，一般取绿豆粒大小即可，不能太大，以免发生危险。 ②剩余的钠要放回原试剂瓶中。 3．钠的性质 (1)钠的物理性质 银白色，有金属光泽的固体，质地柔软，熔点低(小于100 ℃)，密度比水的小，但比煤油的大。 (2)钠的化学性质 钠是活泼的金属，能与非金属、水、酸反应，在反应中均失去一个电子表现强还原性。 【名师点拨】 1．金属钠与水、酸、盐溶液反应现象 (1)共性：浮：钠浮在液面上；熔：钠熔化成光亮的小球；游：在液面上不停地游动直至反应完；响：反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。 (2)差异性：与酸反应时，由于溶液中H＋浓度较大，反应比钠与水剧烈，最后钠可能在液面上发生燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。 2．钠和盐溶液的反应的规律 (1)钠与盐溶液反应仍是Na与H2O的反应。因盐中金属离子被水分子包围，使Na不能与之接触。Na与H2O反应生成NaOH，若与盐能生成难溶碱，则盐也会参与反应。 如将Na加入CuSO4溶液中，反应的第一步为：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 第二步为：2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4 合并为：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑ 因此钠不能从盐溶液中置换出金属。 (2)若盐为熔融状态，钠可以置换出较不活泼的金属，如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti。 4．钠的制备和用途 (1)制备 工业上电解熔融NaCl可以得到金属钠，化学方程式为：2NaCl2Na＋Cl2↑。 (2)用途 ①钠和钾的合金常温下呈液态，可用作快中子反应堆的热交换剂。 ②高压钠灯发出的黄光射程远，透雾能力强，常用作路灯。 ③金属钠还可以用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。如Na与TiCl4反应：TiCl4＋4NaTi＋4NaCl。 二、氧化钠和过氧化钠 1．氧化钠的性质 (1)氧化钠是一种白色的碱性氧化物，能与水、酸、酸性氧化物等发生反应。 (2)写出下列反应的化学方程式： ①氧化钠与水反应：Na2O＋H2O===2NaOH； ②氧化钠溶于盐酸：Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O； ③氧化钠与CO2反应：Na2O＋CO2===Na2CO3。 2．过氧化钠的性质 (1)过氧化钠与水反应的化学方程式是2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。 氧化剂是过氧化钠，还原剂是过氧化钠。 (2)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，可用于呼吸面具或潜水艇中作为O2的来源。 3．氧化钠与过氧化钠的比较 名称 氧化钠 过氧化钠 化学式 Na2O Na2O2 氧的价态 －2 －1 颜色状态 白色固体 淡黄色固体 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 【名师点拨】Na2O2与CO2和H2O反应探究 (1)物质的量的关系： 无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2∶1，即气体减小的体积等于生成O2的体积。 (2)固体质量关系： 相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作发生相应的反应：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。 (3)先后顺序关系： 一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应，解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O发生反应。 (4)电子转移关系： 两反应都是Na2O2自身发生氧化还原反应，每有1 mol O2生成时，转移的电子均为2 mol。关系式为：2Na2O2～O2～2e－。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)钠与氧气反应时，条件不同，产物也不同(√) (2)等质量的钠无论生成氧化钠、过氧化钠还是它们的混合物，转移的电子数均相同(√) (3)钠失火时不能用水扑灭，应该用沙土盖灭(√) (4)钠投入到NaOH溶液中，无明显现象(×) (5)金属钠露置在空气中最终变成碳酸钠(√) (6)金属钠很活泼，可以将溶液中比它不活泼的金属置换出来(×) (7)将2.3 g金属钠投入97.7 g水中，所得溶液的质量分数为4%(×) (8)实验时，未用完的钠可以扔到垃圾桶(×) (9)钠在空气中会缓慢氧化而发生自燃。(×) (10)Na2O与Na2O2均为碱性氧化物(×) (11)Na2O与Na2O2中氧元素的化合价不相同，钠元素的化合价相同(√) (12)Na2O与Na2O2的阴、阳离子个数比均为1∶2(√) (13)Na2O2有强氧化性，能漂白酸碱指示剂(√) (14)当Na2O2与CO2和H2O反应时，Na2O2只作氧化剂(×) (15)Na2O和Na2O2中氧的化合价分别为－2和－1价(×) 2．已知钠放置于空气中可发生如下变化： (1)请写出①②步转化的化学方程式： ①________________________________；②______________________________。 (2)已知钠在空气中燃烧可生成一种淡黄色物质，该物质可与CO2、H2O发生反应，根据以上叙述回答： ①该淡黄色物质的化学式为____________； ②该淡黄色物质与CO2、H2O反应的化学方程式分别为____________________________、 ________________________________。 答案：(1)①4Na＋O2===2Na2O ②Na2O＋H2O===2NaOH (2)①Na2O2　②2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2； 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 解析：(1)根据题目中图示转化关系可得反应的化学方程式为4Na＋O2===2Na2O，Na2O＋H2O===2NaOH。(2)钠在空气中燃烧可生成淡黄色的Na2O2，Na2O2与CO2、H2O反应的化学方程式分别为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。 3．A、B、C、D、F五种物质的焰色反应均为黄色，A、B、C、D与盐酸反应均生成E，此外B还生成一种可燃性气体。而C、D还生成一种无色无味气体H，该气体能使澄清石灰水变浑浊。D和A可反应生成C，F和H也可反应生成C和另一种无色无味气体。请回答下列问题： (1)写出A、C、F的化学式：A__________；C__________；F__________。 (2)写出F和H反应的化学方程式：______________________________。 (3)写出下列反应的化学方程式： ①D＋盐酸_______________________________________； ②B＋水_________________________________________。 答案　(1)NaOH　Na2CO3　Na2O2 (2)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 (3)①NaHCO3＋HCl===H2O＋CO2↑＋NaCl ②2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 解析　由焰色反应为黄色，且A、B、C、D均与盐酸反应生成E，知E为NaCl，B还生成一种可燃性气体知B为Na，C、D还生成使澄清石灰水变浑浊的气体H，知C、D为Na2CO3或NaHCO3，F和H(CO2)反应生成C和另一种气体，则F为Na2O2、C为Na2CO3，因而D为NaHCO3，D和A反应可生成Na2CO3，则A为NaOH。 【情境引入】 为解决养鱼的增氧问题，可在水中加入过氧化钙(CaO2)作制氧剂。 根据Na2O2与H2O、CO2反应的化学方程式，写出CaO2与H2O、CO2反应的化学方程式。并解释CaO2可作制氧剂的原理。 答案：CaO2与H2O反应的化学方程式为2CaO2＋2H2O===2Ca(OH)2＋O2↑ CaO2与CO2反应的化学方程式为2CaO2＋2CO2===2CaCO3＋O2 CaO2与H2O反应生成O2，故CaO2可作制氧剂。 ►问题一 钠的性质及应用 【典例1】关于钠的叙述中，正确的是(　　) A．钠是银白色金属，硬度很大 B．将金属钠放在坩埚里用酒精灯加热，金属钠剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色固体氧化钠 C．金属钠在空气中燃烧，生成过氧化钠 D．金属钠的熔点很高 答案 C 解析 钠是一种硬度小、熔点低的银白色金属，块状钠燃烧时会熔化成闪亮的小球，燃烧火焰为黄色，生成物是淡黄色固体过氧化钠；钠在空气中缓慢氧化则生成氧化钠。 【解题必备】金属钠的性质 1．钠与O2的反应 (1)常温下，钠容易与氧气发生反应，这说明钠比铁、铝、镁等金属活泼得多，4Na＋O2===2Na2O。 (2)钠受热后，可以与氧气剧烈反应，产生黄色火焰，生成一种淡黄色固体——过氧化钠，2Na＋O2Na2O2。 2．钠与水(滴有酚酞)反应 实验证明，钠与水反应生成了NaOH和H2，钠与水反应的实质是钠与水电离出的氢离子反应。 (1)反应实质：水是一种非常弱的电解质，水可以微弱地电离出H＋，钠与水反应的实质是Na与H+的反应。 (2)反应类型：置换反应。 (3)化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。 【变式1-1】将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是(　　) A．HCl　　B．NaOH　　C．K2SO4　　D．CuSO4 答案 D 解析 将少量钠投入题述四种物质的水溶液中，均有H2产生，故都满足题目的第一个条件“有气体放出”，而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中只有H2放出，故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑，故反应后溶液质量减轻。 【变式1-2】某同学按如图所示实验装置进行钠跟水反应的实验，据此判断下列说法正确的是(　　) A．打开右端橡胶塞，将一小块金属钠加入煤油中，反应前片刻，钠的位置在a处 B．开始反应后，能观察到的实验现象是钠在b处液面以下的水中反应 C．反应一段时间后，左端液面上升进入长颈漏斗，b处有无色气泡产生 D．若用酒精来代替煤油，可观察到相同的实验现象 答案　C 解析　钠的密度比煤油大，当钠加入煤油中时，应该沉入煤油底部，而不是浮在其表面，A错误；钠的密度比水小，钠应该浮在水的表面，而不是在水面以下跟水反应，B错误；当钠加入装置中时，钠进入煤油与水液面的交界处，在b处与水反应，并产生气体，这些气体能将管内的液体压到左边的长颈漏斗中，左边长颈漏斗中的液面上升，C正确；酒精能与水互溶，所以观察到的现象不同，D错误。 ►问题二 氧化钠和过氧化钠 【典例2】在深海中作业的潜水员的呼吸面具上，往往装入一定量的Na2O2，目的是给潜水员提供氧气。下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是(　　) A．Na2O2、Na2O都是钠的氧化物，都是碱性氧化物 B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体 C．Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂 D．Na2O2、Na2O均可作供氧剂 答案 C 解析 Na2O2与水反应时除了生成碱外，还生成了O2，故Na2O2不属于碱性氧化物，故A项错；Na2O2是淡黄色固体，故B项错；Na2O2与CO2和H2O反应时，是Na2O2中的氧元素发生了氧化还原反应，CO2、H2O既不是氧化剂又不是还原剂，Na2O2既作氧化剂又作还原剂，故C项正确； Na2O反应中无氧气产生，不能作供氧剂，D项错误。 【解题必备】Na2O和Na2O2性质的比较 物质 氧化钠 过氧化钠 化学式 Na2O Na2O2 氧的化合价 －2价 －1价 n(Na＋)∶n(阴离子) 2∶1 2∶1 颜色状态 白色固体 淡黄色固体 氧化物类别 碱性氧化物 过氧化物(不属碱性氧化物) 生成 4Na＋O2===2Na2O 2Na＋O2Na2O2 与氧气反应 2Na2O＋O22Na2O2 不反应，稳定性强 与水反应 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 与CO2反应 Na2O＋CO2===Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 与稀盐酸反应 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O 漂白性 无 有 用途 制NaOH 漂白剂、消毒剂、供氧剂、强氧化剂 【变式2-1】下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是(　　) A．Na2O、Na2O2都是钠的氧化物，都是碱性氧化物 B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体 C．Na2O2是强氧化剂，具有漂白性，能够用来漂白食品 D．Na2O2与水反应时，1 mol Na2O2在反应中转移1 mol电子 答案 D 解析 Na2O2与水反应除了生成NaOH外，还有O2生成，所以Na2O2不是碱性氧化物，A项错误；Na2O2是淡黄色固体，B项错误；Na2O2有强氧化性，具有漂白性，但不能用来漂白食品，C项错误；Na2O2与水的反应中，Na2O2既作氧化剂又作还原剂，当1 mol Na2O2参与反应时转移1 mol电子，D项正确。 【变式2-2】如果金属钠着火，可以采取的灭火方法是（ ） A．水 B．干粉灭火器 C．泡沫灭火器 D．沙子 答案 D 解析 金属钠易与氧气和水反应，钠与氧气反应生成Na2O2，Na2O2能与CO2反应生成氧气，因此金属钠着火不能用水、泡沫灭火器（含水）、干粉灭火器（产生CO2）灭火，只能用沙子。 1．下列有关钠的存在、保存及取用方法的描述正确的是(　　) A．钠在自然界中主要以化合态的形式存在，少量以游离态的形式存在 B．钠需要密封保存在煤油或石蜡油中 C．实验室中可直接用药匙取用钠 D．实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中 答案　B 解析　钠在自然界中只以化合态的形式存在，A项错误；实验室中用镊子取用钠，C项错误；取用后剩余的钠必须放回原试剂瓶中，D项错误。 2．下列关于钠的叙述错误的是(　　) A．钠在自然界中可以以游离态存在 B．钠在燃烧时发出黄色火焰 C．钠元素主要以Na＋的形式存在于海水中 D．钠在空气中燃烧生成过氧化钠 答案　A 3．取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象中，正确的描述是(　　) ①钠先熔化　②在空气中燃烧，放出黄色火花　③燃烧后得到白色固体　④燃烧时火焰为黄色　⑤燃烧后生成淡黄色固体物质 A．①② B．①②③ C．①④⑤ D．④⑤ 答案　C 解析　Na熔点较低，加热时先熔化，燃烧时火焰为黄色，燃烧后生成淡黄色固体Na2O2。 4．等质量的两块钠，第一块与足量氧气在加热条件下反应，第二块与足量氧气在常温下充分反应，则下列说法正确的是(　　) A．第一块钠失去的电子数多 B．两块钠失去的电子数一样多 C．第二块钠的反应产物质量较大 D．生成物均可用于杀菌消毒 答案　B 解析　等质量的钠被氧化时失去相同数目的电子；等质量的钠与O2反应，生成过氧化钠时质量大，常温下Na与O2反应生成氧化钠；Na2O没有强氧化性，不能用于杀菌消毒。 5．把一小块金属钠放入下列溶液中，说法正确的是(　　) A．饱和NaOH溶液：有氢气放出，恢复至室温后溶液浓度变大 B．稀CuSO4溶液：有氢气放出，有紫红色铜析出 C．MgCl2溶液：有氢气放出，有白色沉淀生成 D．滴有紫色石蕊溶液的水：有氢气放出，溶液变为红色 答案　C 解析　A错，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，原饱和溶液有晶体析出，剩余溶液还是饱和溶液，温度不变时，溶液中离子的浓度不变；B错，Na与水反应生成NaOH，NaOH再与CuSO4反应生成蓝色氢氧化铜沉淀，不会观察到紫红色的铜析出；C对，Na与水反应生成氢气和氢氧化钠，氢氧化钠和氯化镁反应生成白色氢氧化镁沉淀；D错，Na与水反应生成NaOH和氢气，紫色石蕊溶液遇碱变蓝。 6．下列关于Na2O2与CO2、H2O反应的叙述正确的是(　　) A．Na2O2与CO2的反应中，Na2O2只作还原剂，CO2作氧化剂 B．Na2O2与H2O的反应中，Na2O2既作氧化剂又作还原剂 C．Na2O2与CO2的反应中，消耗1 mol Na2O2时转移2 mol电子 D．Na2O2与H2O的反应中，生成1 mol O2时转移4 mol电子 答案　B 7．Na2O2是呼吸面具中常用的供氧剂，下列关于Na2O2的叙述错误的是(　　) A．Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶2 B．Na2O2分别与H2O、CO2反应，产生相同质量的O2时，消耗H2O和CO2分子的数目相等 C．Na2O2作供氧剂时既生成了O2又“固定”了CO2 D．向硫酸铜溶液中加入足量Na2O2固体，静置后溶液由蓝色变为无色，说明过氧化钠具有漂白性 答案　D 解析　1个Na2O2由2个钠离子和1个过氧根离子构成，则阴、阳离子的个数比为1∶2，A正确；Na2O2与CO2、H2O反应的化学方程式分别为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，生成相同质量的O2时消耗的H2O和CO2的物质的量相同，即消耗H2O与CO2分子的数目相等，B正确；2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，反应中Na2O2作供氧剂时既生成了O2又“固定”了CO2，C正确；向硫酸铜溶液中加入足量Na2O2固体，Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀，硫酸钠溶液无色，则静置后溶液由蓝色变为无色，该反应过程中没有体现过氧化钠具有漂白性，D错误。 8．已知：2FeSO4＋6Na2O2 === 2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑，下列说法正确的是(　　) A．Na2O2 只作氧化剂 B．还原剂只有 FeSO4 C．氧化产物只有Na2FeO4 D．Na2FeO4 既是还原产物，又是氧化产物 答案　D 9．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是(　　) A．Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂 B．金属钠具有强还原性，可与TiCl4溶液反应制取金属Ti C．钠和钾的合金导电性能好，可用于原子反应堆的热交换剂 D．Na能在O2中燃烧，可用于道路和广场的照明 答案：A 解析：A项，Na2O2与CO2反应生成O2，可作供氧剂，正确；B项，钠的还原性较强，钠在溶液中和水剧烈反应，不能用TiCl4溶液反应制取金属Ti，错误；C项，钠和钾合金可作为原子反应堆的热交换剂，是利用了钠和钾合金具有良好的导热性，与导电性无关，错误；D项，钠的焰色为黄色，具有较强的透雾能力，可用于道路和广场的照明，错误。 10．下列各组中的两物质相互反应时，若改变反应条件(温度、反应物用量比)，生成物并不改变的是(　　) A．Na和O2 B．NaOH和CO2 C．Na2O2和CO2 D．木炭和O2 答案 C 解析 钠与氧气常温生成氧化钠、加热或点燃生成过氧化钠，A错误；少量二氧化碳气体通入氢氧化钠溶液生成碳酸钠，过量二氧化碳气体通入氢氧化钠溶液生成碳酸氢钠，B错误；过氧化钠与二氧化碳生成碳酸钠和氧气，C正确；木炭在氧气中充分燃烧生成二氧化碳、不充分燃烧生成一氧化碳，D错误。 1．如图所示，在蒸发皿中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。据此判断下列说法中不正确的是(　　) A．上述反应是置换反应 B．上述反应放出热量 C．上述反应中CuSO4表现了氧化性 D．在水溶液中，Na可以与CuSO4反应并生成Cu 答案 D 解析 钠与无水CuSO4反应，方程式为2Na＋CuSO4===Na2SO4 ＋ Cu，该反应属于置换反应，A项正确；从实验现象看，有耀眼的火花，说明反应放出热量，B项正确；反应中CuSO4作氧化剂，C项正确；在水中Na先和水反应，不能生成Cu，D项错误。 2．把2.3g钠放入水中，要使每100个水分子中含有1个Na+离子，所需水的质量是（ ） A．184g B．181.8g C．180g D．183.6g 答案 B 解析 n(Na)=0.1mol，则溶液中n(Na+)=0.1mol，要使每100个水分子中含有1个Na+离子，则溶液中n(H2O)=10mol，m(H2O)=180g。由于Na反应时要消耗一部分H2O，因此加入的水的质量应加上Na反应掉的那部分水。由2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，0.1molNa反应掉0.1molH2O，实际需要的水的质量为180g+0.1mol×18g·mol-1=181.8g。 3．某实验小组通过如图所示实验探究Na2O2与水的反应。下列说法不正确的是(　　) A．②中的大量气泡主要成分是氧气 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强氧化性物质造成的 D．⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度 答案　D 解析　过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，A正确；过氧化钠与水反应生成了氢氧化钠，氢氧化钠是强碱，使酚酞溶液变成红色，B正确；过氧化钠与水反应可能生成了过氧化氢，过氧化氢具有强氧化性，能够使溶液褪色，C正确；生成的过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下发生分解生成氧气，因此有气泡产生，D错误。 4．某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应，设计装置如图(夹持装置省略)，下列说法正确的是(　　) A．若D中无水硫酸铜变蓝，则说明Na2O2与H2反应生成水 B．装置B中盛放浓硫酸，目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气 C．装置C加热前，用试管在干燥管管口处收集气体点燃，通过声音判断气体纯度 D．装置A能直接用于浓盐酸与MnO2反应制取氯气 答案　C 解析　若D中无水硫酸铜变蓝，不能说明Na2O2与H2反应生成水，因为空气中的水蒸气会进入到D装置中使无水硫酸铜变蓝，故A错误；装置B是U形管，只能装固体干燥剂，故B错误；装置C加热前，应该先检验氢气的纯度，方法是用试管在干燥管管口处收集气体点燃，通过声音判断气体纯度，故C正确。 5．某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物，设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几粒钠块，再从U形管高端加入水(含有酚酞)，赶出空气，一段时间后加热铜丝。 根据反应中观察到的现象，回答下列问题： (1)金属钠的变化现象：______________________________。 (2)U形管中溶液的颜色：___________________________________，说明有__________(填化学式)生成。 (3)铜丝的变化现象：______________，说明有________(填化学式)生成；若去掉后面的装置，简述检验气体的方法：_________________________________________________________。 (4)若a g钠与b g水完全反应，则该溶液溶质的质量分数是____________。 答案　(1)在水和煤油的界面处逐渐变小并作上下跳动　(2)右侧从上到下逐渐由无色变为红色　NaOH　(3)由黑色变红色 　H2　在玻璃管口处点燃气体，有淡蓝色火焰产生　(4)×100% 解析　钠位于水和煤油界面处，与水发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，生成的H2与CuO发生反应：H2＋CuOCu＋H2O。钠与水反应生成NaOH溶液： 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 2×23 2×40 2 a g g g 则w(NaOH)＝×100%＝×100%。 6．某同学设计了一个“滴水点火，水火相容”的实验，他用脱脂棉包住一些过氧化钠粉末，放在石棉网上向脱脂棉上滴几滴蒸馏水，结果脱脂棉竟然剧烈燃烧起来。 (1)脱脂棉燃烧需要具备哪些条件：_________________________________。 (2)请解释脱脂棉能够燃烧的原因：__________________________________________。 (3)请设计简单的实验，验证过氧化钠与水反应可能的产物。 ①实验用品：过氧化钠、蒸馏水、酚酞试剂、试管、酒精灯、小木棍 ②实验思路：____________________________________________________。 ③现象及结论： 实验现象 实验结论 答案 (1)要有充足的氧气，达到物质的着火点 (2)反应中产生了O2，且该反应放出热量，达到了脱脂棉的着火点 (3)②取过氧化钠少许，加入试管中，固定试管，用胶头滴管滴加少许蒸馏水，将带火星的小木棍放在试管口，观察现象，同时，用胶头滴管取少许酚酞试剂加入反应后的溶液中，观察溶液颜色的变化 ③试管壁发热 该反应为放热反应 带火星的木条复燃 有O2生成 滴加酚酞试剂后溶液变为红色 有NaOH生成 解析 (1)可燃物燃烧需要具备两个条件：要有充足的氧气，达到物质的着火点。 (2)脱脂棉能够燃烧是由于反应中产生了O2，且该反应放出热量，达到了脱脂棉的着火点。 (3)验证过氧化钠与水反应可能的产物可用酚酞试剂验证有氢氧化钠生成，可用带火星的木条验证有氧气生成。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$