第06讲 钠及钠的氧化物-【暑假弯道超车】2025年新高一化学暑假提升精品讲义(人教版2019)
2025-06-10
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2份
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52页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第一节 钠及其化合物 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 钠,氧化钠,过氧化钠 |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.74 MB |
| 发布时间 | 2025-06-10 |
| 更新时间 | 2025-06-10 |
| 作者 | 慕白舒然 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-06-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52521057.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第06讲钠及钠氧化物
学习目标
提前掌握本节核心知识,为开学学习打好基础。
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
新知预习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
考点精析
结合例题解析高频考点,掌握解题思路,减少开学后学习压力。
分层作业
基础达标:确保核心知识掌握,建立信心。
过关检测:提升应用能力,衔接开学后学习。
1.根据钠的保存、取用以及钠与水反应的现象,认识钠的物理性质。
2.根据钠的原子结构特点及氧化还原反应原理,结合有关实验,理解钠的化学性质。
3.依据钠的性质,认识其保存方法及在生产中的应用。
4.根据碱性氧化的通性,理解氧化钠的化学性质。
5.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。
6.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。
一.钠的原子结构及存在
1.结构特点:钠原子结构示意图: ,最外层只有 个电子。
2.性质:在化学反应中很容易 这个电子,所以钠的化学性质非常活泼,表现出很强的 性。
3.存在:以 态存在,如:NaCl、Na2CO3、Na2SO4等。
二.钠的物理性质
1.实验探究——【实验2-1】
实验装置
实验原理
4Na+O2===2Na2O;
实验用品
钠;滤纸、小刀、镊子、表面皿
实验步骤
用镊子取一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油后,用刀切去一端的外皮,观察钠的表面的光泽和颜色,并注意新切开的钠的表面所发生的变化
实验现象
用小刀可以很轻松地切开金属钠,切口处可观察银 ,暴露在空气中很快 。
实验结论
钠是 金属,硬度 ,熔点 。常温条件下与O2都容易发生反应,说明钠比铁、铝、镁等活泼得多。
实验说明
①钠暴露在空气中很快变暗,这是因为钠迅速被空气中的氧气氧化而生成了 。
这一实验不仅说明钠具有银白色金属光泽,质软,而且极易被空中的氧气氧化。
②钠通常保存在 中,防止与氧气、水等反应。
③未用完的钠必须放回原试剂瓶。
2.钠的物理性质
(1)颜色状态: 色固体;
(2)硬度:很 ,可以用小刀切,剩余的钠要 ;
(3)密度:比水的 ,而比煤油的 ,比酒精的 ;
(4)熔点:比较 ,原因: 。
三.钠的化学性质
1.实验探究——【实验2-2】
条件
加热
实验装置
实验步骤
将一个干燥的坩埚加热,同时切取一块绿豆大的纳,迅速投到热坩埚中。继续加热坩埚片刻,待纳熔化后立即撤掉酒精灯,观察现象。
实验现象
钠受热后先熔化成闪亮的 ,然后与氧气剧烈反应,发出 ,生成一种 。
结论
①加热时: 。
②稳定性:Na2O2 Na2O。
实验说明
钠在空气中燃烧生成的淡黄色固体是
分析解读
钠与氧气在常温下反应,生成的物质为氧化钠,在加热时,生成过氧化钠,为什么反应物相同,产物却不同呢?
这是因为反应条件不同,生成的产物不同。即反应条件对反应结果有影响。因此,在化学方程式的书写中,要注意反应条件,并遵守客观事实。
2.钠的化学性质
(1)与非金属单质(如O2、Cl2、S、H2)的反应
O2
常温
4Na+O2=2Na2O 固体
加热
2Na+O2Na2O2 固体
Cl2
2Na+Cl22NaCl (产生 火焰,生成 )
S
2Na+S=Na2S (研磨时容易 )
H2
2Na+H22NaH(金属氢化物中,氢为 价)
(2)与水反应
①实验探究——【钠与水的反应】
实验装置
实验原理
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
实验用品
钠、水、酚酞溶液;滤纸、小刀、镊子、表面皿、烧杯。
预测产物
氢氧化钠和氢气
实验步骤
在烧杯中加一些水,滴入几滴酚酞溶液,然后把一小块钠投入水中。你看到什么现象?
实验现象和分析及结论
实验现象
分析及结论
浮——
钠的密度比水的
熔——
钠与水反应放出 ,钠的熔点
游——
生成的气体推动钠球在水水面上迅速 ,球周围有水雾出现,
响——
钠与水剧烈反应,有时可能有火花或伴有爆鸣声
红——加入酚酞的溶液颜色
反应生成的产物呈
实验结论
钠的密度比水 ,反应放热且钠的熔点 ,反应剧烈,产生H2和NaOH。
实验说明
①钠通常保存在 中,防止与氧气、水等反应。
②未用完的钠必须放回 。
③金属钠着火,不能用 灭火,必须用 来灭火。
②钠与水反应剧烈,生成 ,化学方程式是 ,还原剂: ,氧化剂: 。离子方程式为 。
(3)与酸反应
a.钠先与酸中的H+反应(不是与 先反应),离子方程式: 。
b.如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与 反应。
(4)与盐反应
a.与熔融盐反应:在熔融状态下,金属钠能将不活泼金属从盐中 出来,
如:4Na+TiCl4 ,Na+KCl (制取金属钾,因为钾的沸点比钠的沸点低,使钾成为蒸汽而逸出)
b.与盐溶液反应
①投入NaCl溶液中,只有 放出
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
若投入饱和NaCl溶液中,有H2放出,还有 晶体析出(温度不变)
②投入NH4Cl溶液中有 和 逸出
2Na+2NH4Cl===2NaCl+H2↑+2NH3↑
③投入CuSO4溶液中有H2逸出和 沉淀生成
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
总反应: 。
(5)钠与酸、碱、盐溶液反应的实质
物质类别
反应分析
酸
①钠与酸反应时先与酸中的 反应,如2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
②如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与 反应
碱
钠与碱溶液反应其实质是 的反应
盐
钠与盐溶液反应时先与 反应,如果盐能与NaOH反应,则会发生复分解反应,如Na与CuSO4溶液的反应
四.钠的制取及保存
1.工业制取:
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钠的工业方法,其反应原理是: 。
目前,世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法,少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。
2.保存:
(1)工业:大量的钠要用 或者其他物质封存,保存于 内,充 密封;
(2)实验室:密封保存,通常保存在 或 中,钠易与空气中的O2、H2O反应,且钠的密度比煤油的密度大,不与煤油反应,故通常将少量钠保存在 中,大量钠保存在 中。
五.钠的用途
1. 可用于原子反应堆的导热剂。
2.钠单质用作电光源,制作 。
3.钠单质冶炼某些金属:钠能与钛、锆、铌、钽等氯化物(熔融)发生置换反应,金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如 。
4.钠单质用作 。
【特别提醒】
1.钠燃烧时不能用水灭火,应用沙土盖灭。
2.取用金属钠时,用镊子夹取金属钠,用滤纸擦干表面的煤油,放在洁净干燥的玻璃片上用小刀切割,不能用手直接接触金属钠,并且将剩余的钠放回原试剂瓶中保存。
3.钠与溶液反应的共同现象
①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游动直至反应完全;④响:反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。若溶液中H+浓度较大,与水相比反应更加剧烈,最后钠可能在液面上燃烧。
4.钠性质的巧记口诀:银白轻低软,传导热和电;遇氧产物变,遇氯生白烟;遇水记五点,浮熔游响红;遇酸酸优先,遇盐水在前。
5.考虑钠与酸、碱、盐的水溶液反应时,要注意Na与水反应的同时,生成的NaOH还可能继续与部分溶质反应。
6.对钠与酸反应的计算问题,勿忽略Na若过量还可与H2O反应。
六、钠的氧化物
【思考与讨论】p35参考答案:
(1)Na2O是白色固体,Na2O2是淡黄色固体。
(2)Na2O+H2O=2NaOH
1、氧化钠
(1)物理性质:白色粉末状固体。
(2)化学性质:
碱性氧化物通性
化学方程式
与水反应
Na2O+H2O=
与酸性氧化物反应
Na2O+CO2= Na2O+SO3=
与酸反应
Na2O+2HCl= Na2O+H2SO4=
2、过氧化钠
(1)物理性质: 色粉末状固体。
(2)实验探究——【实验2-3】Na2O2与水的反应实验
实验装置
→→
实验原理
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
实验用品
水、过氧化钠固体、pH试纸;试管、木条、试管。
实验步骤
把1-2mL水滴入盛有1-2g过氧化钠固体的试管中,立即把带火星的木条放在试管口,检验生成的气体。用手轻轻摸一摸试管外壁,有什么感觉?用pH试纸检验溶液的酸碱性。
实验现象
试管中有大量气泡产生,带火星的木条 。用手轻摸试管外壁,感觉试管壁温度 。pH试纸测得溶液呈 性,且pH试纸 。
实验结论
过氧化钠与水反应产生 O2 和碱性物质,同时 ,过氧化钠有 性。
实验说明
①Na2O2、H2O2 有强 性、 性,可 ,也可使有机色素(酸碱指示剂、花草等) 。
②可向反应后的溶液中加入少量 MnO2,产生使带火星的木条复燃的气体,证明反应后的溶液中还有没分解完全的 。
③可以利用 Na2O2 与水或 H2O2 与 MnO2 反应制备少量氧气。
【特别提醒】
Na2O2使pH试纸先变蓝后褪色的原因:将Na2O2投入滴有水中,Na2O2与水反应生成NaOH,使pH试纸先变蓝;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pH试纸氧化褪色。
(3)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 ,还原剂是 。
②与CO2反应:,反应中氧化剂是 ,还原剂是 。
③与酸反应: ,反应中氧化剂是 ,还原剂是
(4)用途:呼吸面具或潜水艇中做 剂,Na2O2是一种强氧化剂,具有 性,能使某些有色物质褪色,做 剂。
3.氧化钠与过氧化钠的比较
Na2O
Na2O2
电子式
氧元素化合价
-1
色、态
固体
固体
阴、阳离子个数比
是否为碱性氧化物
与水反应
Na2O+H2O=
2Na2O2+2H2O=
与CO2反应
Na2O+CO2=
2Na2O2+2CO2=
与盐酸反应
Na2O+2HCl=
2Na2O2+4HCl=
用途
氧化剂、供氧剂、漂白剂
4.认识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 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 性,一般不生成 ,而生成 钠盐,如Na2O2+SO2=== 。
④遇 金属氧化物(酸酐)发生 的氧化还原反应,有 生成,如2Mn2O7+2Na2O2===4NaMnO4+O2。
⑤无论是过氧化钠还是其他过氧化物,都具有 性、 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 价,有很强的 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 性,如遇到强氧化剂KMnO4也可以被氧化成 。
【特别提醒】
(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;
(3)Na2O2遇到CO2、H2O、H+发生自身氧化还原反应。Na2O2既是氧化剂又是还原剂,且1 mol Na2O2转移的电子是1 mol而不是2 mol。
(4)Na2O、Na2O2中阴、阳离子个数比均为1∶2。
(5)Na2O2与H2O、CO2的反应规律
电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
气体体积变化关系
若CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量是原气体体积的,等于生成氧气的量,ΔV=V(O2)=V
固体质量变化关系
CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”,所以固体增加的质量Δm(CO2)=28 g·mol-1×n(CO2)、Δm(H2O)=2 g·mol-1×n(H2O)
考点一 钠的物理性质和用途
【例1】下列关于钠的叙述中不正确的是
A.密度比水小 B.保存在煤油中
C.质地坚硬 D.钠与水反应放热且钠的熔点低
【变式1-1】下列说法正确的是
A.海水中的钠元素以单质形式存在
B.钠与O2反应时仅生成Na2O
C.钠在氧气中燃烧比在空气中更剧烈
D.从煤油中取出钠块,表面呈光亮的银白色金属光泽
【变式1-2】进行化学实验必须注意安全,下列说法不正确的是
A.金属钠着火时,可立即用干燥的沙土覆盖
B.少量浓硫酸沾在皮肤上,立即用氢氧化钠溶液冲洗
C.洒在桌面上的酒精燃烧,立即用湿抹布盖灭
D.温度计不慎打破,散落的水银应用硫粉处理后收集
考点二 钠的化学性质
【例2】将一小块金属钠放入盛有水(滴有酚酞溶液)的烧杯中观察现象,下列说法错误的是
A.钠会熔化成光亮的小球 B.烧杯中溶液逐渐变红
C.钠会沉在烧杯底部 D.钠会发出嘶嘶的声音,并四处游动
【变式2-1】将一小块金属钠投入到CuSO4溶液中,不可能观察到的现象是
A.溶液中有蓝色Cu(OH)2生成 B.有H2生成
C.有红色物质Cu析出 D.钠熔成小球浮游在液面上
【变式2-2】下列关于钠的描述中,不正确的是
A.钠燃烧时发出黄色的火焰
B.钠燃烧时生成的是白色的过氧化钠
C.钠具有很强的还原性,钠元素通常以化合态存在
D.钠与硫酸铜溶液反应,不能置换出铜
考点三 氧化钠和过氧化钠物理性质和用途
【例3】下列有关钠及其化合物的说法正确的是
A.NaCl用作食品调味剂 B.取用金属钠后,剩余的钠不能放回原瓶
C.属于碱性氧化物 D.为淡黄色固体
【变式3-1】下列关于和的叙述正确的是
A.都具有漂白性 B.投入水中,水溶液都呈碱性
C.常温下都为淡黄色固体 D.都是碱性氧化物
【变式3-2】下列关于钠及其化合物的说法不正确的是
A.钠燃烧时发出黄色的火焰
B.是白色固体
C.中阳离子与阴离子的个数之比为2:1
D.是碱性氧化物
考点四 氧化钠和过氧化钠化学性质
【例4】下列反应的离子方程式书写正确的是
A.过氧化钠与水的反应:
B.钠与水反应
C.溶液与溶液反应:
D.氢氧化钠溶液与过量的碳酸氢钙溶液反应:
【变式4-1】下列关于Na2O和Na2O2的对比,叙述不正确的是
A.均为碱性氧化物 B.阴、阳离子个数比均为1:2
C.加入硫酸铜溶液,均有沉淀产生 D.将Na2O和Na2O2加入石蕊溶液中,现象不同
【变式4-2】向过氧化钠与水反应后的溶液中滴加2滴酚酞试液,溶液先变红后褪色。为了探究其原因,进行下图三个实验。实验①取反应后溶液加入二氧化锰后迅速产生大量气体,使带火星的木条复燃;实验②溶液变红,且不褪色:实验③通入氧气,溶液红色不褪去。下列说法不正确的是
A.实验①中发生的反应是氧化还原反应
B.实验①证明过氧化钠与水反应需要作催化剂
C.实验②③证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气
D.由上述实验可知:过氧化钠与水混合有这个反应发生
基础达标
1.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。其中描述正确的是
A.①② B.①②③ C.①③ D.①④⑤
2.下列物质的性质与用途具有对应关系的是
A.有强氧化性,可用作漂白剂
B.Na有导电性,可用于制备Ti
C.NaOH显碱性,可用作干燥剂
D.受热易分解,可用于治疗胃酸过多
3.关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是
A.长期放置在空气中的最终产物相同 B.都能与二氧化碳、水反应产生氧气
C.所含氧元素的化合价都为-2价 D.阴、阳离子的个数比都为2:1
4.下列有关钠的化合物的说法正确的是
A.Na2O2是白色固体 B.溶液呈碱性
C.是淡黄色固体 D.在氧气中燃烧生成
5.下列关于金属钠的叙述中,说法正确的是
A.少量的钠保存在酒精中 B.钠的密度比水小
C.钠是银白色金属,硬度大,熔点高 D.钠着火时可以用泡末灭火剂扑灭
6.下列物质在 O2中燃烧,产生淡黄色固体的是
A.钠 B.镁条 C.铁丝 D.木炭
7.将一小块钠投入到的稀溶液中,以下对实验现象及分析的描述中最恰当的是
A.钠浮在溶液的表面上四处游动,溶液变红色,有无色气体放出
B.钠与溶液剧烈反应,溶液里有红褐色沉淀生成,有无色气体放出
C.Na快速溶解,溶液里有黑色固体析出,有无色气体放出、
D.钠迅速消失,溶液里有无色气体逸出,反应结束时,溶液质量增加
8.下列物质加入足量稀盐酸中,无气泡生成的是
A.Na B.Na2O2 C.Na2CO3 D.Na2O
9.Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2,下列说法正确的是
A.Na2O2中O元素的化合价为-2价 B.Na原子的结构示意图为
C.O2与O3互为同素异形体 D.Na2O2是碱性氧化物
10.某实验小组通过下图所示实验探究与水的反应,下列说法不正确的是
A.③中产生的大量气泡主要成分是氧气
B.②中充分振荡后,会逐渐溶解
C.⑤中溶液变红说明有碱性物质生成
D.通过以上实验证明了存在的反应
11.关于氧化钠和过氧化钠的性质比较中,正确的是
A.两者均为白色固体
B.氧化钠比过氧化钠稳定
C.过氧化钠可与水及二氧化碳反应,而氧化钠则不能
D.两者都是金属氧化物
12.已知:是一种含有10个中子的氧原子,可用于示踪反应过程中氧原子的去向。和分别代装含有的二氧化碳和氧气分子。下列关于过氧化钠(,不含)的叙述中,不正确的是
A.是一种淡黄色固体
B.阴,阳离子个数比为1:2
C.能与反应生成
D.可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
13.下列关于和的叙述正确的是
A.等质量的分别与足量、反应,生成的量相同
B.中的阴、阳离子数目之比为,中的阴、阳离子数目之比为
C.、都能与酸反应,故都是碱性氧化物
D.可用于自来水消毒
14.化学性质
(1)的化学性质
和的性质相似,都是典型的碱性氧化物。
与水反应: 。
与酸性氧化物反应: 。
与酸反应: 。
(2)的化学性质
①与水反应:
[实验探究]与水的反应
实验操作
实验现象
实验结论
带火星的木条 ,用手轻轻触摸试管外壁,较热,滴入酚酞,溶液变
与水反应放热,化学方程式为
②与反应:
与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。
15.某课外活动小组设计了如图所示的装置,验证二氧化碳与过氧化钠反应时需要与水接触。
【装置分析】
(1)装置①中反应的化学方程式是 。
(2)装置③中的试剂是 (填字母)。
a.饱和NaHCO3溶液 b.饱和Na2CO3溶液 c.浓硫酸 d. 饱和食盐水
【进行实验】
步骤1:打开旋塞K2,关闭K1,打开分液漏斗旋塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
步骤2:打开旋塞K1,关闭K2,打开分液漏斗旋塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
(3)步骤1和步骤2中,a处带火星的木条产生的实验现象分别是 、 。
(4)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是 。
【实验反思】
(5)有同学提出质疑:“上述实验不足以证明有水存在时过氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。”其理由是 。
过关检测
1.下列有关钠及其化合物的说法不正确的是
A.在实验室,通常把钠保存在煤油中 B.与反应的产物与反应条件无关
C.与反应生成 D.可以从熔融的中置换出
2.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
3.下列关于和的说法不正确的是
A.与水反应是氧化还原反应 B.均能与水反应生成碱
C.中阴阳离子的个数比为 D.均能与反应生成
4.有关钠及其化合物,下列叙述正确的是
A.金属钠着火,可用水或灭火器扑灭
B.金属钠投入坩埚中加热,放出淡黄色火花
C.金属钠投入右侧U形管中,其可能在煤油和水交界处上下跳动,直至消失
D.金属钠投入溶液中,有红色金属铜析出
5.以不同类别物质间的转化为线索,构建钠及其化合物的关系如下:
下列分析不正确的是
A.上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
B.反应③表明具有酸性氧化物的性质
C.利用反应④,可除去固体中混有的少量
D.反应⑤和反应⑥可应用于潜水艇中氧气的供给,反应中氧化剂都是
6.如图,某化学兴趣小组向溶液和溶液中分别加入适量的和。下列有关说法错误的是
A.该小组用到的研究方法有观察法、实验法、比较法
B.两支试管中的现象完全相同
C.溶液和溶液为同种分散系
D.左侧试管中的总反应为
7.某化学兴趣小组计划用如图所示的装置验证过氧化钠可以用做呼吸面具或者潜水艇中的供氧剂,相关装置如图,下列有关说法正确的是
A.A装置由大理石制取,分液漏斗中应加入稀硫酸
B.B用于除去气体中的杂质,可以选择用饱和食盐水
C.C中在反应中既做氧化剂,又做还原剂
D.E中大试管收集到的气体只有
8.关于金属钠说法正确的是
A.金属钠投入到三氯化铁溶液中,有气体和沉淀产生 B.自然界可存在少量的钠单质
C.金属钠长期置于空气中,最终变成Na2CO3·10H2O D.钠可从硫酸镁溶液中置换出大量的镁
9.某学习小组在实验室制取气体的过程中,不慎用到了浓盐酸,导致制得的气体中混有气体,他们设计了如下除去氯化氢气体并探究与过氧化钠()反应的实验,同时还可收集到。已知C中试剂过量,请回答下列问题:
(1)装置A中盛装的试剂为 (填化学式);
(2)写出B中与发生反应的化学方程式为 。
(3)装置C的作用是 ,写出C中发生反应的化学方程式 ;
(4)为确定反应后装置B硬质玻璃管中固体的成分,小组同学取适量反应后B中的固体于试管中,加入足量的蒸馏水溶解形成溶液M,无气泡产生,则该固体中不含 。
该小组同学继续进行探究。
(提出问题)反应后硬质玻璃管中固体的成分是什么?
(做出猜想)猜想一:,猜想二:和。
(5)(实验验证)小组同学取少量溶液M于试管中,向其中加入过量的 溶液。
A.氯化钡 B.氢氧化钠 C.氢氧化钡
若产生白色沉淀,过滤,向滤液中滴加几滴酚酞试液,溶液变红,则证明猜想二成立。根据此猜想,写出产生白色沉淀的化学反应方程式: 。
10.金属钠及其化合物在人类社会发展进程中起着重要的作用,请回答:
(1)现按图甲所示的方法,在室温时,向盛有饱和溶液的水槽中加入一小块金属钠。下列现象描述正确的是_____。
A.钠浮在液面上,并四处游动,最后消失
B.反应开始后,溶液由无色变红色
C.钠熔化成一个光亮的小球
D.恢复到室温时,烧杯底部有固体物质析出
(2)实验室利用如图所示的装置(夹持仪器略)研究潜水艇中供氧体系的反应原理。
①A装置为的制取装置,反应的离子方程式为 。
②D装置的作用是 。
③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。
(3)某研究小组将样品与过量水反应,待完全反应不再产生氧气后,得溶液。
查阅资料表明,与水反应还可生成。
若已知溶液可使酸性溶液褪色,同时放出氧气,完成并配平该反应的离子方程式: 。
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第06讲钠及钠氧化物
学习目标
提前掌握本节核心知识,为开学学习打好基础。
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
新知预习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
考点精析
结合例题解析高频考点,掌握解题思路,减少开学后学习压力。
分层作业
基础达标:确保核心知识掌握,建立信心。
过关检测:提升应用能力,衔接开学后学习。
1.根据钠的保存、取用以及钠与水反应的现象,认识钠的物理性质。
2.根据钠的原子结构特点及氧化还原反应原理,结合有关实验,理解钠的化学性质。
3.依据钠的性质,认识其保存方法及在生产中的应用。
4.根据碱性氧化的通性,理解氧化钠的化学性质。
5.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。
6.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。
一.钠的原子结构及存在
1.结构特点:钠原子结构示意图:,最外层只有 1个电子。
2.性质:在化学反应中很容易失去这个电子,所以钠的化学性质非常活泼,表现出很强的还原性。
3.存在:以化合态存在,如:NaCl、Na2CO3、Na2SO4等。
二.钠的物理性质
1.实验探究——【实验2-1】
实验装置
实验原理
4Na+O2===2Na2O;
实验用品
钠;滤纸、小刀、镊子、表面皿
实验步骤
用镊子取一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油后,用刀切去一端的外皮,观察钠的表面的光泽和颜色,并注意新切开的钠的表面所发生的变化
实验现象
用小刀可以很轻松地切开金属钠,切口处可观察银白色光泽,暴露在空气中很快变暗。
实验结论
钠是银白色金属,硬度小,熔点低。常温条件下与O2都容易发生反应,说明钠比铁、铝、镁等活泼得多。
实验说明
①钠暴露在空气中很快变暗,这是因为钠迅速被空气中的氧气氧化而生成了氧化钠。
这一实验不仅说明钠具有银白色金属光泽,质软,而且极易被空中的氧气氧化。
②钠通常保存在煤油中,防止与氧气、水等反应。
③未用完的钠必须放回原试剂瓶。
2.钠的物理性质
(1)颜色状态:银白色固体;
(2)硬度:很小,可以用小刀切,剩余的钠要放回原瓶;
(3)密度:比水的小,而比煤油的大,比酒精的大;
(4)熔点:比较低,原因:钠离子的比较大,电荷少,金属键弱,破坏金属键所需能量低。
三.钠的化学性质
1.实验探究——【实验2-2】
条件
加热
实验装置
实验步骤
将一个干燥的坩埚加热,同时切取一块绿豆大的纳,迅速投到热坩埚中。继续加热坩埚片刻,待纳熔化后立即撤掉酒精灯,观察现象。
实验现象
钠受热后先熔化成闪亮的小球,然后与氧气剧烈反应,发出黄色火焰,生成一种淡黄色固体。
结论
①加热时:2Na+O2Na2O2。
②稳定性:Na2O2>Na2O。
实验说明
钠在空气中燃烧生成的淡黄色固体是过氧化钠
分析解读
钠与氧气在常温下反应,生成的物质为氧化钠,在加热时,生成过氧化钠,为什么反应物相同,产物却不同呢?
这是因为反应条件不同,生成的产物不同。即反应条件对反应结果有影响。因此,在化学方程式的书写中,要注意反应条件,并遵守客观事实。
2.钠的化学性质
(1)与非金属单质(如O2、Cl2、S、H2)的反应
O2
常温
4Na+O2=2Na2O 白色固体
加热
2Na+O2Na2O2 淡黄色固体
Cl2
2Na+Cl22NaCl (产生黄色火焰,生成白烟)
S
2Na+S=Na2S (研磨时容易爆炸)
H2
2Na+H22NaH(金属氢化物中,氢为-1价)
(2)与水反应
①实验探究——【钠与水的反应】
实验装置
实验原理
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
实验用品
钠、水、酚酞溶液;滤纸、小刀、镊子、表面皿、烧杯。
预测产物
氢氧化钠和氢气
实验步骤
在烧杯中加一些水,滴入几滴酚酞溶液,然后把一小块钠投入水中。你看到什么现象?
实验现象和分析及结论
实验现象
分析及结论
浮——钠浮在水面上
钠的密度比水的小
熔——钠熔化成光亮的小球
钠与水反应放出热量,钠的熔点低
游——小球在水面上迅速游动
生成的气体推动钠球在水水面上迅速游动,球周围有水雾出现,
响——发生“嘶嘶”的响声,逐渐减小,最后消失
钠与水剧烈反应,有时可能有火花或伴有爆鸣声
红——加入酚酞的溶液颜色变红
反应生成的产物呈碱性
实验结论
钠的密度比水小,反应放热且钠的熔点低,反应剧烈,产生H2和NaOH。
实验说明
①钠通常保存在煤油中,防止与氧气、水等反应。
②未用完的钠必须放回原试剂瓶。
③金属钠着火,不能用水(或 CO2)灭火,必须用干燥的沙土来灭火。
②钠与水反应剧烈,生成NaOH,化学方程式是2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,还原剂:Na,氧化剂:H2O。离子方程式为2Na+2H2O===2Na++OH-+H2↑。
(3)与酸反应
a.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↑。
b.如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与水反应。
(4)与盐反应
a.与熔融盐反应:在熔融状态下,金属钠能将不活泼金属从盐中置换出来,
如:4Na+TiCl44NaCl+Ti,Na+KClNaCl+K↑(制取金属钾,因为钾的沸点比钠的沸点低,使钾成为蒸汽而逸出)
b.与盐溶液反应
①投入NaCl溶液中,只有H2放出
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
若投入饱和NaCl溶液中,有H2放出,还有NaCl晶体析出(温度不变)
②投入NH4Cl溶液中有H2和NH3逸出
2Na+2NH4Cl===2NaCl+H2↑+2NH3↑
③投入CuSO4溶液中有H2逸出和蓝色沉淀生成
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
总反应:2Na+CuSO4+2H2O===Na2SO4+H2↑+Cu(OH)2↓。
(5)钠与酸、碱、盐溶液反应的实质
物质类别
反应分析
酸
①钠与酸反应时先与酸中的H+反应,如2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
②如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与水反应
碱
钠与碱溶液反应其实质是钠与水的反应
盐
钠与盐溶液反应时先与水反应,如果盐能与NaOH反应,则会发生复分解反应,如Na与CuSO4溶液的反应
四.钠的制取及保存
1.工业制取:
金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的,2NaOH2Na+H2↑+O2↑,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钠的工业方法,其反应原理是:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
目前,世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法,少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。
2.保存:
(1)工业:大量的钠要用石蜡或者其他物质封存,保存于铁桶内,充氩气密封;
(2)实验室:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中,钠易与空气中的O2、H2O反应,且钠的密度比煤油的密度大,不与煤油反应,故通常将少量钠保存在煤油中,大量钠保存在石蜡中。
五.钠的用途
1.钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。
2.钠单质用作电光源,制作高压钠灯。
3.钠单质冶炼某些金属:钠能与钛、锆、铌、钽等氯化物(熔融)发生置换反应,金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如4Na+TiCl44NaCl+Ti。
4.钠单质用作强除水剂。
【特别提醒】
1.钠燃烧时不能用水灭火,应用沙土盖灭。
2.取用金属钠时,用镊子夹取金属钠,用滤纸擦干表面的煤油,放在洁净干燥的玻璃片上用小刀切割,不能用手直接接触金属钠,并且将剩余的钠放回原试剂瓶中保存。
3.钠与溶液反应的共同现象
①浮:钠浮在液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游动直至反应完全;④响:反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。若溶液中H+浓度较大,与水相比反应更加剧烈,最后钠可能在液面上燃烧。
4.钠性质的巧记口诀:银白轻低软,传导热和电;遇氧产物变,遇氯生白烟;遇水记五点,浮熔游响红;遇酸酸优先,遇盐水在前。
5.考虑钠与酸、碱、盐的水溶液反应时,要注意Na与水反应的同时,生成的NaOH还可能继续与部分溶质反应。
6.对钠与酸反应的计算问题,勿忽略Na若过量还可与H2O反应。
六、钠的氧化物
【思考与讨论】p35参考答案:
(1)Na2O是白色固体,Na2O2是淡黄色固体。
(2)Na2O+H2O=2NaOH
1、氧化钠
(1)物理性质:白色粉末状固体。
(2)化学性质:
碱性氧化物通性
化学方程式
与水反应
Na2O+H2O=2NaOH
与酸性氧化物反应
Na2O+CO2=Na2CO3 Na2O+SO3=Na2SO4
与酸反应
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O Na2O+H2SO4=Na2SO4+H2O
2、过氧化钠
(1)物理性质:淡黄色粉末状固体。
(2)实验探究——【实验2-3】Na2O2与水的反应实验
实验装置
→→
实验原理
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
实验用品
水、过氧化钠固体、pH试纸;试管、木条、试管。
实验步骤
把1-2mL水滴入盛有1-2g过氧化钠固体的试管中,立即把带火星的木条放在试管口,检验生成的气体。用手轻轻摸一摸试管外壁,有什么感觉?用pH试纸检验溶液的酸碱性。
实验现象
试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃。用手轻摸试管外壁,感觉试管壁温度升高。pH试纸测得溶液呈碱性,且pH试纸褪色。
实验结论
过氧化钠与水反应产生 O2 和碱性物质,同时放热,过氧化钠有漂白性。
实验说明
①Na2O2、H2O2 有强氧化性、漂白性,可杀菌消毒,也可使有机色素(酸碱指示剂、花草等)褪色。
②可向反应后的溶液中加入少量 MnO2,产生使带火星的木条复燃的气体,证明反应后的溶液中还有没分解完全的 H2O2。
③可以利用 Na2O2 与水或 H2O2 与 MnO2 反应制备少量氧气。
【特别提醒】
Na2O2使pH试纸先变蓝后褪色的原因:将Na2O2投入滴有水中,Na2O2与水反应生成NaOH,使pH试纸先变蓝;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pH试纸氧化褪色。
(3)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↑,反应中氧化剂是Na2O2,还原剂是Na2O2。
(4)用途:呼吸面具或潜水艇中做供氧剂,Na2O2是一种强氧化剂,具有漂白性,能使某些有色物质褪色,做漂白剂。
3.氧化钠与过氧化钠的比较
Na2O
Na2O2
电子式
氧元素化合价
-2
-1
色、态
白色固体
淡黄色固体
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
是否为碱性氧化物
是
不是
与水反应
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=2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
用途
氧化剂、供氧剂、漂白剂
4.认识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,都具有强氧化性、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。
【特别提醒】
(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;
(3)Na2O2遇到CO2、H2O、H+发生自身氧化还原反应。Na2O2既是氧化剂又是还原剂,且1 mol Na2O2转移的电子是1 mol而不是2 mol。
(4)Na2O、Na2O2中阴、阳离子个数比均为1∶2。
(5)Na2O2与H2O、CO2的反应规律
电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
气体体积变化关系
若CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量是原气体体积的,等于生成氧气的量,ΔV=V(O2)=V
固体质量变化关系
CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”,所以固体增加的质量Δm(CO2)=28 g·mol-1×n(CO2)、Δm(H2O)=2 g·mol-1×n(H2O)
考点一 钠的物理性质和用途
【例1】下列关于钠的叙述中不正确的是
A.密度比水小 B.保存在煤油中
C.质地坚硬 D.钠与水反应放热且钠的熔点低
【答案】C
【详解】A.金属钠是一种银白色、质软,密度比水小,比煤油大的固体,A正确;
B.钠能够与空气中水、氧气反应,保存在煤油或石蜡油中,以隔绝空气,B正确;
C.实验室可用小刀切割金属钠,说明钠质软,C错误;
D.钠和水反应,生成氢氧化钠和氢气,反应的化学方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,钠与水反应放热且钠的熔点低,D正确;
故答案为:C。
【变式1-1】下列说法正确的是
A.海水中的钠元素以单质形式存在
B.钠与O2反应时仅生成Na2O
C.钠在氧气中燃烧比在空气中更剧烈
D.从煤油中取出钠块,表面呈光亮的银白色金属光泽
【答案】C
【详解】A.海水中的钠元素以钠离子形式存在,A错误;
B.钠与O2反应时常温生成Na2O、加热生成过氧化钠,B错误;
C.氧气中氧气浓度大于空气中氧气浓度,故钠在氧气中燃烧比在空气中更剧烈,C正确;
D.煤油中取出钠块,切开后的表面呈光亮的银白色金属光泽,D错误;
故选C。
【变式1-2】进行化学实验必须注意安全,下列说法不正确的是
A.金属钠着火时,可立即用干燥的沙土覆盖
B.少量浓硫酸沾在皮肤上,立即用氢氧化钠溶液冲洗
C.洒在桌面上的酒精燃烧,立即用湿抹布盖灭
D.温度计不慎打破,散落的水银应用硫粉处理后收集
【答案】B
【详解】A.因为金属钠性质非常活泼,其燃烧产物过氧化钠可与水、二氧化碳反应生成氧气,所以金属钠着火时,立即用干燥的沙土覆盖,A正确;
B.少量浓硫酸沾在皮肤上,应立即用大量水冲洗,在涂上弱碱性药品,比如碳酸氢钠,肥皂水,不可用强碱氢氧化钠,因为氢氧化钠本身就腐蚀肌肤,B错误;
C.洒在桌面上的酒精燃烧,立即用湿抹布隔绝空气,起到灭火作用,C正确;
D.温度计打破,散落的水银有毒、易挥发,所以必须处理,在散落的水银上撒上一层硫粉可生成硫化汞,D正确;
故选B。
考点二 钠的化学性质
【例2】将一小块金属钠放入盛有水(滴有酚酞溶液)的烧杯中观察现象,下列说法错误的是
A.钠会熔化成光亮的小球 B.烧杯中溶液逐渐变红
C.钠会沉在烧杯底部 D.钠会发出嘶嘶的声音,并四处游动
【答案】C
【详解】A.钠的熔点较低,钠和水反应生成强碱氢氧化钠和氢气,且放出大量的热,放出的热导致钠熔化成小球,A正确;
B.钠和水反应生成强碱NaOH,无色的酚酞试液遇碱变红色,B正确;
C.钠的密度小于水的密度,所以钠会浮在水面上,C错误;
D.钠和水反应迅速且有可燃性气体生成,反应时发出嘶嘶的声音并四处游动,D正确;
故选C
【变式2-1】将一小块金属钠投入到CuSO4溶液中,不可能观察到的现象是
A.溶液中有蓝色Cu(OH)2生成 B.有H2生成
C.有红色物质Cu析出 D.钠熔成小球浮游在液面上
【答案】C
【详解】
A.金属钠投入硫酸铜溶液会发生以下反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,随后发生反应:2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓,A正确;
B.金属钠还原性强,与水反应可以置换产生氢气,反应方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,B正确;
C.由于金属钠立即与水反应,产生氢氧化钠,随后发生反应:2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓,不可能置换出铜,C错误;
D.由于金属钠的密度小于水,所以可以浮在水面上,D正确;
故答案选C。
【变式2-2】下列关于钠的描述中,不正确的是
A.钠燃烧时发出黄色的火焰
B.钠燃烧时生成的是白色的过氧化钠
C.钠具有很强的还原性,钠元素通常以化合态存在
D.钠与硫酸铜溶液反应,不能置换出铜
【答案】B
【详解】A.钠在空气中加热反应生成过氧化钠,发出黄色火焰,故A正确;
B.过氧化钠是黄色固体,故B错误;
C.钠原子最外层只有1个电子,很容易失去,钠具有很强的还原性,通常以化合态形式存在,故C正确;
D.钠与硫酸铜溶液反应中,钠与水先反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,不能置换铜,故D正确;
故选B。
考点三 氧化钠和过氧化钠物理性质和用途
【例3】下列有关钠及其化合物的说法正确的是
A.NaCl用作食品调味剂 B.取用金属钠后,剩余的钠不能放回原瓶
C.属于碱性氧化物 D.为淡黄色固体
【答案】A
【详解】A.NaCl是食盐的主要成分,广泛用作食品调味剂,A正确;
B.金属钠性质活泼,取用后剩余的钠需放回原瓶,以防止接触空气或水引发危险,B错误;
C.与酸反应生成盐、水和氧气,不符合碱性氧化物定义,不属于碱性氧化物,C错误;
D.为白色固体,是淡黄色固体,D错误;
故选A。
【变式3-1】下列关于和的叙述正确的是
A.都具有漂白性 B.投入水中,水溶液都呈碱性
C.常温下都为淡黄色固体 D.都是碱性氧化物
【答案】B
【详解】A.过氧化钠具有强的氧化性,能氧化有机色素,具有漂白性,氧化钠不具有此性质,故A错误;
B.氧化钠和过氧化钠与水都反应生成氢氧化钠,所以溶液都呈碱性,故B正确;
C.氧化钠为白色固体,过氧化钠为淡黄色固体,故C错误;
D.过氧化钠与盐酸反应除了生成盐和水以外,还有氧气,不是碱性氧化物,故D错误;
故选:B。
【变式3-2】下列关于钠及其化合物的说法不正确的是
A.钠燃烧时发出黄色的火焰
B.是白色固体
C.中阳离子与阴离子的个数之比为2:1
D.是碱性氧化物
【答案】B
【详解】A.钠在空气中点燃时,迅速熔化为一个闪亮的小球,发出黄色火焰,A项正确;
B.Na2O2是淡黄色固体,B项错误;
C.过氧化钠由钠离子和过氧根离子构成,阳离子与阴离子的个数之比为2∶1,C项正确;
D.Na2O与酸反应生成盐和水,故Na2O是碱性氧化物,D项正确;
答案选B。
考点四 氧化钠和过氧化钠化学性质
【例4】下列反应的离子方程式书写正确的是
A.过氧化钠与水的反应:
B.钠与水反应
C.溶液与溶液反应:
D.氢氧化钠溶液与过量的碳酸氢钙溶液反应:
【答案】D
【详解】A.过氧化钠是固体,不能拆成离子,离子方程式应为,A错误;
B.离子方程式没有配平,离子方程式应为,B错误;
C.与反应会生两种沉淀,离子方程式应为,C错误;
D.氢氧化钠溶液与过量的碳酸氢钙溶液反应,假设氢氧化钠为1mol,则1mol氢氧根离子消耗1mol碳酸氢根离子生成1mol水和1mol碳酸根离子,1mol碳酸根离子结合1mol钙离子生成1molCaCO3,所给离子方程式正确,D正确;
故选D。
【变式4-1】下列关于Na2O和Na2O2的对比,叙述不正确的是
A.均为碱性氧化物 B.阴、阳离子个数比均为1:2
C.加入硫酸铜溶液,均有沉淀产生 D.将Na2O和Na2O2加入石蕊溶液中,现象不同
【答案】A
【详解】A.Na2O为碱性氧化物,而Na2O2为过氧化物,A错误;
B.Na2O是由Na+与O2-按2:1组成的离子化合物,Na2O2是由Na+与按2:1组成的离子化合物,因此在Na2O和Na2O2中阴、阳离子个数比均为1:2,B正确;
C.Na2O和Na2O2放入溶液中,它们都会与溶液中的水发生反应产生碱NaOH,NaOH与溶液中的溶质CuSO4发生复分解反应产生Cu(OH)2蓝色沉淀和Na2SO4,因此将Na2O和Na2O2分别加入硫酸铜溶液,均有沉淀产生,C正确;
D.Na2O与水反应产生NaOH,使溶液显碱性,能够使紫色石蕊试液变为蓝色;而将Na2O2加入石蕊溶液中,看到的现象是溶液先变为蓝色,然后褪色,故将Na2O和Na2O2加入石蕊溶液中,现象不同,D正确;
故合理选项是A。
【变式4-2】向过氧化钠与水反应后的溶液中滴加2滴酚酞试液,溶液先变红后褪色。为了探究其原因,进行下图三个实验。实验①取反应后溶液加入二氧化锰后迅速产生大量气体,使带火星的木条复燃;实验②溶液变红,且不褪色:实验③通入氧气,溶液红色不褪去。下列说法不正确的是
A.实验①中发生的反应是氧化还原反应
B.实验①证明过氧化钠与水反应需要作催化剂
C.实验②③证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气
D.由上述实验可知:过氧化钠与水混合有这个反应发生
【答案】B
【详解】A.实验①取反应后溶液加入二氧化锰后迅速产生大量气体,使带火星的木条复燃,该气体为O2单质,则O元素化合价发生变化,其一定是氧化还原反应,故A正确;
B.过氧化钠与水在通常状况下就能剧烈反应,不需要作催化剂;H2O2分解需要MnO2催化剂,故B错误;
C.实验②证明酚酞褪色不是NaOH溶液的作用,实验③证明使酚酞褪色的不是NaOH和O2,故C正确;
D.过氧化钠与水反应后滴加酚酞,酚酞褪色,可能是生成了具有漂白性的H2O2,则该反应可能为,故D正确;
故选B。
基础达标
1.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。其中描述正确的是
A.①② B.①②③ C.①③ D.①④⑤
【答案】D
【详解】钠的熔点较低,加热易熔化;钠在空气中燃烧的火焰为黄色;钠是一种很活泼的金属,燃烧时与氧气化合生成淡黄色固体。综上所述,①④⑤正确。故选D.
2.下列物质的性质与用途具有对应关系的是
A.有强氧化性,可用作漂白剂
B.Na有导电性,可用于制备Ti
C.NaOH显碱性,可用作干燥剂
D.受热易分解,可用于治疗胃酸过多
【答案】A
【详解】A.具有漂白性,是因为其具有强氧化性,A正确;
B.Na有导电性,与制备金属Ti无关联,B错误;
C.NaOH具有吸水性,可用作干燥剂,C错误;
D.可以与胃酸中的HCl反应,故可用于治疗胃酸过多,D错误;
答案选A。
3.关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是
A.长期放置在空气中的最终产物相同 B.都能与二氧化碳、水反应产生氧气
C.所含氧元素的化合价都为-2价 D.阴、阳离子的个数比都为2:1
【答案】A
【详解】A.氧化钠、过氧化钠在空气与水反应均生成氢氧化钠,氢氧化钠吸收空气中二氧化碳生成碳酸钠,因此两者长期放置在空气中最终产生碳酸钠,故A正确;
B.氧化钠与水反应生成氢氧化钠,与二氧化碳反应生成碳酸钠,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,故B错误;
C.过氧化钠的化学式为Na2O2,其中Na元素为+1价,氧元素的化合价为-1价,氧化钠中氧元素为-2价,故C错误;
D.Na2O中O2-和Na+个数比为1:2,Na2O2中O和Na+个数比为1:2,故D错误;
故选:A。
4.下列有关钠的化合物的说法正确的是
A.Na2O2是白色固体 B.溶液呈碱性
C.是淡黄色固体 D.在氧气中燃烧生成
【答案】B
【详解】A.Na2O2是淡黄色固体,故A错误;
B.溶于水后,溶液呈碱性,故B正确;
C.是白色固体,故C错误;
D.在氧气中燃烧生成Na2O2,故D错误;
故选B。
5.下列关于金属钠的叙述中,说法正确的是
A.少量的钠保存在酒精中 B.钠的密度比水小
C.钠是银白色金属,硬度大,熔点高 D.钠着火时可以用泡末灭火剂扑灭
【答案】B
【详解】A.钠与酒精会反应生成乙醇钠和氢气,则少量的钠不能保存在酒精中,且钠能与氧气及H2O发生反应,所以将少量的钠保存在石蜡油或煤油中,以隔绝空气,A错误;
B.金属钠的密度是0.97g/cm3,而水的密度是1.0g/cm3,则钠的密度比水小,B正确;
C.钠是银白色金属,质地软,硬度小,可以用小刀切,熔点也较低(97.81℃),C错误;
D.钠着火时生成的Na2O2能与泡末灭火剂中的H2O、CO2都会反应生成助燃的O2,导致金属钠燃烧更旺,不能起到灭火的作用,因此金属钠着火时不能用泡末灭火剂扑灭,而应用干燥的沙土进行扑灭,D错误;
故选B。
6.下列物质在 O2中燃烧,产生淡黄色固体的是
A.钠 B.镁条 C.铁丝 D.木炭
【答案】A
【详解】A.Na在O2中燃烧,生成淡黄色固体Na2O2,A正确;
B.Mg在O2中燃烧,生成白色固体MgO,B错误;
C.铁丝在纯氧中燃烧,生成黑色固体Fe3O4,C错误;
D.木炭在O2中燃烧,生成CO2,D错误;
故答案选A。
7.将一小块钠投入到的稀溶液中,以下对实验现象及分析的描述中最恰当的是
A.钠浮在溶液的表面上四处游动,溶液变红色,有无色气体放出
B.钠与溶液剧烈反应,溶液里有红褐色沉淀生成,有无色气体放出
C.Na快速溶解,溶液里有黑色固体析出,有无色气体放出、
D.钠迅速消失,溶液里有无色气体逸出,反应结束时,溶液质量增加
【答案】B
【详解】钠投入到FeCl3的稀溶液中,钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和氯化铁生成氢氧化铁红褐色沉淀,既有Na与H2O反应的现象,又有NaOH同FeCl3反应的现象,所以其现象应为钠浮在液面上,剧烈反应,熔成小球,四处游动,发出嘶嘶声,有气泡冒出,有红褐色沉淀生成;
故选B。
8.下列物质加入足量稀盐酸中,无气泡生成的是
A.Na B.Na2O2 C.Na2CO3 D.Na2O
【答案】D
【详解】A.Na与稀盐酸反应生成氯化钠和氢气,有气泡生成,A不符合题意;
B.Na2O2与稀盐酸反应生成氯化钠、水和氧气,有气泡生成,B不符合题意;
C.Na2CO3与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,有气泡生成,C不符合题意;
D.Na2O与稀盐酸反应生成氯化钠和水,无气泡生成,D符合题意;
答案选D。
9.Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2,下列说法正确的是
A.Na2O2中O元素的化合价为-2价 B.Na原子的结构示意图为
C.O2与O3互为同素异形体 D.Na2O2是碱性氧化物
【答案】C
【详解】A.Na2O2中钠为+1价,则O元素的化合价为-1价,A错误;
B.Na原子中质子数电子数均为11,结构示意图为,B错误;
C.O2与O3均为氧元素形成的单质,互为同素异形体,C正确;
D.能和酸反应生成盐和水的氧化物属于碱性氧化物;过氧化钠会和水生成氢氧化钠和单质氧气,不是碱性氧化物,D错误;
故选C。
10.某实验小组通过下图所示实验探究与水的反应,下列说法不正确的是
A.③中产生的大量气泡主要成分是氧气
B.②中充分振荡后,会逐渐溶解
C.⑤中溶液变红说明有碱性物质生成
D.通过以上实验证明了存在的反应
【答案】B
【详解】A.③中产生的大量气泡主要成分是氧气,是过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成的,A正确;
B.为双氧水分解的催化剂,其不溶于水,也不与碱反应,故②中充分振荡后,不会溶解,B错误;
C.酚酞遇碱变红,因此⑤中溶液变红说明有碱性物质生成,C正确;
D.②~⑤的实验现象证明与水的反应过程中存在,D正确;
故答案为:B。
11.关于氧化钠和过氧化钠的性质比较中,正确的是
A.两者均为白色固体
B.氧化钠比过氧化钠稳定
C.过氧化钠可与水及二氧化碳反应,而氧化钠则不能
D.两者都是金属氧化物
【答案】D
【详解】A.过氧化钠为淡黄色固体,A错误;
B.氧化钠可在加热时进一步与氧气反应生成过氧化钠,过氧化钠更稳定,B错误;
C.氧化钠和过氧化钠均能与水和二氧化碳反应,C错误;
D.氧化钠和过氧化钠均属于金属氧化物,D正确;
答案选D。
12.已知:是一种含有10个中子的氧原子,可用于示踪反应过程中氧原子的去向。和分别代装含有的二氧化碳和氧气分子。下列关于过氧化钠(,不含)的叙述中,不正确的是
A.是一种淡黄色固体
B.阴,阳离子个数比为1:2
C.能与反应生成
D.可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
【答案】C
【详解】A.过氧化钠是一种淡黄色固体,A正确;
B.过氧化钠是钠离子和过氧根离子形成的离子化合物,化合物中阴、阳离子个数比为1:2,B正确;
C.与二氧化碳发生反应生成氧气,过氧化钠既是反应的氧化剂又是还原剂,氧气中的氧原子全部来源于过氧化钠,C错误;
D.可以二氧化碳、水反应生成氧气,可作供氧剂,D正确;
答案选C。
13.下列关于和的叙述正确的是
A.等质量的分别与足量、反应,生成的量相同
B.中的阴、阳离子数目之比为,中的阴、阳离子数目之比为
C.、都能与酸反应,故都是碱性氧化物
D.可用于自来水消毒
【答案】A
【详解】A.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.Na2O2中的阴离子是、阳离子是Na+,故其中阴、阳离子数目之比为1∶2,B错误;
C.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.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;
故答案为:A。
14.化学性质
(1)的化学性质
和的性质相似,都是典型的碱性氧化物。
与水反应: 。
与酸性氧化物反应: 。
与酸反应: 。
(2)的化学性质
①与水反应:
[实验探究]与水的反应
实验操作
实验现象
实验结论
带火星的木条 ,用手轻轻触摸试管外壁,较热,滴入酚酞,溶液变
与水反应放热,化学方程式为
②与反应:
与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。
【答案】(1)
(2) 复燃 红色,后褪色
【详解】(1)和的性质相似,都是典型的碱性氧化物,能与水反应生成碱,与酸性氧化物反应生成盐,与酸反应生成盐和水;
与水反应:;
与酸性氧化物反应:;
与酸反应:;
(2)①与水的反应生成氢氧化钠和氧气,为放热反应:带火星的木条复燃,用手轻轻触摸试管外壁,较热,过氧化钠具有漂白性,滴入酚酞,溶液先变红色,后褪色;
与水反应放热,化学方程式为:;
②与反应的化学方程式是:;
以上反应可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。
15.某课外活动小组设计了如图所示的装置,验证二氧化碳与过氧化钠反应时需要与水接触。
【装置分析】
(1)装置①中反应的化学方程式是 。
(2)装置③中的试剂是 (填字母)。
a.饱和NaHCO3溶液 b.饱和Na2CO3溶液 c.浓硫酸 d. 饱和食盐水
【进行实验】
步骤1:打开旋塞K2,关闭K1,打开分液漏斗旋塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
步骤2:打开旋塞K1,关闭K2,打开分液漏斗旋塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
(3)步骤1和步骤2中,a处带火星的木条产生的实验现象分别是 、 。
(4)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是 。
【实验反思】
(5)有同学提出质疑:“上述实验不足以证明有水存在时过氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。”其理由是 。
【答案】(1)
(2)c
(3) 木条不复燃 木条复燃
(4)
(5)水也可以与过氧化钠反应产生二氧化碳
【分析】由实验装置图可知,装置①为碳酸钙与稀盐酸反应制备二氧化碳的装置;装置②中盛有饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中的氯化氢气体;装置③中盛有浓硫酸用于除去二氧化碳中的水蒸气;装置④和⑤用以验证二氧化碳与过氧化钠反应时需要与水接触;装置⑥的作用是吸收过量的二氧化碳,防止二氧化碳干扰氧气的检验;
【详解】(1)装置①中发生的反应为碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应方程式为;
(2)由分析可知,装置③中盛有的浓硫酸用于除去二氧化碳中的水蒸气,选c;
(3)实验验证二氧化碳跟过氧化钠反应时需要与水接触,步骤1中为干燥二氧化碳、步骤2中为含有水的二氧化碳,故实验现象为:步骤1中带火星的木条不复燃,步骤2中带火星的木条复燃;
(4)过氧化钠跟二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式是;
(5)步骤2中,二氧化碳中混有水蒸气,水也能和过氧化钠反应生成氧气,所以木条复燃不能证明是二氧化碳和过氧化钠发生反应产生了氧气。
过关检测
1.下列有关钠及其化合物的说法不正确的是
A.在实验室,通常把钠保存在煤油中 B.与反应的产物与反应条件无关
C.与反应生成 D.可以从熔融的中置换出
【答案】B
【详解】
2.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
【分析】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。
【详解】A.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.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.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.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。
3.下列关于和的说法不正确的是
A.与水反应是氧化还原反应 B.均能与水反应生成碱
C.中阴阳离子的个数比为 D.均能与反应生成
【答案】A
【详解】A.氧化钠与水反应生成氢氧化钠,方程式为Na2O+H2O=2NaOH,各元素的化合价均不变,则Na2O与水反应是非氧化还原反应,故A不正确;
B.氧化钠与水反应生成氢氧化钠,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,方程式为:Na2O+H2O=2NaOH和2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,则均与水反应生成碱,故B正确;
C.一个过氧化钠分子是2个钠离子和一个过氧根离子构成,即阴阳离子的个数比均为1:2,故C正确;
D.氧化钠与CO2反应生成碳酸钠,过氧化钠与CO2反应生成碳酸钠和氧气,方程式为:Na2O+CO2=Na2CO3和2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑,则均与CO2反应生成Na2CO3,故D正确;
故选:A。
4.有关钠及其化合物,下列叙述正确的是
A.金属钠着火,可用水或灭火器扑灭
B.金属钠投入坩埚中加热,放出淡黄色火花
C.金属钠投入右侧U形管中,其可能在煤油和水交界处上下跳动,直至消失
D.金属钠投入溶液中,有红色金属铜析出
【答案】C
【分析】金属钠的密度大于煤油的密度,钠会沉在煤油底部,与水接触后迅速反应,产生气体,在气体的作用下钠会进入到煤油中,反应停止,钠受重力落下,钠在两个液体界面处上下跳动,产生气泡,酚酞溶液逐渐变红,产生的氢气能还原氧化铜,据此解答。
【详解】A.金属钠着火时不能用水或灭火,因水或均会与炽热的钠或过氧化钠反应,火势反而会加剧,应该用干燥砂土灭火,A错误;
B.金属钠投入坩埚中加热,会看到钠燃烧时特有的黄色火焰(或火花),生成淡黄色的过氧化钠,B错误;
C.金属钠的密度大于煤油的密度,钠会沉在煤油底部,与水接触后迅速反应,产生气体,在气体的作用下钠会进入到煤油中,反应停止,钠受重力落下,钠在两个液体界面处上下跳动,最终被反应消耗而消失,C正确;
D.钠投入溶液中首先与水反应生成NaOH,接着与铜离子生成Cu(OH)2沉淀,D错误;
故选C。
5.以不同类别物质间的转化为线索,构建钠及其化合物的关系如下:
下列分析不正确的是
A.上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
B.反应③表明具有酸性氧化物的性质
C.利用反应④,可除去固体中混有的少量
D.反应⑤和反应⑥可应用于潜水艇中氧气的供给,反应中氧化剂都是
【答案】C
【详解】反应④为分解反应,反应①为化合反应,反应②为置换反应,A正确;与碱反应生成盐和水,说明为酸性氧化物,B正确;反应④是除去中的,C错误;与反应产生,可作供氧剂,反应中既是氧化剂,又是还原剂,D正确。
6.如图,某化学兴趣小组向溶液和溶液中分别加入适量的和。下列有关说法错误的是
A.该小组用到的研究方法有观察法、实验法、比较法
B.两支试管中的现象完全相同
C.溶液和溶液为同种分散系
D.左侧试管中的总反应为
【答案】B
【分析】本题对比了氧化钠和过氧化钠性质的不同,左侧试管中氧化钠和水反应生成氢氧化钠,随后氢氧化钠又和氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀,右侧试管中,过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,随后氢氧化钠和硫酸铁反应生成氢氧化铁沉淀,以此解题。
【详解】A.该小组实验中,两个试管中现象不同,加入氧化钠的试管中生成红棕色沉淀,另个试管中,不仅有红棕色沉淀还有气体产生,则该小组用到的研究方法有观察法、实验法、比较法,A正确;
B.结合A的分析可知,两支试管中的现象不完全相同,B错误;
C.溶液和溶液都属于溶液,属于同种分散系,C正确;
D.左侧试管中氧化钠和水反应生成氢氧化钠,随后氢氧化钠又和氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀,总反应为,D正确;
故选B。
7.某化学兴趣小组计划用如图所示的装置验证过氧化钠可以用做呼吸面具或者潜水艇中的供氧剂,相关装置如图,下列有关说法正确的是
A.A装置由大理石制取,分液漏斗中应加入稀硫酸
B.B用于除去气体中的杂质,可以选择用饱和食盐水
C.C中在反应中既做氧化剂,又做还原剂
D.E中大试管收集到的气体只有
【答案】C
【分析】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;
【详解】A.制取时,应选择,稀和反应生成的附着在表面上,阻碍与酸的进一步反应,A错误;
B.中主要的杂质气体是,应用饱和溶液吸收,B错误;
C.不论与还是反应,在反应中都是既做氧化剂,又做还原剂,C正确;
D.E中收集到的气体除了外,还有未反应的,D错误;
答案选C。
8.关于金属钠说法正确的是
A.金属钠投入到三氯化铁溶液中,有气体和沉淀产生 B.自然界可存在少量的钠单质
C.金属钠长期置于空气中,最终变成Na2CO3·10H2O D.钠可从硫酸镁溶液中置换出大量的镁
【答案】A
【详解】A.Na先和水反应生成氢氧化钠和氢气,然后NaOH再和氯化铁发生复分解反应生成氢氧化铁沉淀,所以有气体和沉淀生成,A正确;
B.钠单质很活泼,很容易和氧气、水等物质反应,在自然界中主要以化合态存在,B错误;
C.Na与氧气反应生成Na2O,遇空气中水生成NaOH,与空气中二氧化碳反应生成Na2CO3·10H2O,失水生成Na2CO3,C错误;
D.Na先和水反应生成氢氧化钠和氢气,然后NaOH再和硫酸镁发生复分解反应生成氢氧化镁沉淀,无法置换出镁,D错误;
故选A。
9.某学习小组在实验室制取气体的过程中,不慎用到了浓盐酸,导致制得的气体中混有气体,他们设计了如下除去氯化氢气体并探究与过氧化钠()反应的实验,同时还可收集到。已知C中试剂过量,请回答下列问题:
(1)装置A中盛装的试剂为 (填化学式);
(2)写出B中与发生反应的化学方程式为 。
(3)装置C的作用是 ,写出C中发生反应的化学方程式 ;
(4)为确定反应后装置B硬质玻璃管中固体的成分,小组同学取适量反应后B中的固体于试管中,加入足量的蒸馏水溶解形成溶液M,无气泡产生,则该固体中不含 。
该小组同学继续进行探究。
(提出问题)反应后硬质玻璃管中固体的成分是什么?
(做出猜想)猜想一:,猜想二:和。
(5)(实验验证)小组同学取少量溶液M于试管中,向其中加入过量的 溶液。
A.氯化钡 B.氢氧化钠 C.氢氧化钡
若产生白色沉淀,过滤,向滤液中滴加几滴酚酞试液,溶液变红,则证明猜想二成立。根据此猜想,写出产生白色沉淀的化学反应方程式: 。
【答案】(1)饱和NaHCO3溶液
(2)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(3) 吸收CO2 CO2+2NaOH= Na2CO3+H2O
(4)过氧化钠
(5) A Ba2++ CO=BaCO3↓
【分析】由实验装置图可知,装置A中盛有的饱和的碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中的氯化氢气体,装置B中二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,装置C中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化碳,装置D为排水法收集反应生成氧气的装置。
【详解】(1)由分析可知,装置A中盛有的饱和的碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中的氯化氢气体,故答案为:饱和NaHCO3溶液;
(2)由分析可知,装置B中发生的反应为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=2Na2CO3+O2,故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
(3)由分析可知,装置C中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化碳,反应的化学方程式为CO2+2NaOH= Na2CO3+H2O,故答案为:CO2+2NaOH= Na2CO3+H2O;
(4)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,向反应后B中固体加入足量的蒸馏水溶解,无气泡产生说明固体中一定不含有过氧化钠,故答案为:过氧化钠;
(5)碳酸钠溶液不与氢氧化钠溶液反应,与氢氧化钡溶液反应生成白色沉淀,但会引入氢氧根离子干扰氢氧化钠的检验,所以证明猜想二成立的实验方案为取少量溶液M于试管中,向其中加入过量的氯化钡溶液,产生白色沉淀,过滤,向滤液中滴加几滴酚酞试液,溶液变红说明反应后硬质玻璃管中固体为碳酸钠和氢氧化钠的混合物,生成白色沉淀的离子反应方程式为Ba2++ CO=BaCO3↓,故答案为:A;Ba2++ CO=BaCO3↓。
10.金属钠及其化合物在人类社会发展进程中起着重要的作用,请回答:
(1)现按图甲所示的方法,在室温时,向盛有饱和溶液的水槽中加入一小块金属钠。下列现象描述正确的是_____。
A.钠浮在液面上,并四处游动,最后消失
B.反应开始后,溶液由无色变红色
C.钠熔化成一个光亮的小球
D.恢复到室温时,烧杯底部有固体物质析出
(2)实验室利用如图所示的装置(夹持仪器略)研究潜水艇中供氧体系的反应原理。
①A装置为的制取装置,反应的离子方程式为 。
②D装置的作用是 。
③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。
(3)某研究小组将样品与过量水反应,待完全反应不再产生氧气后,得溶液。
查阅资料表明,与水反应还可生成。
若已知溶液可使酸性溶液褪色,同时放出氧气,完成并配平该反应的离子方程式: 。
【答案】(1)ACD
(2) 吸收没有反应的二氧化碳 带火星的木条复燃
(3)
【分析】A装置制取,B除去二氧化碳中的氯化氢,C中二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,D中用氢氧化钠吸收未反应的二氧化碳,E用排水法收集氧气。
【详解】(1)A.钠密度比水小,钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,所以钠浮在液面上,并四处游动,最后消失,故A正确;
B.钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,反应开始后,溶液颜色仍为无色,故B错误;
C.钠的熔点低,钠和水反应放热,所以钠熔化成一个光亮的小球,故C正确;
D.钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,溶液中水减少,恢复到室温时,烧杯底部有固体Ca(OH)2析出,故D正确;
选ACD。
(2)①A装置为的制取装置,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳、水,反应的离子方程式为。
②C中排出的气体中含有氧气和未反应的二氧化碳,E装置收集氧气,所以D装置中盛放氢氧化钠溶液,作用是吸收没有反应的二氧化碳。
③氧气能支持燃烧,若该气体能使带火星的木条复燃,说明有氧气放出,证明过氧化钠可做供氧剂。
(3)中氧元素化合价由-1升高为0,溶液褪色,锰元素化合价由+7降低为+2,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒,该反应的离子方程式为。
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