第1章 第2节 第2课时 钠与氧气的反应及钠的氧化物的研究方法（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一化学必修第一册学习笔记（鲁科版 山东海南专版）

本高中化学讲义聚焦钠与氧气的反应及钠的氧化物研究，系统梳理钠在常温与加热条件下分别生成氧化钠和过氧化钠的反应规律，通过实验探究表格、思考问题构建知识支架，对比氧化钠与过氧化钠的组成、性质及用途。 资料以“滴水生火”“吹气生火”魔术实验激发探究兴趣，运用比较法分析氧化物性质培养科学思维，结合判断正误、综合实验题提升科学探究与实践能力。课中辅助教师引导学生实验观察，课后练习题帮助学生巩固知识，深化物质结构决定性质的化学观念。

第2课时　钠与氧气的反应及钠的氧化物的研究方法 [核心素养发展目标]　1.会设计实验探究钠与氧气的反应，并能认识条件控制对实验研究的影响，增强科学探究与创新意识。2.通过比较的方法认识氧化钠和过氧化钠的性质，促进模型认知化学核心素养的发展。 一、实验法的应用——金属钠与氧气的反应 实验探究钠与氧气的反应 实验 操作 实验 现象 新切开的钠的切面具有银白色金属光泽，切面很快变暗 钠先熔化为光亮的小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，最后生成淡黄色固体 实验 结论 常温下钠易与氧气反应生成白色的氧化钠 加热或点燃条件下，钠与氧气反应生成过氧化钠 化学 方程式 4Na+O2===2Na2O 2Na+O2Na2O2 思考　上述金属钠与氧气反应的探究过程，用到的研究方法是　　　、　　　、　　　。  答案　观察法　实验法　比较法 1.判断正误 (1)钠与氧气反应时，条件不同，产物也不同(　　) (2)Na2O可由两种单质直接反应生成，Na2O2则不能(　　) (3)常温下，钠与氧气反应生成淡黄色固体(　　) (4)钠与氧气在蒸发皿中加热反应(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)× 2.将绿豆大小的金属钠投入干燥的热坩埚中，继续加热，片刻钠熔化，然后立即撤掉酒精灯，观察到：钠剧烈燃烧，发出黄色火焰，得到一种淡黄色固体。下列说法不正确的是(　　) A.用干燥的坩埚是为了避免钠与水反应 B.金属钠熔化说明其熔点低于坩埚 C.黄色火焰说明燃烧升温已使钠气化 D.得到淡黄色固体说明发生了物理变化 答案　D 解析　钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，用干燥的坩埚是为了避免钠与水反应，A项正确；金属钠熔化说明其熔点低于坩埚，B项正确；黄色火焰说明燃烧升温已使钠气化，气化后的钠燃烧形成火焰，C项正确；钠剧烈燃烧，得到淡黄色固体说明生成了新物质，发生了化学变化，D项错误。 二、比较法的应用——研究氧化钠和过氧化钠的性质 1.魔术实验 按照如图1、图2所示的操作分别完成“滴水生火”和“吹气生火”(可改用口吹)实验。 思考1　脱脂棉剧烈燃烧的原因是什么？ 提示　过氧化钠能与二氧化碳、水反应产生氧气并放出大量的热，故脱脂棉燃烧。 思考2　据上述的实验，请你推测过氧化钠的可能用途。 提示　可在呼吸面具或潜水艇中作供氧剂。 2.Na2O、Na2O2的比较 物质 氧化钠 过氧化钠 化学式 Na2O Na2O2 色、态 白色固体 淡黄色固体 阴、阳离子个数比 1∶2 1∶2 氧元素的化合价 -2 -1 生成条件 Na与O2常温下反应 Na与O2在点燃或加热条件下反应 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===2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑ 主要用途 用于制取NaOH、Na2CO3 用于制取漂白剂，作为呼吸面具和潜水艇的供氧剂 特别提醒　①Na2O2中的两个氧原子形成一个原子团过氧根离子()。 ②加热时，不稳定的Na2O易转化成更稳定的Na2O2，其化学方程式为2Na2O+O22Na2O2。 思考3　金属钠长期露置于空气中，会发生如下变化： 银白色(Na)―→变暗(生成Na2O)―→变为白色固体(NaOH)―→表面形成溶液(NaOH潮解)―→结块(吸收CO2形成Na2CO3·xH2O)―→白色粉末(Na2CO3) 试写出相关反应的化学方程式。 提示　4Na+O2===2Na2O Na2O+H2O===2NaOH 2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O Na2CO3+xH2O===Na2CO3·xH2O Na2CO3·xH2O===Na2CO3+xH2O 1.判断正误 (1)Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶1(　　) (2)Na2O与Na2O2分别与CO2反应的产物完全相同(　　) (3)Na2O与Na2O2均可与水反应产生氧气(　　) (4)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色的化学方程式是2Na2O2===2Na2O+O2↑(　　) (5)钾、钠、镁等活泼金属着火时，不能用泡沫灭火器灭火(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ 2.(2024·长沙高一检测)Na2O和Na2O2在下列哪些性质上是相同的(　　) A.与水反应后滴加酚酞所观察到的现象 B.与盐酸反应所观察到的现象 C.Na2O和Na2O2中氧元素化合价 D.长期放置在空气中的最终产物 答案　D 3.如图所示装置，试管b中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒。U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，下列说法正确的是(　　) A.U形管内浅红色的水褪色 B.试管b内溶液变红 C.气球a膨胀，充满氧气 D.U形管水位：d>c 答案　CD 解析　Na2O2和水反应放热，广口瓶内气体膨胀，U形管内c端液面下降、d端液面上升，浅红色的水不褪色，故A错误、D正确；Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气，气球a膨胀，充满氧气，试管b内溶液不变色，故B、C错误。 4.某同学用如图所示装置制取纯净的氧气。试回答下列问题(已知2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O)： (1)乙中Na2O2可能发生的反应为　　　　　　(写化学方程式)。 (2)丙中NaOH溶液的作用是　　　　　　　，丁中浓硫酸的作用是　　　　　　　　　　。  (3)若把原装置连接顺序改为甲→丙→丁→乙→戊，则在装置戊中能否收集到氧气？　　　(填“能”或“不能”)，原因是　　　　　　　　。  答案　(1)2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑、2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2　(2)吸收混合气体中的CO2　吸收混合气体中的水蒸气　(3)不能　NaHCO3分解产生的CO2、H2O已分别被NaOH溶液和浓硫酸吸收 解析　甲装置用于分解NaHCO3产生CO2、H2O，乙装置用于Na2O2与CO2、H2O反应，丙装置用于吸收混合气体中未反应的CO2，丁装置用于干燥气体(除去混合气体中的水蒸气)。 课时对点练 [分值：100分] [1~8题，每小题5分] 题组一　钠与氧气的反应 1.等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，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.第一块钠失去电子数多 B.两块钠失去电子数一样多 C.第二块钠的反应产物质量较大 D.两块钠的反应产物质量一样大 答案　B 解析　不论是加热还是常温缓慢氧化，最终都是→，故等质量的两块钠失去的电子数一样多；但加热时产物为Na2O2，而常温时产物为Na2O，故第一块钠的反应产物质量大，B正确。 2.下列关于钠与氧气反应的说法正确的是(　　) A.钠与少量的氧气反应生成氧化钠，Na与过量的氧气反应生成Na2O2 B.切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗，发生反应：2Na+O2===Na2O2 C.钠久置于空气中，可以和空气中的有关物质反应，最终生成碳酸氢钠 D.将一小块钠放在坩埚中，用酒精灯加热后，钠先熔化，然后剧烈燃烧，生成过氧化钠 答案　D 解析　钠与氧气反应的产物与反应的条件有关，与反应物的用量无关，A项错误；钠常温下与O2反应生成氧化钠，B项错误；Na久置于空气中，一般条件下，NaNa2ONaOHNaOH潮解结块(形成Na2CO3·xH2O)―→Na2CO3，C项错误。 题组二　Na2O和Na2O2的性质及比较 3.(2025·福州高一期末)2020年“奋斗者”号载人潜水器突破万米下潜深度，为保证长时间潜水，需要在潜水器里配备Na2O2。下列关于Na2O2的说法正确的是(　　) A.是一种白色固体 B.其中氧元素为-2价 C.可以作为供氧剂 D.加入紫色石蕊溶液中，溶液最终变成蓝色 答案　C 4.下列关于Na2O和Na2O2的叙述不正确的是(　　) A.Na2O在空气中加热可以转化为Na2O2 B.将Na2O加入酚酞溶液中，溶液先变红后褪色 C.Na2O2、Na2O分别与CO2反应后，固体质量均增加 D.可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2 答案　B 解析　将Na2O加入酚酞溶液中，氧化钠会和水反应生成NaOH，溶液变红色但不褪色，故B错误；根据方程式：Na2O+CO2===Na2CO3、2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2，可知Na2O2、Na2O与CO2反应后，固体质量均增加，故C正确；Na2O2与水反应会生成碱和氧气，而Na2O和水反应只生成碱，所以可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2，故D正确。 5.为探究Na2O2与H2O的反应，某学习小组将1~2 mL水滴入盛有1~2 g过氧化钠固体的试管中，下列有关说法不正确的是(　　) A.该实验可以用带火星的木条来检验生成的气体是否为氧气 B.该实验可以直接用手轻轻触摸试管外壁来感受反应的热量变化 C.该实验生成的溶液可以使紫色石蕊溶液变红 D.该实验可以说明过氧化钠可在潜水艇中作为氧气的来源 答案　C 解析　带火星的木条复燃，可检验Na2O2与H2O反应生成氧气，故A正确；Na2O2与H2O反应放出热量，可以用手轻轻触摸试管外壁感受反应的热量变化，故B正确；Na2O2与H2O反应生成氧气，可在潜水艇中作为氧气的来源，故D正确。 题组三　钠及其化合物的相关综合 6.(2024·长沙高一检测)下列有关钠及其化合物的叙述正确的是(　　) ①金属钠着火时用泡沫灭火器灭火　②Na2O2久置空气中变成白色　③切开的金属钠暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗：2Na+O2===Na2O2　④Na2O可用于制取NaOH A.①③ B.②③④ C.②③ D.②④ 答案　D 解析　金属钠着火时燃烧产生的Na2O2与CO2、水反应产生O2，导致火势加剧，因此不能用泡沫灭火器灭火，应该使用干土或沙子灭火，①错误；切开的金属钠暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗是由于Na与O2在常温下反应产生Na2O，化学方程式为4Na+O2===2Na2O，③错误。 7.已知A是一种金属单质，B显淡黄色，A、B、C、D之间的转化关系如图所示，下列说法错误的是(　　) A.C是碳酸钠 B.D应密封保存 C.A与O2反应只能生成B D.反应①②中生成的气体相同 答案　C 解析　A为金属单质，与O2在加热条件下反应生成淡黄色的B，则A为Na，B为Na2O2，C为Na2CO3，D为NaOH，A项正确；NaOH易吸收空气中的水分，且能与CO2反应，故应密封保存，B项正确；常温下，Na与O2反应生成Na2O，C项错误；反应①为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2，反应②为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑，D项正确。 8.(2024·济南高一检测)下列关于钠及其化合物的叙述正确的是(　　) A.钠与氧气反应时，氧气用量不同，反应产物不同 B.金属钠与四氯化钛溶液反应置换出钛 C.Na2O2和Na2O长期置于空气中，最终产物相同 D.Na2O2可与H2O反应，所以Na2O2可作气体干燥剂 答案　C 解析　钠与氧气反应时，反应条件不同，反应产物不同，常温生成氧化钠，燃烧生成过氧化钠，A 错误；钠与四氯化钛溶液反应，钠先与水反应，不能置换出金属钛，B错误；Na2O2和Na2O长期置于空气中，最终都生成Na2CO3，C正确。 [9~12题，每小题8分，有一个或两个选项符合题目要求] 9.(2024·沈阳高一检测)如图所示，若锥形瓶内是水，分液漏斗内的液体是盐酸，向烧杯内滴加盐酸时，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，则烧杯内的物质是(　　) A.过氧化钠 B.氧化钠 C.钠 D.石灰石 答案　B 解析　根据实验现象可知反应时放热，且该反应没有气体生成，以此解题。过氧化钠溶于盐酸放出热量生成氧气，使容器内温度升高，压强增大，U形管内液面左边低于右边，但恢复到原温度后液面左边仍比右边低，A错误；氧化钠与盐酸反应放出热量，使容器内温度升高，压强增大，U形管内液面左边低于右边，反应中没有气体生成，恢复到原温度后液面左边与右边基本相平，B正确；钠与盐酸反应放热并生成氢气，使容器内温度升高，压强增大，U形管内液面左边低于右边，但恢复到原温度后液面左边仍然比右边低，C错误；石灰石和盐酸反应生成二氧化碳，恢复到原温度后液面左边仍然比右边低，D错误。 10.(2024·菏泽高一期末)下列各组物质相互混合反应，最终有白色沉淀生成的是(　　) A.金属钠投入到MgCl2溶液中 B.Na2O2投入到CuSO4溶液中 C.Ca(OH)2溶液和Na2CO3溶液 D.向CaCl2溶液中通入少量CO2 答案　AC 解析　A项，金属钠投入到MgCl2溶液中，钠和水反应生成NaOH和氢气，NaOH和MgCl2反应生成白色沉淀Mg(OH)2；B项，Na2O2投入到CuSO4溶液中，过氧化钠和水反应生成NaOH和氧气，NaOH和硫酸铜反应生成蓝色氢氧化铜沉淀；C项，Ca(OH)2溶液和Na2CO3溶液反应生成白色沉淀碳酸钙；D项，CaCl2与CO2不反应。 11.某实验小组通过如图所示实验装置探究Na2O2与水的反应，下列说法正确的是(　　) A.②中大量气泡的主要成分是H2 B.③中溶液变红，说明有酸性物质产生 C.④中溶液红色褪去可能是溶液中含有漂白性物质 D.⑤中MnO2的主要作用是降低水中氧气的溶解度 答案　C 解析　A项，Na2O2与水反应生成NaOH和氧气，则②中大量气泡的主要成分是O2，错误；B项，滴有酚酞的溶液变红，说明溶液显碱性，即有碱性物质生成，错误；C项，④中溶液红色褪去，说明Na2O2与水反应过程中生成了具有漂白性的物质，正确；D项，⑤中加入MnO2产生较多气泡，说明溶液中存在H2O2，MnO2的主要作用是做催化剂，错误。 12.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.装置A中锌粒可用铁粉代替 B.装置B中盛放碱石灰，目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气 C.装置C加热前，必须先用试管在干燥管管口处收集气体，检验气体纯度 D.装置D中的试剂用碱石灰代替无法达到实验目的 答案　CD 解析　盐酸易挥发，B装置中应为碱石灰，目的是除去A中挥发出来的HCl和水蒸气，故B错误；氢气具有可燃性，不纯时加热易发生爆炸，则加热试管前，必须先用试管在干燥管管口处收集气体并点燃，通过爆鸣声检验气体的纯度，故C正确；装置D中的无水硫酸铜是检验Na2O2和H2反应是否生成了H2O，用碱石灰代替无法达到目的，故D正确。 13.(8分)A、B、C是三种常见的化合物，A为淡黄色固体。它们之间的转化关系如图所示。 (1)A的化学式是　　　　，B的化学式是　　　　。  (2)写出甲+B―→C+丙的化学方程式：　　　　　　　。  (3)写出A的一种重要用途：　　　　。  答案　(1)Na2O2　H2O (2)2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ (3)做呼吸面具中的供氧剂(其他合理答案也可) 解析　A为淡黄色固体，则A可能为Na2O2，由甲A(Na2O2)可推断出甲可能为Na；由于Na、Na2O2均可与化合物H2O反应，可推知B为H2O，则C为NaOH，乙为O2，丙为H2，经丙(H2)+乙(O2)B(H2O)验证，上述推断合理。所以A、B、C分别为Na2O2、H2O、NaOH，甲、乙、丙分别为Na、O2、H2。 14.(10分)实验室有一瓶淡黄色粉末，标签已脱落。某学习小组为确定其成分，进行如下实验探究。 [提出猜想]　淡黄色粉末成分可能是： 猜想一：硫黄； 猜想二：过氧化钠。 [实验步骤] ①按图组装仪器；②……；③打开分液漏斗，滴加水；④用带火星的木条靠近导气管的尖嘴处。 [实验现象]　试管中反应剧烈，产生大量气泡；带火星的木条复燃；小烧杯中的导管口有气泡冒出；试管内最终得到无色溶液。 [结论与分析] (1)实验步骤②进行的操作是　　　　　(填字母)。  A.先加入试剂，后检查装置气密性 B.先检查装置气密性，后加入试剂 (2)根据上述现象分析，猜想　　　　　正确。  (3)带火星的木条复燃，说明反应生成的气体是　　　　　(填化学式)。  (4)小烧杯中的导管口有气泡冒出，说明淡黄色粉末与水反应　　　　　(填“放热”或“吸热”)。  (5)淡黄色粉末与水反应的化学方程式为　　　　　　　。  (6)试管内最终得到无色溶液，加入酚酞会　　　　(填“变红”或“变蓝”)。  答案　(1)B　(2)二　(3)O2　(4)放热　(5)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑　(6)变红 解析　(2)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，氧气具有助燃性，可以使带火星的木条复燃，根据上述现象分析，猜想二正确。(4)气体受热膨胀，小烧杯中的导管口有气泡冒出，说明淡黄色粉末与水的反应是放热的。(5)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，淡黄色粉末与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。(6)试管内最终得到NaOH溶液，加入酚酞会变红。 15.(10分)(2025·石家庄期中)某实验小组同学用如图所示装置进行实验，验证在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。 (1)仪器A的名称为　　　。  (2)装置C中试剂为　　　溶液。  (3)装置D中反应的化学方程式为①2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、②　　　(写出②的化学方程式)。  (4)某同学认为该装置存在某处缺陷，可能导致结论相反，应改进为　　　　　　　　　　　　。改进后开始实验，当装置内气流平稳后开始收集气体，该气体能使带火星木条复燃，证明过氧化钠可作供氧剂。  (5)实验中装置D中固体由淡黄色完全变为白色。欲验证白色固体中含有NaOH，实验方案为取少量装置D中反应后的固体溶于水，向溶液中加入　　　，过滤，向滤液中滴入几滴酚酞溶液，若溶液变红且不褪色，则证明固体中含有NaOH。  答案　(1)分液漏斗　(2)饱和NaHCO3 (3)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 (4)在装置D、装置E间连接一个装NaOH溶液的洗气瓶 (5)过量CaCl2溶液 解析　(2)装置C的作用是除掉挥发的HCl，用饱和NaHCO3溶液。 (3)装置D中还有CO2与Na2O2反应，反应的化学方程式为2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2。 (4)装置D中收集到的氧气中含有CO2，不能使带火星的木条复燃，故改进的措施为在装置D、装置E间连接一个装NaOH溶液的洗气瓶，除掉可能剩余的CO2。 (5)装置D中白色固体为碳酸钠和NaOH的混合物，欲验证白色固体中含有NaOH，实验方案为取少量装置D中反应后的固体溶于水，向溶液中加入过量CaCl2溶液，会生成碳酸钙沉淀，过滤，向滤液中滴入几滴酚酞溶液，若溶液变红且不褪色，则证明固体中含有NaOH。 学科网（北京）股份有限公司 $