专题01 过氧化钠与水、二氧化碳反应的问题（重难点讲义）化学鲁科版2019必修第一册

专题01 Na2O2与H2O、CO2反应的问题 1.理解Na2O2与H2O、CO2的原理。 2.根据Na2O2与H2O、CO2的原理，设计实验方案，完成实验操作，观察物质及其变化的现象，客观的记录，基于数据分析并得出结论。 一、反应原理 过氧化钠在一定条件下可以与二氧化碳、水发生反应，反应的方程式分别为： 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ①     2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ② 在上述两个反应中，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相同状况下生成的O2的体积。 二、先后顺序关系 由于CO2能够与NaOH反应，所以一定量的Na2O2与H2O（g）、CO2的混合物反应时可视为Na2O2先与CO2生成Na2CO3，剩余的Na2O2再与H2O（g）生成NaOH。 三、转移电子关系 当Na2O2与H2O（g）、CO2反应时，每产生1molO2，转移2mol电子。 即1mol Na2O2与H2O（g）、CO2充分反应时，转移1mole-。 4、 固体质量关系 过氧化钠在一定条件下可以与二氧化碳、水发生反应，反应的方程式分别为： 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ①     2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ② 在上述两个反应中，对Na2O2而言，根据原子守恒： 在反应①中Na2O2增加的质量实际上是1molNa2O2→1mol Na2CO3，即1 mol CO的质量，根据1 mol Na2O2→1 mol CO，固体质量增加28g，其结果可看作：Na2O2+CO=Na2CO3。 在反应②中Na2O2增加的质量实际上是1molNa2O2→2mol NaOH，即2molH的质量，根据1mol Na2O2→2 mol H，固体质量增加2g，其结果可看作：Na2O2+H2=2NaOH。 5、 过氧化钠与氧化钠性质比较 名称 氧化钠 过氧化钠 化学式 Na2O Na2O2 色态 白色固体 淡黄色固体 O的化合价 －2 －1 生成条件 在空气中缓慢氧化 加热单质或加热氧化物 稳定性 不稳定，易转化成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 联系 2Na2O+O22Na2O2 用途 用于制造碳酸钠 潜艇或宇宙飞船中的供氧剂，也可作漂白剂 （1）Na2O和Na2O2都能与二氧化碳、水发生反应生成碳酸钠、氢氧化钠，不同的是Na2O2与二氧化碳、水的反应，生成Na2CO3、NaOH的同时生成氧气。 （2）Na2O2的稳定性比Na2O强。 （3）Na2O和Na2O2长期置于空气中最终产物都是碳酸钠。 （4）有关过氧化钠的几点说明： ①过氧化钠投入含有酚酞（石蕊）的溶液中，不可忽视过氧化钠的漂白性，溶液先变红（蓝）色，后褪色。 ②过氧化钠中的阴离子是O22－，而不是O2－或O2－，Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2，而不是1∶1。 ③过氧化钠与某些盐（如CuSO4）溶液反应时，一般是先与水反应，生成的碱再与盐反应。 六、过氧化钠反应规律 1．CO或H2的燃烧产物CO2或H2O（g）通过Na2O2，可以看成CO或H2直接与Na2O2反应，所以固体质量的增加值就是参加反应的CO或H2的质量。 2．凡是分子组成符合(CO)n·(H2)m形式的一种或几种物质，w g该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和H2O（g）)通过足量的Na2O2后，Na2O2固体增加的质量必为w g。或者是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O个数比为1：1，即可满足上述条件。 中学阶段符合这一关系的常见的物质有： 1 无机化合物：H2、CO及H2和CO的混合气体。 2 有机物：CH3OH、HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、CH3CH(OH)COOH(乳酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。 题型01 Na2O2与H2O、CO2反应的定量问题 【典例】与足量的充分反应，可制得氧气的质量为 A． B． C． D． 【【变式】ag下列物质在足量中充分燃烧，产物被过量固体充分吸收，固体增重为ag的是 A． B． C． D． 题型02 Na2O2与H2O、CO2反应的相关实验 【典例】化学物质丰富多彩，化学反应千变万化，而常见物质之间的反应往往“隐藏着某些反应机理”。学校化学兴趣小组探究Na2O2与H2O的反应，实验如下： 下列有关说法不正确的是 A．实验i中发生反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑ B．实验iii中MnO2做H2O2分解反应的催化剂 C．本实验可以说明Na2O2与H2O反应有H2O2生成 D．本实验可以说明使酚酞试液褪色的是O2 【变式】现有一定量含有杂质的试样2.0g，用如图所示实验装置测定试样的纯度（可供选用的反应物只有固体、稀盐酸、稀硫酸和蒸馏水，忽略气体在水中的溶解），下列说法正确的是 A．装置A中液体试剂可选用稀盐酸或稀硫酸 B．图中装置C可省略，不影响测定结果 C．装置E中碱石灰的作用是为了防止F中进入装置D D．反应结束后测得气体体积为56mL，则可计算出样品的纯度为19.5% 题型03 Na2O2与H2O、CO2反应中的电子转移问题 【典例】过氧化钠是宇宙飞船和潜水艇中氧气的主要来源，其作用原理中包含了反应。用表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是 A．11.2L含个氧原子 B．过氧化钠既是氧化剂又是还原剂 C．反应中每生成1mol转移4mol电子 D．10.6g溶于100mL水中，所得溶液的物质的量浓度为1mol/L 【变式】对于反应：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，下列说法正确的是 A．Na2O2是氧化剂，CO2是还原剂 B．该反应中电子转移的数目为4e- C．Na2O2既是氧化剂，又是还原剂 D．每有44gCO2与足量Na2O2反应，则固体增重56g 题型04 Na2O2与H2O、CO2反应方程式正误判断 【典例】为检验某久置样品的成分，学习小组依次进行如下有关实验(样品盛放处空气的成分为、、、、稀有气体)。实验中涉及反应的离子方程式错误的是 A．将样品完全溶于水，产生气泡： B．向溶液中滴加溶液，产生白色沉淀： C．向沉淀中滴加稀醋酸，产生气体： D．将气体通入足量澄清石灰水，出现浑浊现象： 【变式】如图实验装置用于验证某些物质的性质，在试管A中装入足量的固体NaHCO3，下列叙述不正确的是 A．B装置的作用是干燥CO2 B．在双球干燥管内发生反应的化学方程式为 C．双球干燥管和蚊香的实验现象是淡黄色的Na2O2逐渐转变为白色粉末，点燃的蚊香燃烧更加剧烈 D．若将干燥管内的Na2O2换成Na2O，则实验现象相同 【巩固训练】 1．将少量Na2O2分别放入盛有下列溶液的小烧杯中，最终不会有白色沉淀产生的是 A．MgSO4溶液 B．FeCl2溶液 C．Ca(HCO3)2溶液 D．饱和澄清石灰水 2．探究与水的反应，实验如图：(已知：、)下列分析错误的是 A．①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃 B．①、④中均发生了氧化还原反应和复分解反应 C．②、⑤中与的作用相同，产生气体的量也相同 D．通过③能说明BaO2不溶于盐酸 3．已知有机物完全燃烧时元素和元素一般转变为和。下列有机物各，在氧气中完全燃烧，于时将产物通过足量的固体后，固体增重大于的是 A． B． C． D． 4．Na2O2与CO2反应能够产生O2，这一反应在呼吸面具、潜水艇及太空飞船中可为人体提供呼吸所用的O2。下面对该反应的说法中正确的是 A．这是一个氧化还原反应，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂 B．这是一个氧化还原反应，Na2O2是氧化剂，CO2是还原剂 C．这是一个氧化还原反应，Na2O2是还原剂，CO2是氧化剂 D．这是一个置换反应，有单质O2产生 5．过量的与混合，在密闭容器中充分加热后，最后排出气体，残留的物质应是 A．和 B．和 C． D．和 6．取3g下列物质在氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后固体的质量恰好也增加了3g，则下列物质中不能满足上述结果的是 A． B． C． D． 7．将a mol 和b mol 固体混合物在密闭容器中加热到250℃，让其充分反应，当剩余固体为、NaOH，排出气体为、时，值可能为 A．0.5 B．0.65 C．1.0 D．2.0 8．资料显示，干燥的二氧化碳跟过氧化钠反应比较困难，而潮湿的二氧化碳与过氧化钠反应则比较快。某课外活动小组设计了下列装置，验证这一现象。 步骤1：打开弹簧夹，关闭，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在a处，发现木条不复燃。 步骤2：打开弹簧夹，关闭，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在a处，发现木条复燃了。 （1）装置①产生的气体除外，还含有 (填化学式)。 （2）装置②中的试剂是 (填序号，下同)，装置③中的试剂是 。 a．饱和NaCl溶液    b．饱和溶液    c．浓 （3）过氧化钠跟二氧化碳反应的化学方程式是 。 （4）有同学提出质疑：“上述实验中带火星的木条复燃，不足以证明有水存在时过氧化钠跟二氧化碳发生了化学反应。”其理由是 。 9．过氧化钠（Na2O2）可以作供氧剂，某学习小组的同学对过氧化钠的性质进行如下探究。 【查阅资料】 ①Na2O2是一种淡黄色固体，能与CO2发生反应生成一种气体和另一种物质； ②； 【探究一】二氧化碳与过氧化钠反应生成的气体。 设计收集生成气体的实验装置如图所示（图中铁架台未画出）。 （1）B中氢氧化钠溶液的作用是 ，当观察到C中澄清石灰水不变浑浊，说明二氧化碳已经除尽。写出澄清石灰水中溶质的化学式 。 （2）检验气体：将带火星的小木条伸入收集气体的D中，发现木条复燃，证明二氧化碳与过氧化钠反应生成的气体是 。 【探究二】二氧化碳与过氧化钠反应生成的另一种物质。 【猜想与假设】对反应生成的另一种物质提出了3种猜想。 猜想一：是氢氧化钠 猜想二：是碳酸钠 猜想三：是碳酸氢钠 （3）同学们对反应物中有关元素的组成分析，一致认为猜想一和猜想三不正确的，理由是 。 【进行实验】 （4）排除错误猜想后通过以下实验验证了另一种物质，完成实验报告。 实验操作 实验现象 实验结论 用试管取少量CO2与Na2O2反应后的固体溶于蒸馏水中，加入 溶液，振荡，观察现象。 产生 。 猜想二正确。 10．元素的“价态—类别”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图是Na的价类二维图，已知③④是碳酸盐，且④可用作单一膨松剂。 （1）NaH在野外可用作生氢剂，可以与水反应生成氢气和②，其反应方程式为： 。 （2）写出二维图中①中某种淡黄色固体的化学式 ，其阳离子与阴离子的个数比为 。 （3）烧碱溶液中通入一定量充分反应后，低温蒸去水后得到白色固体混合物X。 ①常温下，将得到的固体X重新溶于水，在所得溶液中加入盐酸，完全反应后，再将溶液蒸干，得到固体的质量为 g。 ②若白色固体为②③的混合物，要验证其组成，则加入的试剂的顺序为 （填字母序号）。 a．盐酸    b．溶液    c．溶液    d．溶液 ③若白色固体X为③④的混合物，下列实验方案中不能测定其中④质量分数的是 （填字母序号）。 a．取mgX充分加热，减重ng b．取mgX与足量稀硫酸充分反应，逸出的气体被足量碱石灰吸收，增重ng c．取mgX与足量溶液充分反应，过滤，洗涤，烘干得ng固体 d．取mgX与足量盐酸充分反应，加热，蒸干，灼烧得ng固体 11．钠元素在自然界中以多种化合物的形式存在，钠及其化合物在生产和生活领域有着广泛的应用。 （1）Na2O2、Na2CO3、NaHCO3是重要的化工原料，具有多种用途。 ①Na2O2可在呼吸面具和潜水艇中作为氧气的来源，请写出Na2O2与CO2反应的化学方程式 。 ②将一定量的Na2O2固体投入到含有下列离子的溶液中：Cl-、CO、HCO、Na＋，反应完毕后，溶液中上述离子数目几乎不变的有 (填离子符号)，上述离子中有一种离子数目明显减少，减少的原因是 （用离子方程式表示）。 ③查阅资料知：Na2O2在一定条件下可以转化为NaNO2，亚硝酸钠外观酷似食盐且有咸味，是一种常用的发色剂和防腐剂。误食NaNO2会导致血红蛋白中的Fe2＋转化为Fe3＋而中毒，误食NaNO2后可服用维生素C解毒。下列分析不正确的是 （填序号）。 A．NaNO2被还原         B．维生素C具有还原性 C．还原性：维生素C > Fe2＋        D．NaNO2是还原剂 （2）我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要工艺流程如下图所示(部分物质已略去)。 ①实验室模拟“侯氏制碱法”，下列操作未涉及的是 (填字母)。 A．  B．  C． D． ②下列联合制碱法流程说法正确的是 (填字母)。 A．CO2可以循环使用 B．副产物NH4Cl可用作肥料 C．溶液B中一定含有Na＋、NH、Cl- ③该工艺制得的纯碱中往往会含有杂质NaCl，为检验杂质的存在，简单的检验方案是：取少量试样溶于水后， 。 ④为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，取27.4g碳酸钠和碳酸氢钠的混合粉末样品，将其分成两等份。取其中一份加热到质量不再改变，冷却后称其质量为10.6g。该样品中Na2CO3的纯度是 ；将另一份和盐酸充分反应后生成的氯化钠的质量为 g。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题01 Na2O2与H2O、CO2反应的问题 1.理解Na2O2与H2O、CO2的原理。 2.根据Na2O2与H2O、CO2的原理，设计实验方案，完成实验操作，观察物质及其变化的现象，客观的记录，基于数据分析并得出结论。 一、反应原理 过氧化钠在一定条件下可以与二氧化碳、水发生反应，反应的方程式分别为： 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ①     2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ② 在上述两个反应中，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相同状况下生成的O2的体积。 二、先后顺序关系 由于CO2能够与NaOH反应，所以一定量的Na2O2与H2O（g）、CO2的混合物反应时可视为Na2O2先与CO2生成Na2CO3，剩余的Na2O2再与H2O（g）生成NaOH。 三、转移电子关系 当Na2O2与H2O（g）、CO2反应时，每产生1molO2，转移2mol电子。 即1mol Na2O2与H2O（g）、CO2充分反应时，转移1mole-。 4、 固体质量关系 过氧化钠在一定条件下可以与二氧化碳、水发生反应，反应的方程式分别为： 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ①     2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ② 在上述两个反应中，对Na2O2而言，根据原子守恒： 在反应①中Na2O2增加的质量实际上是1molNa2O2→1mol Na2CO3，即1 mol CO的质量，根据1 mol Na2O2→1 mol CO，固体质量增加28g，其结果可看作：Na2O2+CO=Na2CO3。 在反应②中Na2O2增加的质量实际上是1molNa2O2→2mol NaOH，即2molH的质量，根据1mol Na2O2→2 mol H，固体质量增加2g，其结果可看作：Na2O2+H2=2NaOH。 5、 过氧化钠与氧化钠性质比较 名称 氧化钠 过氧化钠 化学式 Na2O Na2O2 色态 白色固体 淡黄色固体 O的化合价 －2 －1 生成条件 在空气中缓慢氧化 加热单质或加热氧化物 稳定性 不稳定，易转化成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 联系 2Na2O+O22Na2O2 用途 用于制造碳酸钠 潜艇或宇宙飞船中的供氧剂，也可作漂白剂 （1）Na2O和Na2O2都能与二氧化碳、水发生反应生成碳酸钠、氢氧化钠，不同的是Na2O2与二氧化碳、水的反应，生成Na2CO3、NaOH的同时生成氧气。 （2）Na2O2的稳定性比Na2O强。 （3）Na2O和Na2O2长期置于空气中最终产物都是碳酸钠。 （4）有关过氧化钠的几点说明： ①过氧化钠投入含有酚酞（石蕊）的溶液中，不可忽视过氧化钠的漂白性，溶液先变红（蓝）色，后褪色。 ②过氧化钠中的阴离子是O22－，而不是O2－或O2－，Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2，而不是1∶1。 ③过氧化钠与某些盐（如CuSO4）溶液反应时，一般是先与水反应，生成的碱再与盐反应。 六、过氧化钠反应规律 1．CO或H2的燃烧产物CO2或H2O（g）通过Na2O2，可以看成CO或H2直接与Na2O2反应，所以固体质量的增加值就是参加反应的CO或H2的质量。 2．凡是分子组成符合(CO)n·(H2)m形式的一种或几种物质，w g该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和H2O（g）)通过足量的Na2O2后，Na2O2固体增加的质量必为w g。或者是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O个数比为1：1，即可满足上述条件。 中学阶段符合这一关系的常见的物质有： 1 无机化合物：H2、CO及H2和CO的混合气体。 2 有机物：CH3OH、HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、CH3CH(OH)COOH(乳酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。 题型01 Na2O2与H2O、CO2反应的定量问题 【典例】与足量的充分反应，可制得氧气的质量为 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，由方程式可知，15.6g过氧化钠与足量的二氧化碳充分反应，可制得氧气的质量为××32g/mol=3.2g，故选B。 【变式】ag下列物质在足量中充分燃烧，产物被过量固体充分吸收，固体增重为ag的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】H2、CO在整个过程中发生的化学方程式为：2H2+O22H2O、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；2CO+O22CO2、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，由反应方程式可知，过氧化钠增加的质量即为H2、CO的质量．因此只要是CO或H2或它们的混合气体或化学组成符合(CO)m•(H2)n满足题意，、、、中只有满足(CO) •(H2)2，故选C。 题型02 Na2O2与H2O、CO2反应的相关实验 【典例】化学物质丰富多彩，化学反应千变万化，而常见物质之间的反应往往“隐藏着某些反应机理”。学校化学兴趣小组探究Na2O2与H2O的反应，实验如下： 下列有关说法不正确的是 A．实验i中发生反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑ B．实验iii中MnO2做H2O2分解反应的催化剂 C．本实验可以说明Na2O2与H2O反应有H2O2生成 D．本实验可以说明使酚酞试液褪色的是O2 【答案】D 【解析】A．实验ⅰ过氧化钠与水剧烈反应，得到碱性物质氢氧化钠与水，发生反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑，故A正确； B．实验ⅲ中，迅速产生大量气泡，并有使带火星木条复燃的气体，说明是双氧水分解，MnO2做H2O2分解反应的催化剂，故B正确； C．从实验ⅲ说明本实验可以说明Na2O2与H2O反应有H2O2生成，故C正确； D．双氧水有强氧化性，能使酚酞试液褪色，本实验不能说明使酚酞试液褪色的是O2，故D错误； 故答案为D。 【变式】现有一定量含有杂质的试样2.0g，用如图所示实验装置测定试样的纯度（可供选用的反应物只有固体、稀盐酸、稀硫酸和蒸馏水，忽略气体在水中的溶解），下列说法正确的是 A．装置A中液体试剂可选用稀盐酸或稀硫酸 B．图中装置C可省略，不影响测定结果 C．装置E中碱石灰的作用是为了防止F中进入装置D D．反应结束后测得气体体积为56mL，则可计算出样品的纯度为19.5% 【答案】B 【分析】由实验装置图可知，装置A中碳酸钙与稀盐酸反应制备二氧化碳，装置B中盛有的饱和碳酸氢钠溶液用于除去氯化氢气体，装置C中盛有的浓硫酸用于干燥二氧化碳气体，装置D中二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气，装置E中盛有的碱石灰用于吸收未反应的二氧化碳，防止二氧化碳干扰氧气体积的测定，装置F、G用于测定反应生成氧气的体积。 【解析】A．稀硫酸和碳酸钙反应时，反应生成的微溶硫酸钙覆盖在碳酸钙的表面，阻碍反应的继续进行，所以装置A中液体试剂选用稀盐酸而不选用稀硫酸，故A错误； B．由实验原理可知，该实验的实验目的是利用过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气的体积测定氧化钠的纯度，由分析可知，装置C中盛有的浓硫酸用于干燥二氧化碳气体，省略装置C，水蒸气与过氧化钠反应也能生成氧气，不会影响过氧化钠生成氧气的体积，所以不影响测定结果，故B正确； C．由分析可知，装置E中盛有的碱石灰用于吸收未反应的二氧化碳，防止二氧化碳干扰氧气体积的测定，故C错误； D．缺标准状况，无法计算56mL氧气的物质的量，所以无法计算氧化钠的纯度，故D错误； 故选B。 题型03 Na2O2与H2O、CO2反应中的电子转移问题 【典例】过氧化钠是宇宙飞船和潜水艇中氧气的主要来源，其作用原理中包含了反应。用表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是 A．11.2L含个氧原子 B．过氧化钠既是氧化剂又是还原剂 C．反应中每生成1mol转移4mol电子 D．10.6g溶于100mL水中，所得溶液的物质的量浓度为1mol/L 【答案】B 【解析】A．题目中没有说明在标准状况下，气体摩尔体积未知，故无法求解，A错误； B．该反应为歧化反应，过氧化钠中的氧既有升价又有降价，B正确； C．有2mol氧原子失去电子，变为产物中的O2，所以转移的电子数都是2mol，C错误； D．10.6gNa2CO3溶于水形成的100mL溶液，所得溶液的物质的量浓度为1mol/L（在物质的量浓度的配制中，体积指的是溶液的体积，并非指溶剂的体积），D错误； 故选B。 【变式】对于反应：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，下列说法正确的是 A．Na2O2是氧化剂，CO2是还原剂 B．该反应中电子转移的数目为4e- C．Na2O2既是氧化剂，又是还原剂 D．每有44gCO2与足量Na2O2反应，则固体增重56g 【答案】C 【分析】由方程式可知，反应物有4个-1价的O原子，而生成物中没有-1价的氧原子，只有-2价和0价的氧原子，故这是一个氧元素有升有降的歧化反应。 【解析】A．Na2O2既是氧化剂，又是还原剂，故A错误， B．没有已知反应物的物质的量，无法计算转移电子的数目，故B错误； C．Na2O2既是氧化剂，又是还原剂，故C正确； D．根据原子守恒，固体增重质量等于与参加二氧化碳物质的量相等的CO的质量，即1molCO的质量，增重28g，故D错误； 故选C。 题型04 Na2O2与H2O、CO2反应方程式正误判断 【典例】为检验某久置样品的成分，学习小组依次进行如下有关实验(样品盛放处空气的成分为、、、、稀有气体)。实验中涉及反应的离子方程式错误的是 A．将样品完全溶于水，产生气泡： B．向溶液中滴加溶液，产生白色沉淀： C．向沉淀中滴加稀醋酸，产生气体： D．将气体通入足量澄清石灰水，出现浑浊现象： 【答案】C 【解析】A．与水反应生成NaOH和，反应的离子方程式为：，A正确； B．向溶液中滴加溶液，产生白色沉淀，说明样品中含有，产生白色沉淀的离子方程式为：，B正确； C．向沉淀中滴加稀醋酸，醋酸与碳酸钙反应生成气体，反应的离子方程式为：，C错误； D．将气体通入足量澄清石灰水，出现浑浊现象，反应的离子方程式为：，D正确； 故选C。 【变式】如图实验装置用于验证某些物质的性质，在试管A中装入足量的固体NaHCO3，下列叙述不正确的是 A．B装置的作用是干燥CO2 B．在双球干燥管内发生反应的化学方程式为 C．双球干燥管和蚊香的实验现象是淡黄色的Na2O2逐渐转变为白色粉末，点燃的蚊香燃烧更加剧烈 D．若将干燥管内的Na2O2换成Na2O，则实验现象相同 【答案】D 【分析】碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳和水蒸气，通过浓硫酸干燥二氧化碳，二氧化碳和过氧化钠生成助燃性的氧气。 【解析】A．浓硫酸具有吸水性，能作干燥剂，B装置的作用是吸收CO2中的水蒸气，即干燥CO2，A正确； B．在双球干燥管内CO2与Na2O2反应反应生成氧气和碳酸钠，化学方程式为2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，B正确； C．碳酸钠为白色、过氧化钠为黄色固体，在双球干燥管中反应生成Na2CO3使固体由淡黄色变为白色，反应产生的O2有助燃性，能使点燃的蚊香燃烧更加剧烈，C正确；   D．若将Na2O2换成Na2O，Na2O与CO2反应生成Na2CO3，无O2生成，在CO2环境中蚊香逐渐熄灭，故实验现象不相同，D错误； 故选D。 【巩固训练】 1．将少量Na2O2分别放入盛有下列溶液的小烧杯中，最终不会有白色沉淀产生的是 A．MgSO4溶液 B．FeCl2溶液 C．Ca(HCO3)2溶液 D．饱和澄清石灰水 【答案】B 【分析】将少量Na2O2分别放入盛有液的小烧杯中，首先与溶液的水发生反应：2Na2O2+2H2O=4NaOH+ O2↑，然后看溶质是否与反应产生的NaOH发生反应。 【解析】A．MgSO4溶液与NaOH会发生反应：MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4，反应产生了白色沉淀，A不符合题意； B．Na2O2具有强氧化性，与FeCl2溶液反应最终生成氢氧化铁为红褐色沉淀，B符合题意； C．Ca(HCO3)2溶液中加入Na2O2，会发生反应：Ca(HCO3)2+2NaOH=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O，反应产生白色沉淀，C不符合题意； D．饱和澄清石灰水加入Na2O2固体，由于水发生反应消耗，溶质Ca(OH)2不能被溶解而析出，因此会形成白色沉淀，D不符合题意； 故答案为：B。 2．探究与水的反应，实验如图：(已知：、)下列分析错误的是 A．①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃 B．①、④中均发生了氧化还原反应和复分解反应 C．②、⑤中与的作用相同，产生气体的量也相同 D．通过③能说明BaO2不溶于盐酸 【答案】C 【分析】由实验流程可知，反应①为过氧化钠部分与水反应生成氢氧化钠和过氧化氢，部分与水反应生成氢氧化钠和氧气；反应②为具有强氧化性的酸性高锰酸钾溶液与过氧化氢溶液发生氧化还原反应生成硫酸钾、硫酸锰、氧气和水，使溶液褪色；反应③为溶液中过氧化氢与氯化钡溶液反应生成过氧化钡沉淀和盐酸；反应④为过氧化钡悬浊液与稀硫酸反应生成硫酸钡和过氧化氢，反应生成的过氧化氢部分分解生成氧气和水；反应⑤为在二氧化锰做催化剂作用下，过氧化氢分解生成氧气和水。 【解析】A．由分析可知，反应①、⑤均产生能使带火星的木条复燃的氧气，A正确； B．由分析可知，反应①为过氧化钠部分与水反应生成氢氧化钠和过氧化氢，部分与水反应生成氢氧化钠和氧气，反应④为过氧化钡悬浊液与稀硫酸反应生成硫酸钡和过氧化氢，反应生成的过氧化氢部分分解生成氧气和水，均发生了氧化还原反应和复分解反应，B正确； C．由分析可知，反应②为具有强氧化性的酸性高锰酸钾溶液与过氧化氢溶液发生氧化还原反应生成硫酸钾、硫酸锰、氧气和水，反应⑤为在二氧化锰做催化剂作用下，过氧化氢分解生成氧气和水，高锰酸钾和二氧化锰的作用不同，C错误； D．由分析可知，反应③为溶液中过氧化氢与氯化钡溶液反应生成过氧化钡沉淀和盐酸，故能说明BaO2不溶于盐酸，D正确； 故选C。 3．已知有机物完全燃烧时元素和元素一般转变为和。下列有机物各，在氧气中完全燃烧，于时将产物通过足量的固体后，固体增重大于的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】水、二氧化碳和反应方程式分别为、，根据方程式知，水和反应时固体质量增加量相当于质量，二氧化碳和反应时固体质量增加量相当于CO质量，将可燃物写出或CO或方式，如果恰好写为或CO或方式，则产物通过足量时固体质量不变，如果改写化学式时O原子有剩余，则反应前后固体质量减少，如果C原子有剩余，则固体质量增加，据此分析解答。 【解析】A．HCOOH可以改写成，O原子有剩余，所以反应前后固体质量增多小于5g，不符合，故A错误； B．该化学式可以改写为，所以反应前后固体质量增多等于5g，不符合，故B错误； C．该化学式可以改写为，C有剩余，则反应前后固体质量增多大于5g，符合，故C正确； D．该化学式可以改写为，则反应前后固体质量增多等于5g，故不符合，故D错误； 答案选C。 4．Na2O2与CO2反应能够产生O2，这一反应在呼吸面具、潜水艇及太空飞船中可为人体提供呼吸所用的O2。下面对该反应的说法中正确的是 A．这是一个氧化还原反应，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂 B．这是一个氧化还原反应，Na2O2是氧化剂，CO2是还原剂 C．这是一个氧化还原反应，Na2O2是还原剂，CO2是氧化剂 D．这是一个置换反应，有单质O2产生 【答案】A 【分析】Na2O2与CO2反应能够产生O2，反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，然后根据反应的特点判断发生反应的类型，并根据氧化还原反应的概念分析判断。 【解析】A．Na2O2与CO2反应方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，在该反应中O元素化合价由反应前Na2O2中的-1价部分变为反应后2Na2CO3中的-2价，部分变为O2的0价，而CO2的组成元素的化合价反应前后不变，所以这是一个氧化还原反应，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂，A正确； B．Na2O2与CO2反应方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，在该反应中O元素化合价由反应前Na2O2中的-1价部分变为反应后2Na2CO3中的-2价，部分变为O2的0价，而CO2的组成元素的化合价反应前后不变，所以这是一个氧化还原反应，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂，CO2只是一种反应物，不是还原剂，B错误； C．Na2O2与CO2反应方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，在该反应中O元素化合价由反应前Na2O2中的-1价部分变为反应后2Na2CO3中的-2价，部分变为O2的0价，而CO2的组成元素的化合价反应前后不变，所以这是一个氧化还原反应，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂，CO2只是一种反应物，不是氧化剂，C错误； D．置换反应是单质与化合物反应，产生新的单质和新的化合物的反应。在反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2中，反应物是两种化合物，没有单质参与，因此该反应不属于置换反应，D错误； 故合理选项是A。 5．过量的与混合，在密闭容器中充分加热后，最后排出气体，残留的物质应是 A．和 B．和 C． D．和 【答案】C 【解析】加热时碳酸氢钠分解生成二氧化碳和水，二氧化碳和水与过氧化钠反应，当碳酸氢钠过量时，生成二氧化碳、水均过量，则反应后生成的固体中不可能存在过氧化钠，过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，则最终产物为碳酸钠； 故选C。 6．取3g下列物质在氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后固体的质量恰好也增加了3g，则下列物质中不能满足上述结果的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根据2H2+O2=H2O、合并得”总方程式”：，即得到反应的关系式：H2~H2O~2NaOH~ Na2O2·H2，可知：反应后固体质量增加的恰为氢气的质量，同理2CO+O2=2CO2 、合并得”总方程式”： ， 即得关系式：CO~ CO2~Na2CO3~Na2O2·CO，则反应后固体质量增加的恰为CO的质量，有机物在足量的氧气中燃烧生成CO2和H2O，再与Na2O2发生反应使固体质量增加，可推知：有机物若可拆写成(CO)m(H2)n的形式，则反应后固体质量增加的恰为有机物的质量，例如可改写为(CO)6(H2)6，也满足上述结果，不能改写(CO)m(H2)n的形式，则不满足上述结果； 答案选D。 7．将a mol 和b mol 固体混合物在密闭容器中加热到250℃，让其充分反应，当剩余固体为、NaOH，排出气体为、时，值可能为 A．0.5 B．0.65 C．1.0 D．2.0 【答案】B 【分析】在密闭容器中加热到250℃，可能发生，，，反应生成气体产物为氧气、水蒸气、根据反应方程式，从质量守恒角度进行计算。 【解析】由题意可知，残存固体为，NaOH，生成气体为，，总反应为，故，a-b>0，，。故答案为B。 8．资料显示，干燥的二氧化碳跟过氧化钠反应比较困难，而潮湿的二氧化碳与过氧化钠反应则比较快。某课外活动小组设计了下列装置，验证这一现象。 步骤1：打开弹簧夹，关闭，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在a处，发现木条不复燃。 步骤2：打开弹簧夹，关闭，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在a处，发现木条复燃了。 （1）装置①产生的气体除外，还含有 (填化学式)。 （2）装置②中的试剂是 (填序号，下同)，装置③中的试剂是 。 a．饱和NaCl溶液    b．饱和溶液    c．浓 （3）过氧化钠跟二氧化碳反应的化学方程式是 。 （4）有同学提出质疑：“上述实验中带火星的木条复燃，不足以证明有水存在时过氧化钠跟二氧化碳发生了化学反应。”其理由是 。 【答案】（1）HCl （2）b c （3） （4）过氧化钠跟二氧化碳中混有的水也会反应生成氧气 【分析】①装置产生CO2，会混有挥发的盐酸，②装置为饱和碳酸氢溶液除去二氧化碳中盐酸③为浓硫酸吸水，④⑤为二氧化碳跟过氧化钠反应，⑥可以防止空气中二氧化碳、水进入④⑤，并燃烧检验生成气体O2。 【解析】（1）由分析知产生气体为CO2，会混有挥发的盐酸化学式为HCl； （2）②装置为饱和碳酸氢溶液除去二氧化碳中盐酸，故选b；③为浓硫酸吸水，故选c； （3）过氧化钠跟二氧化碳反应的化学方程式是 （4）带火星的木条复燃，不足以证明有水存在时过氧化钠跟二氧化碳发生了化学反应。”其理由是过氧化钠跟二氧化碳中混有的水也会反应生成氧气。 9．过氧化钠（Na2O2）可以作供氧剂，某学习小组的同学对过氧化钠的性质进行如下探究。 【查阅资料】 ①Na2O2是一种淡黄色固体，能与CO2发生反应生成一种气体和另一种物质； ②； 【探究一】二氧化碳与过氧化钠反应生成的气体。 设计收集生成气体的实验装置如图所示（图中铁架台未画出）。 （1）B中氢氧化钠溶液的作用是 ，当观察到C中澄清石灰水不变浑浊，说明二氧化碳已经除尽。写出澄清石灰水中溶质的化学式 。 （2）检验气体：将带火星的小木条伸入收集气体的D中，发现木条复燃，证明二氧化碳与过氧化钠反应生成的气体是 。 【探究二】二氧化碳与过氧化钠反应生成的另一种物质。 【猜想与假设】对反应生成的另一种物质提出了3种猜想。 猜想一：是氢氧化钠 猜想二：是碳酸钠 猜想三：是碳酸氢钠 （3）同学们对反应物中有关元素的组成分析，一致认为猜想一和猜想三不正确的，理由是 。 【进行实验】 （4）排除错误猜想后通过以下实验验证了另一种物质，完成实验报告。 实验操作 实验现象 实验结论 用试管取少量CO2与Na2O2反应后的固体溶于蒸馏水中，加入 溶液，振荡，观察现象。 产生 。 猜想二正确。 【答案】（1）除去未反应完的二氧化碳 （2）氧气 （3）参加反应的物质中不含氢元素，不可能生成氢氧化钠或碳酸氢钠 （4）氯化钙或稀盐酸 白色沉淀或气体 【分析】二氧化碳和过氧化钠生成氧气，氢氧化钠溶液能与过量二氧化碳反应生成碳酸钠和水，所以B中的氢氧化钠溶液的作用是除去A中未反应的二氧化碳，当观察到C中澄清石灰水不变浑浊，说明二氧化碳已除尽，因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，生成氧气使用D装置向上排空气法收集； 【解析】（1）由分析可知，B中氢氧化钠溶液的作用是除去未反应完的二氧化碳；澄清石灰水中溶质为氢氧化钙Ca(OH)2； （2）氧气具有助燃性，能使带火星木条复燃，故木条复燃，证明二氧化碳与过氧化钠反应生成的气体是氧气； （3）根据质量守恒可知，参加反应的物质中不含氢元素，不可能生成氢氧化钠或碳酸氢钠，故猜想一和猜想三不正确； （4）碳酸钠能和盐氯化钙生成白色碳酸钙沉淀、能和稀盐酸生成使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体，故方案为：用试管取少量CO2与Na2O2反应后的固体溶于蒸馏水中，加入氯化钙或稀盐酸溶液，振荡，观察现象，产生白色沉淀或气体，猜想二正确。 10．元素的“价态—类别”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图是Na的价类二维图，已知③④是碳酸盐，且④可用作单一膨松剂。 （1）NaH在野外可用作生氢剂，可以与水反应生成氢气和②，其反应方程式为： 。 （2）写出二维图中①中某种淡黄色固体的化学式 ，其阳离子与阴离子的个数比为 。 （3）烧碱溶液中通入一定量充分反应后，低温蒸去水后得到白色固体混合物X。 ①常温下，将得到的固体X重新溶于水，在所得溶液中加入盐酸，完全反应后，再将溶液蒸干，得到固体的质量为 g。 ②若白色固体为②③的混合物，要验证其组成，则加入的试剂的顺序为 （填字母序号）。 a．盐酸    b．溶液    c．溶液    d．溶液 ③若白色固体X为③④的混合物，下列实验方案中不能测定其中④质量分数的是 （填字母序号）。 a．取mgX充分加热，减重ng b．取mgX与足量稀硫酸充分反应，逸出的气体被足量碱石灰吸收，增重ng c．取mgX与足量溶液充分反应，过滤，洗涤，烘干得ng固体 d．取mgX与足量盐酸充分反应，加热，蒸干，灼烧得ng固体 【答案】（1） （2） （3）5.85 c b b 【分析】根据Na的价类二维图，可知①为过氧化钠（淡黄色固体）②为NaOH，③④是碳酸盐，且④可用作单一膨松剂，故③为④为，据此分析； 【解析】（1）在野外可用作生氢剂，其与水反应的化学方程式 ； （2）①为钠的氧化物，呈淡黄色，①为Na2O2，阳离子与阴离子的个数比为：2：1； （3）①常温下，将得到的固体X重新溶于水，在所得溶液中加入盐酸，完全反应后，再将溶液蒸干，最终为氯化钠固体，根据钠元素守恒，n(NaCl)＝n(NaOH)＝1 mol∙L−1×0.1L=0.1mol，得到固体的质量为0.1mol×58.5g∙mol−1＝5.85g； ②若要验证白色固体X组成是、，先加入氯化钡生成沉淀，说明含有碳酸钠，过滤，向滤液中加入氯化镁溶液，生成沉淀，说明含有NaOH，因此依次加入的试剂为cb； ③若白色固体X组成为Na2CO3、NaHCO3； a．取mgX充分加热，减重ng，根据减重和碳酸氢钠受热分解方程式能得到碳酸氢钠的质量，再计算NaHCO3质量分数，a不符合题意； b．取mgX与足量稀硫酸充分反应，逸出的气体被足量碱石灰吸收，增重ng，逸出的气体不仅是二氧化碳还有水蒸气，不清楚水蒸气具体多少，因此无法计算碳酸氢钠质量，无法计算NaHCO3质量分数，b符合题意； c．Ba(OH)2与NaHCO3反应生成BaCO3沉淀，与Na2CO3反应生成BaCO3沉淀，依据碳酸钠和碳酸氢钠混合物质量为m，生成碳酸钡沉淀质量为ng，根据碳元素守恒列式可以计算，c不符合题意； d．取mg X与足量盐酸充分反应，加热，蒸干，灼烧得n g固体为氯化钠，根据钠元素守恒列式计算，设碳酸钠amol，碳酸氢钠bmol，(2a+b)(23+35.5)=n，106a+84b=m，两式联立可求解，d不符合题意； 故选b； 11．钠元素在自然界中以多种化合物的形式存在，钠及其化合物在生产和生活领域有着广泛的应用。 （1）Na2O2、Na2CO3、NaHCO3是重要的化工原料，具有多种用途。 ①Na2O2可在呼吸面具和潜水艇中作为氧气的来源，请写出Na2O2与CO2反应的化学方程式 。 ②将一定量的Na2O2固体投入到含有下列离子的溶液中：Cl-、CO、HCO、Na＋，反应完毕后，溶液中上述离子数目几乎不变的有 (填离子符号)，上述离子中有一种离子数目明显减少，减少的原因是 （用离子方程式表示）。 ③查阅资料知：Na2O2在一定条件下可以转化为NaNO2，亚硝酸钠外观酷似食盐且有咸味，是一种常用的发色剂和防腐剂。误食NaNO2会导致血红蛋白中的Fe2＋转化为Fe3＋而中毒，误食NaNO2后可服用维生素C解毒。下列分析不正确的是 （填序号）。 A．NaNO2被还原         B．维生素C具有还原性 C．还原性：维生素C > Fe2＋        D．NaNO2是还原剂 （2）我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要工艺流程如下图所示(部分物质已略去)。 ①实验室模拟“侯氏制碱法”，下列操作未涉及的是 (填字母)。 A．  B．  C． D． ②下列联合制碱法流程说法正确的是 (填字母)。 A．CO2可以循环使用 B．副产物NH4Cl可用作肥料 C．溶液B中一定含有Na＋、NH、Cl- ③该工艺制得的纯碱中往往会含有杂质NaCl，为检验杂质的存在，简单的检验方案是：取少量试样溶于水后， 。 ④为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，取27.4g碳酸钠和碳酸氢钠的混合粉末样品，将其分成两等份。取其中一份加热到质量不再改变，冷却后称其质量为10.6g。该样品中Na2CO3的纯度是 ；将另一份和盐酸充分反应后生成的氯化钠的质量为 g。 【答案】（1）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 Cl- HCO + OH-= H2O + CO D （2）C ABC 加足量的稀硝酸至无气泡，再加硝酸银，若产生白色沉淀，则含有NaCl 38.7% 11.7 【分析】饱和氯化钠溶液中先通入氨气，使溶液呈碱性，再通入二氧化碳气体，生成碳酸氢钠，由于碳酸氢钠在水中溶解度较小，部分以固体形式析出，过滤后得碳酸氢钠固体和含碳酸氢钠滤液；碳酸氢钠固体受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；母液中通入氨气生成副产物氯化铵，据此分析； 【解析】（1）①Na2O2与CO2反应，生成Na2CO3和O2，化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2； ②Na2O2固体投入到溶液中发生，产物NaOH与反应，发生，所以溶液中 、、Na+数目都因此变化，只有Cl-未变。上述离子中数目明显减少，减少的原因是+ OH-=H2O+； ③A．反应过程Fe元素化合价升高，亚铁离子为还原剂，NaNO2为氧化剂，则NaNO2被还原，A正确；B．NaNO2为氧化剂，则维生素C具有还原性，B正确；C．根据氧化剂先和还原性强的物质发生反应，还原性：维生素C>Fe2+，C正确；D．结合上面分析，NaNO2是氧化剂，D错误；故选D； （2）①结合分析，分离固体和溶液用到过滤，碳酸氢钠受热分解需要灼烧，反应时需要先通入氨气，再通入二氧化碳，不需要蒸发结晶，故选C。 ②A.开始通入二氧化碳反应，最后碳酸氢钠受热分解生成的CO2可循环使用，故A正确；B.副产物NH4Cl是氮肥，可用作植物生长所需的肥料，故B正确；C.溶液B中主要是氯化钠、氯化铵饱和溶液，一定含有Na+、NH、Cl-，故C正确；故答案为：ABC； ③该工艺制得的纯碱中往往会含有杂质NaCl，可以用硝酸酸化的硝酸银检验氯离子，简单的检验方案是：取少量试样溶于水后，加足量的稀硝酸至无气泡，再加硝酸银，产生白色沉淀，则含有NaCl； ④加热时碳酸氢钠受热分解，发生反应的化学方程式，根据： m=8.4g，固体在该样品中Na2CO3的纯度是；NaHCO3的物质的量为，Na2CO3的物质的量为，根据Na元素守恒可知，氯化钠的质量为。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$