内容正文:
第一节 钠及其化合物
第2课时 氧化钠和过氧化钠
一、基础巩固
题组1.氧化钠与过氧化钠的比较
1.下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( )
A.Na2O和Na2O2均可与盐酸反应,故二者均为碱性氧化物
B.Na2O在一定条件下可以转化为Na2O2
C.Na2O与H2O的反应属于化合反应,而Na2O2与H2O的反应属于氧化还原反应,其中Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂
D.在呼吸面具中,Na2O常作供氧剂
2.下列有关钠的氧化物的叙述错误的是( )
A.Na2O2吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具的供氧剂
B.Na2O2是淡黄色物质,Na2O是白色物质
C.向加入Na2O2的水溶液中滴入酚酞时先变红,后褪色
D.Na2O与Na2O2都能与水反应且产物相同
3.以不同类别物质间的转化为线索认识钠及其化合物。
下列分析不正确的是( )
A.反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质
B.反应④说明Na2O2属于碱性氧化物
C.反应④、⑤中,只有Na2O2中氧元素的化合价发生变化
D.上述转化中发生的反应有化合反应、置换反应
题组2.过氧化钠与H2O、CO2反应
4.(2025·南京航空航天大学附中期中)Na2O2是常用的供氧剂,下列说法不正确的是( )
A.Na2O2可由Na在空气中加热生成
B.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶1
C.Na2O2与水反应生成O2的化学方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
D.Na2O2与CO2反应,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
5.如图所示,若锥形瓶内是水,分液漏斗内的液体也是水,向烧杯内滴加水时,发现U形管内液面左边低于右边,恢复到原温度后液面左边与右边基本相平,则烧杯内的物质可能是( )
A.过氧化钠 B.氧化钠
C.钠 D.氯化钠
6.向过氧化钠与水反应后的溶液中滴加酚酞,溶液先变红后褪色。某小组欲探究其原因,进行如图所示的实验。实验①取反应后的溶液加入二氧化锰,立即产生大量气体,并使带火星的木条复燃;实验②③中溶液红色均不褪去。下列分析错误的是( )
A.过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
B.实验②③可证明使溶液褪色的不是氢氧化钠和氧气
C.过氧化钠与水反应可能生成了具有强氧化性的H2O2,可使溶液褪色
D.等实验①中溶液无气泡产生时,取上层清液,再滴加酚酞溶液,溶液可能变红
7.将少量Na2O2分别放入盛有下列溶液的小烧杯中,最终会有白色沉淀产生的是( )
①MgSO4溶液 ②FeCl2溶液 ③Ca(HCO3)2溶液 ④饱和澄清石灰水
A.①②③ B.②④
C.①③④ D.①②③④
题组3.过氧化钠的强氧化性
8.向紫色石蕊溶液中加入较多Na2O2粉末,充分振荡后,可观察到的现象是( )
A.溶液变为红色
B.颜色无明显变化,但产生气泡
C.溶液中有气泡产生,溶液最终变为无色
D.溶液最终变为蓝色
9.下列反应中,Na2O2只表现氧化性的是( )
A.2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
B.2Na2O2+2H2SO42Na2SO4+2H2O+O2↑
C.Na2O2+SO2Na2SO4
D.5Na2O2+2KMnO4+8H2SO45Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
二、能力提升
10.为了探究Na2O2与H2反应的产物,设计如图所示的装置进行实验,下列说法错误的是( )
A.打开a、b一段时间后再点燃酒精灯
B.碱石灰的作用是除去氢气中的水蒸气和HCl
C.用Na2O2与H2O反应制备氧气可以用启普发生器
D.一段时间后Na2O2变成白色粉末,无水硫酸铜不变蓝,说明Na2O2和H2反应生成NaOH
11.超氧化钾(KO2)与Na2O2的性质相似,广泛应用于航天和潜水的供氧剂。下列说法正确的是( )
A.KO2中氧元素的化合价为-1价
B.KO2中阴、阳离子个数之比为2∶1
C.71 g KO2与足量CO2反应后,固体质量减少4 g
D.KO2与水反应生成O2和KOH
12.一定温度下,w1 g下列物质在足量的O2中充分燃烧后,将燃烧产物与足量的Na2O2充分反应,固体增重w2 g,若w1>w2,则符合此条件的是( )
A.CO
B.H2和CO的混合气体
C.HCOOH
D.CH3CHO
13.如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理的装置图(夹持仪器略)。
(1)A装置中盛放稀盐酸的仪器名称是 。
(2)B装置可除去A装置中可能挥发出的 。
(3)C装置为O2的发生装置,反应的化学方程式为 、 。
(4)D装置可除去C装置中未反应的少量气体,反应的离子方程式为 。
14.为了探究“二氧化碳是否在水存在时才能与过氧化钠反应”,某课题研究小组的同学们设计了如图的实验装置,分别进行了甲、乙两次实验:
实验甲:干燥的二氧化碳和过氧化钠的反应。在干燥的试管Ⅱ中装入Na2O2,在通入CO2前,关闭K1和K2。在试管Ⅰ内装入液态试剂X后,打开K1和K2,通入CO2,几分钟后,将带火星的木条插入试管Ⅲ的液面上,观察到木条不复燃,且Ⅱ中的淡黄色没有变化。
实验乙:潮湿的二氧化碳和过氧化钠的反应。在试管Ⅰ内装入液态试剂Y,其他操作同实验甲。观察到木条复燃,且Ⅱ中的淡黄色变为白色。
试填写下列空白。
(1)在装入Na2O2后,通入CO2前,关闭K1和K2的目的是 。
(2)在实验甲中,试剂X是 ;在实验乙中,试剂Y是 。
(3)根据上述两个实验现象,得到的结论是 。
(4)为了确保实验现象的准确性,制备CO2所用的反应物最好选用 (填字母)。
A.大理石 B.小苏打 C.烧碱 D.盐酸 E.稀硫酸 F.稀硝酸
参考答案
1.B 2.D 3.B 4.B 5.B
6.A 解析 过氧化钠与水反应不需要催化剂,H2O2分解可用MnO2作催化剂,A错误;实验②、③作为对照实验,能证明使溶液褪色的不是氢氧化钠和氧气,B正确;根据反应后向溶液中加入二氧化锰后迅速产生大量气体可判断过氧化钠与水反应可能生成了具有强氧化性的H2O2,从而使溶液褪色,C正确;过氧化钠与水反应会生成氢氧化钠,故等实验①溶液无气泡产生时,取上层清液,再滴加酚酞溶液,溶液可能变红,D正确。
7.C 解析 将少量Na2O2分别放入盛有题中各溶液的小烧杯中,Na2O2先与溶液中的水反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,然后看溶质是否与产生的NaOH反应。①中MgSO4与NaOH会发生反应MgSO4+2NaOHMg(OH)2↓+Na2SO4,产生白色沉淀;②FeCl2具有还原性,Na2O2与水反应会生成NaOH和O2,生成的O2可将Fe2+氧化为Fe3+,最后会生成红褐色沉淀;③Ca(HCO3)2溶液与少量NaOH会发生反应Ca(HCO3)2+NaOHCaCO3↓+NaHCO3+H2O,产生白色沉淀;④向饱和澄清石灰水中加入Na2O2固体,由于水参加反应被消耗,溶质Ca(OH)2会析出,因此会形成白色沉淀。C正确。
8.C 解析 向紫色石蕊溶液中加入较多Na2O2粉末,充分振荡,发生反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,反应生成氧气,故产生气泡,且Na2O2与H2O反应产生的H2O2具有强氧化性,可以漂白溶液使其褪色;故选C。
9.C 解析 过氧化钠分别与H2O和H2SO4反应时,Na2O2既表现出氧化性又表现出还原性,A项、B项不符合题意;过氧化钠与SO2反应,Na2O2中氧元素的化合价降低,只表现出氧化性,C项符合题意;过氧化钠与KMnO4和H2SO4的混合溶液反应,Na2O2中氧元素的化合价只升高,只表现出还原性,D项不符合题意。
10.C 解析 氢气加热前需要验纯,因此要先打开a、b一段时间排除装置中的空气,防止气体不纯发生爆炸,故A正确;盐酸具有挥发性,制取的氢气中含有水蒸气和HCl,二者都干扰实验,需要用碱石灰吸收,故B正确;启普发生器用于块状固体和液体的反应,过氧化钠为粉末状固体,不适合用启普发生器,故C错误;无水硫酸铜不变蓝,没有水生成,则氢元素只能以氢氧化钠的形式留在试管内,反应的化学方程式为Na2O2+H22NaOH,故D正确。
11.D 解析 KO2中钾元素的化合价为+1价,则氧元素的化合价为-价,A错误;KO2是由K+和构成,其阴、阳离子个数比为1∶1,B错误;KO2与CO2发生反应的化学方程式为4KO2+2CO22K2CO3+3O2,若有4×71 g KO2固体参加反应,固体质量减少3×32 g-2×44 g=8 g,则71 g KO2与足量CO2反应后,固体质量减少2 g,C错误;超氧化钾(KO2)与Na2O2的性质相似,故KO2与水反应生成O2和KOH,D正确。
12.C 解析 H2、CO或H2和CO的混合气体完全燃烧的产物与足量Na2O2反应后,固体增加的质量相当于燃烧前原气体的质量,同时物质的分子式可写成(CO)m(H2)n形式的物质也符合该结论。HCOOH不能改写成(CO)m(H2)n的形式,则不满足上述结论,HCOOH可改写为CO2·H2,其中有一半氧元素没有被固体吸收,最后固体增加质量小于HCOOH的质量;CH3CHO可改写为CO·C·(H2)2的形式,也不符合上述结论,该物质充分燃烧后的产物被Na2O2吸收后,相当于Na2O2还吸收了一部分O2的质量,最后固体增加的质量大于CH3CHO的质量。
13.答案 (1)分液漏斗 (2)HCl
(3)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
(4)2OH-+CO2C+H2O
解析 装置A产生二氧化碳,装置B除去挥发出的氯化氢,装置C用过氧化钠和水、二氧化碳反应产生氧气,装置D用氢氧化钠溶液除去过量的二氧化碳,装置E用排水法收集氧气。
(1)A装置为CO2的发生装置,反应物为大理石和稀盐酸,盛放稀盐酸的仪器为分液漏斗。
(2)B装置中有饱和碳酸氢钠溶液,可除去A装置中可能挥发出的HCl。
(3)装置C用过氧化钠和水、二氧化碳反应产生氧气,反应的化学方程式分别为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。
(4)D装置中氢氧化钠溶液可除去C装置中未反应的CO2,该反应的离子方程式为2OH-+CO2C+H2O。
14.答案 (1)防止Na2O2受潮(合理即可)
(2)浓硫酸 饱和NaHCO3溶液(合理即可)
(3)二氧化碳只有在水存在时才能与过氧化钠反应
(4)BE
解析 (1)因实验目的是探究Na2O2与CO2的反应是否需要水的存在,故反应时可先让Na2O2与干燥的CO2反应,然后再与潮湿的CO2反应。所以实验前要防止Na2O2受潮,故关闭K1、K2的目的是防止Na2O2受潮。
(2)实验甲中,液态试剂X是为了干燥CO2,故X为浓硫酸。实验乙中,液态试剂Y是为了使CO2潮湿且不与CO2作用,故可选用饱和NaHCO3溶液或水等。
(3)干燥的二氧化碳通过过氧化钠,然后将带火星的木条插入试管Ⅲ的液面上,观察到木条不复燃,且Ⅱ中的淡黄色没有变化,说明没有氧气生成,即干燥的二氧化碳与过氧化钠不反应;在试管Ⅰ内装入液态试剂Y,其他操作同实验甲,观察到木条复燃,且Ⅱ中的淡黄色变为白色,说明混有水蒸气的二氧化碳与过氧化钠反应;因此可得实验结论:二氧化碳只有在水存在时才能与过氧化钠反应。
(4)因盐酸、硝酸具有挥发性,反应产生的CO2气体中会混有HCl、HNO3等干扰实验,又因硫酸钙微溶,故CO2的制取不能选用稀硫酸与大理石,因此,只能选用稀硫酸和小苏打制取CO2。
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