内容正文:
衔接点09 氧化钠与过氧化钠
初中阶段
高中阶段
初中在信息给予题中会有所涉及,但不做要求。
1.从物质类别、元素化合价的角度认识氧化钠与过氧化钠的组成;
2.性质,熟知过氧化钠与水和二氧化碳反应的应用;
3.会设计实验探究过氧化钠与水的反应,增强科学探究与创新意识。
衔接指引
回顾初中
氧化物的化学性质
1.非金属氧化物与金属单质反应:2 ________ +CO2C+2MgO
2.非金属氧化物与金属氧化物反应:CO+CuO ________ +CO2;3 ________ +Fe2O32Fe+3CO2
3.非金属氧化物与非金属单质反应:2 ________ +O22CO2;2CO+O22CO2
4.氧化物的分解:2 ________=2H2O+O2↑;2 ________ 2Hg+O2↑;2 ________ 2H2↑+O2↑
5.氧化物与水反应:CO2+H2O=________;CaO+ ________ =Ca(OH)2
6.氧化物与碱反应:CO2+2 ________=Na2CO3+H2O;________+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
7.氧化物与酸反应:________+6HCl=2FeCl3+3H2O;Fe2O3+3 ________=Fe2(SO4)3+3H2O
________ +H2SO4=CuSO4+H2O;CuO+2 ________=CuCl2+H2O
衔接高中
新知一 氧化钠与过氧化钠的性质
1.氧化钠的性质
氧化钠(Na2O)是一种白色固体。属于________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:____________________________。
(2)氧化钠与盐酸反应:_____________________________。
(3)氧化钠与二氧化碳反应:___________________________。
2.过氧化钠的性质
过氧化钠(Na2O2)是一种________色固体。Na2O2中氧元素为-1价,既有________性也有________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________;②用pH试纸检验,试纸变蓝
实验结论
Na2O2与水反应________,化学方程式为________________________________
(2)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式:________________________________。
3.过氧化钠的应用
(1)Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为________的来源。
(2)Na2O2中氧元素的化合价为________价,具有______________,可作漂白剂。
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
电子式
Na+]2-Na+
Na+]2-Na+
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
化学键类型
只有离子键
既有离子键又有共价键
所属类别
碱性氧化物
过氧化物
生成条件
钠常温下缓慢氧化
钠燃烧或加热
热稳定性
不稳定,易转化为Na2O2
较稳定
与H2O反应
Na2O+H2O==2NaOH
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2==Na2CO3
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
与盐酸反应
Na2O+2HCl==NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl==4NaCl+O2↑+2H2O
稳定性
不稳定
较稳定
主要用途
可制烧碱
漂白剂、消毒剂、供氧剂
(1)Na2O、Na2O2结构中阳离子和阴离子的个数之比均为2:1;
(2)1 mol Na2O2与足量CO2或H2O发生反应时转移电子数是1 mol;
(3)过氧化钠与其他物质反应时不一定有氧气产生,如具有强还原性的SO2,能被Na2O2氧化成Na2SO4:SO2+Na2O2===Na2SO4。
(4)过氧化钠虽然能够与盐酸反应生成盐和水,但同时还有氧气产生,所以它不属于碱性氧化物。
新知二 过氧化钠的强氧化性
1.强氧化性的五个表现
说明:
(1)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为________。
(2)遇H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
(3)遇还原性氧化物(即低价非金属氧化物),表现强氧化性,一般不生成________,而生成高价钠盐,如Na2O2+SO2===Na2SO4。
(4)遇最高价金属氧化物(酸酐)发生自身的氧化还原反应,有氧气生成,如2Mn2O7+2Na2O2===4NaMnO4+O2。
(5)无论是过氧化钠还是其他过氧化物,具有强氧化性、漂白性等特殊性质的根本原因是这些物质中都含有过氧键。
2.理解Na2O2强氧化性的两个角度
(1)从结构角度。Na2O2的结构中含有________ (—O—O—),含有过氧键结构的物质有较强的氧化性,以此类推,如H2O2、H2SO5(过硫酸,相当于H2O2中的一个H被—SO3H取代)、Na2S2O8(过二硫酸钠)中都有过氧键结构,都是很强的氧化剂。
(2)从化合价的角度。Na2O2中的________________,有________,能氧化一些常见的还原剂,如SO2、Fe2+、SO32-、HSO3-、H2S、S2-、I-。同时-1价的O也________________,如遇到强氧化剂KMnO4也可以被氧化成O2。
(1)过氧化钠是常用的工业漂白剂,但是不能用于食品的漂白;
(2)Na2O2既有氧化性又有还原性,但主要表现为氧化性。当遇到KMnO4等强氧化剂时,可表现出还原性,氧化产物为O2。
集训一 氧化钠与过氧化物
1.(2025•高一高一北京学业考试)下列关于过氧化钠的说法不正确的是( )
A.白色固体 B.能与水反应 C.能与二氧化碳反应 D.可用作供氧剂
2.Na2O和Na2O2具有的相似的性质是 ( )
A.颜色 B.水溶液的酸碱性 C.氧化性 D.漂白性
3.下列不是Na2O和Na2O2的共同之处是( )
A.均是碱性氧化物 B.均能与水反应生成碱
C.阴阳离子的个数比均为1:2 D.均能与CO2反应生成Na2CO3
4.(2025•高一贵州黔西期中)下列对Na2O和Na2O2的叙述中错误的是( )
A.Na2O白色固体 B.Na2O2在呼吸面具中可作氧气的来源
C.都属于碱性氧化物 D.都能与水反应形成强碱溶液
5.(2025•高一广东深圳期中)下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( )
A.等质量的Na2O2分别与足量H2O、CO2反应,生成O2的量相同
B.Na2O中的阴、阳离子数目之比为,Na2O2中的阴、阳离子数目之比为1:1
C.Na2O、Na2O2都能与酸反应,故都是碱性氧化物
D.Na2O2可用于自来水消毒
6.(2025•高一广西玉林期中)用下图所示装置进行实验(其中E收集生成的O2),证明过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中做供氧剂。下列说法正确的是( )
A.C中的反应每转移0.4mol电子,产生0.1molO2
B.在B、C之间最好加装一个装有浓硫酸的洗气瓶
C.可用稀硫酸代替稀盐酸制备CO2
D.D装置的作用是除去CO2
集训二 过氧化钠性质探究
7.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
8.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
9.某化学兴趣小组在学校科技节活动中表演了“滴水生火”的小魔术。如图所示,在坩埚上放一小团脱脂棉,在里面裹入一种淡黄色的化合物,用胶头滴管滴几滴水,一会儿脱脂棉会燃烧起来。下列说法正确的是( )
A.该淡黄色化合物为Na2O
B.由“滴水生火”的小魔术可以得出有氢气生成
C.由“滴水生火”的小魔术可以得出该反应放热
D.为了更清楚地观察现象,需要近距离俯视坩埚
10.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
一、选择题
1.(2025•高一浙江温州期中)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.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
3.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
4.(2025•高一上海期中)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
5.下列关于Na2O和Na2O2说法正确的是( )
A.Na2O2和Na2O长期置于空气中,最终产物相同
B.Na2O2固体含有阴阳离子数目比为1∶1
C.Na与少量O2反应制得Na2O,Na与过量O2反应制得Na2O2
D.两者都能与酸反应生成盐和水,都属于碱性氧化物
6.向一定量的饱和NaOH溶液中加入少量Na2O2固体,恢复到原温度时,下列说法正确的是( )
A.溶液中的Na+增多 B.溶液的碱性增强 C.溶质的质量分数不变 D.溶液的质量不变
7.对于反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,下列说法中正确的是( )
A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂 B.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
C.该反应中电子转移的数目为4e- D.每有18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重4 g
8.(2025•高一浙江期中)有关Na2O2和Na2O的说法不正确的是( )
A.两者的阳、阴离子个数比均为2:1
B.Na2O2与水反应生成NaOH,Na2O2是碱性氧化物
C.Na2O2加入到滴有酚酞的水中,溶液会出现先变红后褪色现象
D.Na2O2和Na2O久置在空气中,最终都变为Na2CO3
9.某同学用下图装置证明过氧化钠可做呼吸面具中的供氧剂,下列说法不正确的是( )
A.装置B中盛放的液体为浓硫酸
B.装置C发生的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
C.装置D中NaOH溶液的作用是除去多余的CO2
D.将E中试管收集的气体可使带有火星的木条复燃
10.对Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体的反应来说,下列说法错误的是( )
A.只要参加反应的Na2O2一定,反应生成的氧气就一定
B.只要CO2和H2O(g)的总的物质的量一定,反应所消耗的Na2O2的量就一定
C.只要气体的总物质的量一定,反应中所转移的电子的物质的量就一定
D.只要混合气体的总物质的量一定,固体所增加的质量就一定
11.某小组欲测定Na2O2与呼出气体反应后的混合物中剩余Na2O2的质量分数,下列方案中,合理的是( )
A.取a克混合物与足量水充分反应,加热,收集到标准状况下bL干燥气体
B.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克
C.取a克混合物与足量BaCl2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得到b克固体
D.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体
12.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↓
13.某实验小组通过图所示实验探究Na2O2与水的反应。
下列说法错误的是
A.③中溶液变红,说明溶液显碱性
B.④中现象说明溶液吸收空气中CO2后变为酸性
C.⑤中现象说明溶液中有H2O2
D.Na2O2与水总反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
二、非选择题
14.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。
15.(2025•高一广东广州期中)为探究过氧化钠与H2O和CO2的反应,设计了如图实验。已知Na2O2与HCl气体能发生反应,请回答下列问题。
(1)连接好装置,加药品前需要进行的操作是 。
(2)装置A中发生的化学反应方程式是 。
(3)检验装置E中收集的气体方法是 。
(4)为探究反应后固体组成,待装置C中固体由淡黄色完全变为白色,将该固体溶于水并进行如下操作:
实验步骤
实验现象
实验结论
I.取少量溶液于试管中,加入足量氯化钡溶液,静置
产生白色沉淀
①固体中含有 。
Ⅱ.取适量I的上层清液于试管中,向其中滴加少量氯化铜溶液
产生蓝色沉淀
②固体中含有 。
③写出装置C中发生反应的化学方程式 、 。
16.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_______。
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衔接点09 氧化钠与过氧化钠
初中阶段
高中阶段
初中在信息给予题中会有所涉及,但不做要求。
1.从物质类别、元素化合价的角度认识氧化钠与过氧化钠的组成;
2.性质,熟知过氧化钠与水和二氧化碳反应的应用;
3.会设计实验探究过氧化钠与水的反应,增强科学探究与创新意识。
衔接指引
回顾初中
氧化物的化学性质
1.非金属氧化物与金属单质反应:2Mg+CO2C+2MgO
2.非金属氧化物与金属氧化物反应:CO+CuOCu+CO2;3CO+Fe2O32Fe+3CO2
3.非金属氧化物与非金属单质反应:2CO+O22CO2;2CO+O22CO2
4.氧化物的分解:2H2O2==2H2O+O2↑;2HgO2Hg+O2↑;2H2O2H2↑+O2↑
5.氧化物与水反应:CO2+H2O=H2CO3;CaO+H2O=Ca(OH)2
6.氧化物与碱反应:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
7.氧化物与酸反应:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;CuO+2HCl=CuCl2+H2O
衔接高中
新知一 氧化钠与过氧化钠的性质
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。
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。
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
电子式
Na+]2-Na+
Na+]2-Na+
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
化学键类型
只有离子键
既有离子键又有共价键
所属类别
碱性氧化物
过氧化物
生成条件
钠常温下缓慢氧化
钠燃烧或加热
热稳定性
不稳定,易转化为Na2O2
较稳定
与H2O反应
Na2O+H2O==2NaOH
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2==Na2CO3
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
与盐酸反应
Na2O+2HCl==NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl==4NaCl+O2↑+2H2O
稳定性
不稳定
较稳定
主要用途
可制烧碱
漂白剂、消毒剂、供氧剂
(1)Na2O、Na2O2结构中阳离子和阴离子的个数之比均为2:1;
(2)1 mol Na2O2与足量CO2或H2O发生反应时转移电子数是1 mol;
(3)过氧化钠与其他物质反应时不一定有氧气产生,如具有强还原性的SO2,能被Na2O2氧化成Na2SO4:SO2+Na2O2===Na2SO4。
(4)过氧化钠虽然能够与盐酸反应生成盐和水,但同时还有氧气产生,所以它不属于碱性氧化物。
新知二 过氧化钠的强氧化性
1.强氧化性的五个表现
说明:
(1)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。
(2)遇H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
(3)遇还原性氧化物(即低价非金属氧化物),表现强氧化性,一般不生成氧气,而生成高价钠盐,如Na2O2+SO2===Na2SO4。
(4)遇最高价金属氧化物(酸酐)发生自身的氧化还原反应,有氧气生成,如2Mn2O7+2Na2O2===4NaMnO4+O2。
(5)无论是过氧化钠还是其他过氧化物,具有强氧化性、漂白性等特殊性质的根本原因是这些物质中都含有过氧键。
2.理解Na2O2强氧化性的两个角度
(1)从结构角度。Na2O2的结构中含有过氧键(—O—O—),含有过氧键结构的物质有较强的氧化性,以此类推,如H2O2、H2SO5(过硫酸,相当于H2O2中的一个H被—SO3H取代)、Na2S2O8(过二硫酸钠)中都有过氧键结构,都是很强的氧化剂。
(2)从化合价的角度。Na2O2中的氧元素为-1价,有很强的氧化性,能氧化一些常见的还原剂,如SO2、Fe2+、SO32-、HSO3-、H2S、S2-、I-。同时-1价的O也有还原性,如遇到强氧化剂KMnO4也可以被氧化成O2。
(1)过氧化钠是常用的工业漂白剂,但是不能用于食品的漂白;
(2)Na2O2既有氧化性又有还原性,但主要表现为氧化性。当遇到KMnO4等强氧化剂时,可表现出还原性,氧化产物为O2。
集训一 氧化钠与过氧化物
1.(2025•高一高一北京学业考试)下列关于过氧化钠的说法不正确的是( )
A.白色固体 B.能与水反应 C.能与二氧化碳反应 D.可用作供氧剂
【答案】A
【解析】A项,过氧化钠的物理性质为淡黄色固体,而非白色固体(氧化钠Na2O是白色),A错误;B项,过氧化钠与水反应生成NaOH和O2,方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,B正确;C项,过氧化钠与CO2反应生成Na2CO3和O2,方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,C正确;D项,过氧化钠可通过与水或CO2反应释放氧气,因此可用作供氧剂,D正确;故选A。
2.Na2O和Na2O2具有的相似的性质是 ( )
A.颜色 B.水溶液的酸碱性 C.氧化性 D.漂白性
【答案】D
【解析】Na2O为白色固体,不具有氧化性和漂白性;Na2O2为淡黄色固体,具有强氧化性,可用作漂白剂,A、C、D错误,二者均能和水反应生成NaOH,B正确。
3.下列不是Na2O和Na2O2的共同之处是( )
A.均是碱性氧化物 B.均能与水反应生成碱
C.阴阳离子的个数比均为1:2 D.均能与CO2反应生成Na2CO3
【答案】A
【解析】A项,过氧化钠属于过氧化物不属于碱性氧化物,A选;B项,过氧化钠和氧化钠都可以与水反应生成氢氧化钠,B不选;C项,氧化钠和过氧化钠的阴离子分别为O2-、O22-,阳离子为钠离子,故阴阳离子的个数比均为1:2,C不选;D项,氧化钠和过氧化钠均能与二氧化碳生成碳酸钠,D不选。故选A。
4.(2025•高一贵州黔西期中)下列对Na2O和Na2O2的叙述中错误的是( )
A.Na2O白色固体 B.Na2O2在呼吸面具中可作氧气的来源
C.都属于碱性氧化物 D.都能与水反应形成强碱溶液
【答案】C
【解析】A项,Na2O为白色固体,A正确;B项,Na2O2与CO2或H2O反应生成O2,可用于呼吸面具供氧,B正确;C项,Na2O属于碱性氧化物,但Na2O2与酸反应会生成O2(如2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑),不符合碱性氧化物定义,C错误;D项,Na2O与水生成NaOH,Na2O2与水生成NaOH和O2,两者溶液均为强碱性,D正确;故选C。
5.(2025•高一广东深圳期中)下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( )
A.等质量的Na2O2分别与足量H2O、CO2反应,生成O2的量相同
B.Na2O中的阴、阳离子数目之比为,Na2O2中的阴、阳离子数目之比为1:1
C.Na2O、Na2O2都能与酸反应,故都是碱性氧化物
D.Na2O2可用于自来水消毒
【答案】A
【解析】A项,根据反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2可知,等质量的Na2O2分别与足量H2O、CO2反应,生成的氧气的量相同,A正确;B项,Na2O2中的阴离子是O22-、阳离子是Na+,故其中阴、阳离子数目之比为1∶2,B错误;C项,Na2O2能与酸反应,但不仅仅生成盐和水,且发生氧化还原反应,故不是碱性氧化物,Na2O2是过氧化物,C错误;D项,因过氧化钠与水反应生成强碱,故不能用于自来水消毒,D错误;故选A。
6.(2025•高一广西玉林期中)用下图所示装置进行实验(其中E收集生成的O2),证明过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中做供氧剂。下列说法正确的是( )
A.C中的反应每转移0.4mol电子,产生0.1molO2
B.在B、C之间最好加装一个装有浓硫酸的洗气瓶
C.可用稀硫酸代替稀盐酸制备CO2
D.D装置的作用是除去CO2
【答案】D
【解析】制取CO2时选用石灰石(大理石)与稀盐酸反应,盐酸是挥发性酸,因此生成气体中会混有少量的氯化氢气体,用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2气体中氯化氢气体。C装置中过氧化钠与CO2反应产生O2, D中加入NaOH溶液除去未反应的CO2气体;E装置用排水法收集氧气。A项,C装置中Na2O2和H2O、CO2反应生成O2,该过程中O元素由-1价上升到0价,C中的反应每转移0.4mol电子,产生0.2molO2,A错误;B项,二氧化碳和水蒸气都可以和过氧化钠反应生成氧气,而且人呼出的气体中既有二氧化碳又有水蒸气,故不用在B、C装置之间加装有浓硫酸的洗气瓶,B错误;C项,稀硫酸和碳酸钙反应生成硫酸钙是微溶的,会覆盖在碳酸钙表面阻止反应进行,不能用稀硫酸代替稀盐酸制备CO2,C错误;D项,由分析可知,D中加入NaOH溶液除去未反应的CO2气体,D正确;故选D。
集训二 过氧化钠性质探究
7.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
【答案】C
【解析】A项,过氧化钠化合价即升高又降低,Na2O2既表现出氧化性又表现还原性,错误;B项,过氧化钠化合价即升高又降低,Na2O2既表现出氧化性又表现还原性,错误;C项,过氧化钠化合价降低,所以只表现出氧化性,正确;D项,过氧化钠化合价只升高,只表现出还原性,错误。
8.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
【答案】D
【解析】反应Na2O2+SO2=Na2SO4,Na2O2的作用是只作氧化剂;A项,Na2O2既做氧化剂又做还原剂,不符合题意;B项,Na2O2既做氧化剂又做还原剂,不符合题意;C项,反应为非氧化还原反应,不符合题意;D项,Na2O2只做氧化剂,符合题意。
9.某化学兴趣小组在学校科技节活动中表演了“滴水生火”的小魔术。如图所示,在坩埚上放一小团脱脂棉,在里面裹入一种淡黄色的化合物,用胶头滴管滴几滴水,一会儿脱脂棉会燃烧起来。下列说法正确的是( )
A.该淡黄色化合物为Na2O
B.由“滴水生火”的小魔术可以得出有氢气生成
C.由“滴水生火”的小魔术可以得出该反应放热
D.为了更清楚地观察现象,需要近距离俯视坩埚
【答案】C
【解析】该淡黄色化合物为Na2O2,A项错误;着火的条件需同时满足①可燃物、②氧气(助燃)、③达到着火点,由“滴水生火”的小魔术可得出该反应放热,无法确定气体,B项错误;根据选项B分析可知,该反应放热,C项正确;该魔术需戴护目镜,不可近距离俯视坩埚,D项错误。
10.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
【答案】A
【解析】A项,②中的离子方程式为2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑,生成的是O2,错误;B项,Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2,NaOH是碱,遇酚酞变红,正确;C项,④中红色褪去,可能原因是Na2O2与H2O反应生成的H2O2具有氧化性,能氧化有色物质,漂白褪色,正确;D项,H2O2在MnO2催化下分解生成H2O和O2,即验证Na2O2与H2O反应生成了H2O2,正确。
一、选择题
1.(2025•高一浙江温州期中)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
【答案】B
【解析】A项,Na2O与水或CO2反应不能产生氧气,不能用于呼吸面具作为O2来源,错误;B项,Na2O2与水或CO2反应能产生氧气,能用于呼吸面具作为O2来源,正确;C项,NaCl不能产生氧气,错误;D项,Na2CO3与水、CO2反应不能产生氧气,不能用于呼吸面具作为O2来源,错误。
2.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
【答案】C
【解析】该反应中,Na2O2中-1价氧元素,部分升高到0价,转化为O2,部分化合价降低到-2价,转化为Na2CO3,故Na2O2既是氧化剂又是还原剂,故选C项。
3.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
【答案】C
【解析】A项,Na2O2与H2O、CO2反应均可产生O2,Na2O2可用作潜水艇的供氧剂正确;B项,Na2O2是淡黄色固体,正确;C项,Na2O2由Na+与O22-构成,阳离子与阴离子个数比为2∶1,错误;D项,在空气中加热时,Na2O与O2反应生成Na2O2,正确。
4.(2025•高一上海期中)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中的氧元素之间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。
5.下列关于Na2O和Na2O2说法正确的是( )
A.Na2O2和Na2O长期置于空气中,最终产物相同
B.Na2O2固体含有阴阳离子数目比为1∶1
C.Na与少量O2反应制得Na2O,Na与过量O2反应制得Na2O2
D.两者都能与酸反应生成盐和水,都属于碱性氧化物
【答案】A
【解析】Na2O2和Na2O长期置于空气中,会和空气中的二氧化碳、水反应,最终产物均为碳酸钠,A项正确;一个Na2O2含有2个Na+和一个O22-,故Na2O2固体中阴阳离子数目比为1∶2,B项错误; Na与O2反应产物取决于反应条件,与氧气的多少无关,常温下反应生成Na2O,加热或点燃的条件下生成Na2O2,C项错误; Na2O与酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物,Na2O2与酸反应生成盐、水和氧气,不属于碱性氧化物,D项错误。
6.向一定量的饱和NaOH溶液中加入少量Na2O2固体,恢复到原温度时,下列说法正确的是( )
A.溶液中的Na+增多 B.溶液的碱性增强 C.溶质的质量分数不变 D.溶液的质量不变
【答案】C
【解析】加入少量Na2O2固体后发生反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,该反应消耗水,生成NaOH,溶质增加,溶剂减少,因此恢复到原温度时溶液中有NaOH析出,仍为饱和溶液。溶液中的Na+减少,A项错误;溶液仍为饱和溶液,碱性不变,B项错误;溶液仍为饱和溶液,溶质的质量分数不变,C项正确;溶液的质量减小,D项错误。
7.对于反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,下列说法中正确的是( )
A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂 B.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
C.该反应中电子转移的数目为4e- D.每有18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重4 g
【答案】B
【解析】在Na2O2与H2O的反应中,Na2O2中-1价氧元素原子之间发生电子转移,Na2O2既是氧化剂又是还原剂;电子转移的数目为2e-;根据原子守恒,固体增重质量等于参加反应水中氢原子的质量,即18 g H2O参加反应,固体增重2 g。
8.(2025•高一浙江期中)有关Na2O2和Na2O的说法不正确的是( )
A.两者的阳、阴离子个数比均为2:1
B.Na2O2与水反应生成NaOH,Na2O2是碱性氧化物
C.Na2O2加入到滴有酚酞的水中,溶液会出现先变红后褪色现象
D.Na2O2和Na2O久置在空气中,最终都变为Na2CO3
【答案】B
【解析】A项,Na2O由Na+和O2−构成,Na2O2由Na+和O22-构成,二者阳、阴离子个数比均为2:1,A正确;B项,碱性氧化物是能与酸反应只生成盐和水的氧化物。Na2O2与水反应除生成NaOH外,还生成O2,化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,不符合碱性氧化物定义,所以Na2O2不是碱性氧化物,B错误;C项,Na2O2加入到滴有酚酞的水中,Na2O2先与水反应生成NaOH,溶液呈碱性,酚酞变红;但Na2O2具有强氧化性,能将有色物质漂白,所以溶液会褪色,C正确;D项,Na2O久置在空气中,先与水反应生成NaOH,NaOH再与空气中CO2反应生成Na2CO3 ;Na2O2久置在空气中,与CO2反应生成Na2CO3和O2(2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2),最终都变为Na2CO3 ,D正确;故选B。
9.某同学用下图装置证明过氧化钠可做呼吸面具中的供氧剂,下列说法不正确的是( )
A.装置B中盛放的液体为浓硫酸
B.装置C发生的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
C.装置D中NaOH溶液的作用是除去多余的CO2
D.将E中试管收集的气体可使带有火星的木条复燃
【答案】A
【解析】由实验装置图可知,装置A中稀盐酸与大理石反应制备二氧化碳,装置B中盛有的饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中混有的氯化氢气体,装置C中盛有的过氧化钠与二氧化碳和水蒸气反应生成氧气,装置D中氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化碳,装置E为排水集气法收集反应生成的氧气。A项,由分析可知,装置B中盛有的饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中混有的氯化氢气体,防止氯化氢与过氧化钠反应,干扰实验,故A错误;B项,装置C发生的反应为过氧化钠与二氧化碳和水蒸气反应生成氧气,反应中氧元素即被氧化又被还有,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,故C正确;C项,由分析可知,装置D中氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化碳,故C正确;D项,由分析可知,装置E为排水集气法收集反应生成的氧气,氧气可使带有火星的木条复燃,故D正确;故选A。
10.对Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体的反应来说,下列说法错误的是( )
A.只要参加反应的Na2O2一定,反应生成的氧气就一定
B.只要CO2和H2O(g)的总的物质的量一定,反应所消耗的Na2O2的量就一定
C.只要气体的总物质的量一定,反应中所转移的电子的物质的量就一定
D.只要混合气体的总物质的量一定,固体所增加的质量就一定
【答案】D
【解析】根据Na2O2与CO2、H2O(g)反应的化学方程式,由于两个反应中Na2O2与O2的物质的量之比都为2∶1,所以A正确;两个反应中:2Na2O2~2H2O(g),2Na2O2~2CO2,所以B正确;根据上面方程式中的电子转移情况知选项C也正确;根据反应方程式知,CO2、H2O与Na2O2反应时,固体增加的质量为“CO2”中“CO”的质量和“H2O”中“H2”的质量,所以当物质的量固定的混合气体中CO2气体所占的比例大时,固体增加的质量大,当H2O所占的比例大时,固体所增加的质量较小,则D错误。
11.某小组欲测定Na2O2与呼出气体反应后的混合物中剩余Na2O2的质量分数,下列方案中,合理的是( )
A.取a克混合物与足量水充分反应,加热,收集到标准状况下bL干燥气体
B.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克
C.取a克混合物与足量BaCl2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得到b克固体
D.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体
【答案】A
【解析】Na2O2能与人体呼出气体中的CO2、H2O反应,则混合物固体中共含有Na2CO3、NaOH、Na2O2三种物质。a克混合物中只有Na2O2能与水反应,标准状况下bL的干燥气体即Na2O2与水反应生成的氧气,那么可以通过氧气的量来计算Na2O2的质量,进而确定Na2O2的质量分数,A项符合题意; a克混合物中的Na2CO3、NaOH、Na2O2均能与稀硫酸反应,逸出气体有CO2、O2、H2O(g),碱石灰能吸收CO2和H2O(g),H2O(g)的质量无法确定,故不能通过增重的b克进行计算,B项不符合题意; a克混合物中的Na2CO3与BaCl2溶液反应生成b克BaCO3,只能根据b克算出Na2CO3的质量,无法进一步求算Na2O2的质量分数,C项不符合题意;取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到的b克固体为氯化钠,无法进一步求算Na2O2的质量分数,D项不符合题意。
12.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↓
【答案】C
【解析】根据转化关系,气体B与金属单质反应生成淡黄色固体X,可推知X为Na2O2,而气体B为O2,金属单质为Na,因此反应②为2Na+O2Na2O2,无色液体A与Na2O2反应可得到O2和Y溶液,且Y溶液与CuSO4溶液反应生成蓝色沉淀,可推知无色液体A为H2O,Y为NaOH溶液,则反应①为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,反应③为2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4,反应④为Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O。A项,根据上述分析可知,气体B为O2,反应②为2Na+O2Na2O2,金属单质Na燃烧时火焰黄色,正确;B项,反应③为2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4,反应④为Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O,两个反应均为两个化合物相互交换成分的反应,属于复分解反应,正确;C项,由上述分析,反应①为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,错误;D项,反应③为2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4,根据拆分规则,得到离子方程式为Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,正确。
13.某实验小组通过图所示实验探究Na2O2与水的反应。
下列说法错误的是
A.③中溶液变红,说明溶液显碱性
B.④中现象说明溶液吸收空气中CO2后变为酸性
C.⑤中现象说明溶液中有H2O2
D.Na2O2与水总反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
【答案】B
【解析】过氧化钠与水反应生成氧气,②中产生大量气泡,气泡消失后向②中滴入酚酞溶液,酚酞变红,说明有碱性物质生成,轻微振荡后颜色消失,说明生成了强氧化性的物质,溶液褪色。③中溶液变红,说明有碱性物质生成,溶液显碱性,A项正确;④中现象说明说明生成了强氧化性的物质漂白溶液,使溶液褪色,B项错误;加入MnO2后产生气泡说明发生了MnO2催化了H2O2分解的反应,故⑤中现象说明溶液中有H2O2,C项正确;根据上述实验过程可知,Na2O2与水反应过程为Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2、2H2O2O2↑+2H2O,故Na2O2与水总反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,D项正确。
二、非选择题
14.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。
【答案】(1)CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
(2)①除去CO2中的HCl ②HCO3-+H+=H2O+CO2↑
(3)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
(4)除去CO2
(5)使带火星的木条复燃
【解析】(1)实验室用稀盐酸与大理石反应制取CO2,生成氯化钙和二氧化碳、水,离子方程式为CaCO3+2H+/=Ca2++H2O+CO2↑;(2)制得的CO2中混有HCl,HCl和NaHCO3反应生成氯化钠、二氧化碳、水,通过饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl,所以B装置的作用是除去CO2中的HCl,反应的离子方程式是HCO3-+H+=H2O+CO2↑;(3)从B装置中出来的CO2中含有水蒸气,通过C装置时CO2、H2O均能与Na2O2反应产生氧气,反应方程式分别为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;(4)该实验的目的是验证过氧化钠能做供氧剂,检验反应有氧气生成,需要除去氧气中的二氧化碳,所以D装置中盛放NaOH溶液的作用是除去CO2;(5)氧气能使带火星的木条复燃,若该气体能使带火星的木条复燃,证明过氧化钠可做供氧剂。
15.(2025•高一广东广州期中)为探究过氧化钠与H2O和CO2的反应,设计了如图实验。已知Na2O2与HCl气体能发生反应,请回答下列问题。
(1)连接好装置,加药品前需要进行的操作是 。
(2)装置A中发生的化学反应方程式是 。
(3)检验装置E中收集的气体方法是 。
(4)为探究反应后固体组成,待装置C中固体由淡黄色完全变为白色,将该固体溶于水并进行如下操作:
实验步骤
实验现象
实验结论
I.取少量溶液于试管中,加入足量氯化钡溶液,静置
产生白色沉淀
①固体中含有 。
Ⅱ.取适量I的上层清液于试管中,向其中滴加少量氯化铜溶液
产生蓝色沉淀
②固体中含有 。
③写出装置C中发生反应的化学方程式 、 。
【答案】(1)检查装置气密性
(2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)将带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃
(4) Na2CO3 NaOH 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
【解析】为探究过氧化钠与H2O和CO2的反应,用大理石和稀盐酸反应制备CO2,由于稀盐酸易挥发,制备的CO2含有HCl气体,所以饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl气体,C装置中过氧化钠与H2O和CO2发生反应产生氧气,D装置除去过量的CO2,E装置收集产生的氧气。
(1)该装置要探究过氧化钠与H2O和CO2的反应,所以加药品前需要进行的操作是检查装置的气密性;
(2)装置A为CO2发生装置,发生的反应为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(3)装置E中收集到的气体为氧气,所以检验方法为将带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃;
(4)①取少量溶液于试管中,加入足量氯化钡溶液产生白色沉淀,该白色沉淀为BaCO3,固体中含有Na2CO3;②取适量I的上层清液于试管中,向其中滴加少量氯化铜溶液产生蓝色沉淀,该沉淀为Cu(OH)2,固体中含有NaOH;③装置C中发生的反应为过氧化钠与H2O和CO2的反应。
16.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_______。
【答案】(1)检查装置的气密性
(2)圆底烧瓶
(3)①Na2O+H2O=2NaOH ②2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ③b ④b
(4)78%
【解析】(1)在进行定量分析时,一定要确保生成气体质量的准确,所以装置不能漏气,也就是实验前,应检查装置的气密性;
(2)仪器A是一个圆底的烧瓶,其名称为圆底烧瓶;
(3)仪器A中的物质为Na2O、Na2O2,二者都能与水反应,发生反应的化学方程式为Na2O+H2O=2NaOH、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;其中2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑属于氧化还原反应,在此反应中,Na2O2中所含氧元素化合价一部分升高、一部分降低,所以Na2O2既是氧化剂又是还原剂。答案为:Na2O+H2O=2NaOH;2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;b;b;
(4)m(O2)=0.16 g,根据方程式:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
2×78 32
x 0.16 g
= 解之x=0.78 g,则该样品的纯度为×100%=78%。
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