内容正文:
第2课时 钠的几种化合物(一) 氧化钠和过氧化钠
◆ 学习任务 氧化钠和过氧化钠
【课前自主预习】
1.Na2O的性质
氧化钠是一种 色固体。
[注意] Na2O由Na+和O2-构成,阴、阳离子数之比为1∶2。
从物质分类的角度来看,Na2O属于氧化物;也属于碱性氧化物,具有碱性氧化物的化学通性。Na2O和CaO的化学性质相似,能与水、酸性氧化物、酸发生反应。
(1)与水反应:Na2O+H2O 。
(2)与酸性氧化物反应:Na2O +CO2 。
(3)与酸反应:Na2O+2HCl 。
2.Na2O2的性质
Na2O2是一种 色固体。
[注意] Na2O2由Na+和构成,阴、阳离子数之比为1∶2。
从物质分类的角度来看,Na2O2属于氧化物,也属于过氧化物,不属于碱性氧化物。
(1)与水反应[实验探究]
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,用pH试纸检验溶液呈
Na2O2与水反应放热,化学方程式为
(2)与CO2反应
Na2O2与CO2反应的化学方程式是 ,可在呼吸面具或潜水艇中作为 的来源。
【情境问题思考】
小明在课堂上进行了化学魔术小实验“滴水生火”“吹气生火”,如图所示:
问题一:脱脂棉(用化学方法处理的棉花)易着火燃烧。用脱脂棉包裹的过氧化钠“滴水生火”,其原理是什么?
问题二:用脱脂棉包裹的过氧化钠“吹气生火”,其原理是什么?
【核心知识讲解】
1.列表比较Na2O和Na2O2的性质
氧化物
Na2O
Na2O2
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
与水反应
Na2O+H2O2NaOH
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2Na2CO3
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
与酸反应
Na2O+2H+2Na++H2O
2Na2O2+4H+4Na++2H2O+O2↑
所属类别
碱性氧化物
不是碱性氧化物,属于过氧化物
转化
2Na2O+O22Na2O2
[注意] Na2O2与酸溶液反应,除生成盐和水外,还生成O2,故Na2O2不属于碱性氧化物,而属于过氧化物。
2.Na2O2与CO2、H2O反应的定量关系
(1)电子转移关系
Na2O2与CO2或H2O反应时,每生成1个O2分子均转移2个电子,且Na2O2既是氧化剂又是还原剂,氧化剂与还原剂的质量比为1∶1。
(2)CO2、H2O与O2的分子数目关系
无论CO2和H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2和H2O与生成O2的分子数目关系均为2∶1。
(3)固体质量关系
分析反应的化学方程式,可得下列关系式:
Na2O2Na2CO3(组成相当于Na2O2·CO)
Na2O22NaOH(组成相当于Na2O2·H2)
相当于Na2O2固体只吸收了CO2中的CO或H2O中的H2。
(4)反应先后关系
一定量Na2O2固体与一定量CO2、H2O(g)混合气体反应时,由于NaOH与CO2反应生成Na2CO3和H2O,分析此类问题时,可按照以下顺序进行:Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,剩余Na2O2再与H2O(g)反应。
【知识迁移应用】
例1 氧化钠和过氧化钠是钠的两种氧化物,下列有关二者性质对比的叙述正确的是 ( )
①均能与CO2反应
②均能与水反应且水溶液呈碱性
③氧元素的化合价相同
④均为碱性氧化物
⑤Na2O2既有氧化性又有还原性,Na2O一般不易发生氧化还原反应
A.①②③ B.①②⑤ C.①②④⑤ D.全部
例2 用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末,置于陶土网上,往脱脂棉上滴水,可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。
(1)由上述实验现象所得出的有关过氧化钠跟水反应的结论:第一,有氧气生成;第二, 。过氧化钠跟水反应的化学方程式为 ,其中还原剂是 。
(2)某研究性学习小组拟用如图所示装置进行实验,来证明上述结论。
用以验证第一条结论的实验方法是将带火星的小木条放在 ,说明反应生成了氧气。用以验证第二条结论的实验方法及现象是将锥形瓶上的导管的末端 。
[归纳总结] 基于氧元素价态认识Na2O2的氧化性和还原性
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)Na2O、Na2O2都是淡黄色固体,在空气中均能稳定存在。 ( )
(2)Na2O、Na2O2与水反应时,都能生成NaOH,故二者都是碱性氧化物。 ( )
(3)Na2O2投入滴有酚酞的水中,溶液先变红后褪色。 ( )
(4)Na2O、Na2O2都能与CO2反应生成Na2CO3,都是氧化还原反应。 ( )
2.[2025·河北邢台一中高一检测] 下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是 ( )
A.Na2O2、Na2O久置于空气中变为白色NaOH固体
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
3.某实验小组通过如图所示实验,探究Na2O2与水的反应。下列说法错误的是 ( )
A.②中的大量气泡主要成分是氢气
B.③中溶液变红,说明有碱性物质生成
C.④中现象可能是溶液中含有强氧化性物质造成的
D.⑤中MnO2的主要作用是验证溶液中存在H2O2
4.实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理的装置如图所示。
(1)B装置可除去A装置中可能挥发出的 ,B装置中发生反应的离子方程式为 。
(2)C装置为O2的发生装置,发生反应的化学方程式为 、 。
(3)D装置可除去C装置中未反应的 ,发生反应的离子方程式为 。
(4)C装置中固体由淡黄色完全变为白色,检验固体成分的实验方案:
取少量C装置中反应后的固体溶于水,向溶液中滴入过量 溶液,若有白色沉淀生成,则证明固体中含有 ;过滤,向滤液中滴入几滴酚酞溶液,若 且不褪色,则证明固体中含有 。
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第2课时 钠的几种化合物(一) 氧化钠和过氧化钠
【新课探究】
学习任务
课前自主预习
1.白 (1)2NaOH (2)Na2CO3 (3)2NaCl+H2O
2.淡黄
(1)复燃 碱性 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
(2)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 氧气
情境问题思考
问题一:提示:Na2O2与水反应生成NaOH和O2,同时放出大量的热,使脱脂棉达到着火点而着火燃烧。
问题二:提示:人呼出的气体中含有CO2、H2O(g),二者均与Na2O2反应生成O2,并放出大量的热,促使脱脂棉着火燃烧。
知识迁移应用
例1 B [解析] 两者中氧元素的化合价不相同,氧化钠中氧元素是-2价,过氧化钠中氧元素是-1价,③错误;氧化钠为碱性氧化物,过氧化钠不是碱性氧化物,④错误。
例2 (1)放出热量 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ Na2O2 (2)试管口上的导管的末端,若木条复燃 插入盛有水的烧杯中,若导管口有气泡冒出,说明反应放出热量
[解析] (1)脱脂棉的燃烧,除有氧气存在以外,还需要可燃物的温度达到着火点;脱脂棉剧烈燃烧说明Na2O2与H2O的反应生成O2,且放出了大量的热。(2)若有O2生成,可以将带火星的小木条放在试管口上的导管的末端检验。若有热量放出,可在锥形瓶上的导管的末端口处用水检验。
【课堂评价】
1.(1)× (2)× (3)√ (4)×
2.C [解析] Na2O、Na2O2久置于空气中变为白色Na2CO3固体,A错误;Na2O2是淡黄色固体,B错误;Na2O2与CO2反应时,是Na2O2中的氧元素发生了氧化还原反应,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,C正确;Na2O与CO2或H2O反应时无氧气产生,不能作供氧剂,D错误。
3.A [解析] Na2O2与水反应生成NaOH和O2,化学方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,所以②中的大量气泡主要成分是氧气,A错误;酚酞遇OH-变红,③中溶液变红,说明有碱性物质生成,B正确;④中红色褪去,可能原因是Na2O2与水反应生成了具有强氧化性的物质H2O2,H2O2能氧化有色物质,使其褪色,C正确;H2O2在二氧化锰作催化剂条件下分解生成水和O2,即验证Na2O2与水反应生成了H2O2,D正确。
4.(1)HCl HC+H+H2O+CO2↑
(2)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
(3)CO2 2OH-+CO2C+H2O
(4)BaCl2或CaCl2 Na2CO3 溶液变红 NaOH
[解析] (1)制得的CO2中混有HCl,通过饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl。(2)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发生反应产生氧气。(3)D装置中NaOH溶液的作用是除去未反应的CO2。(4)C装置中反应后的固体可能含有NaOH、Na2CO3,取少量,将其溶于水,先加入过量BaCl2或CaCl2溶液检验并除去Na2CO3,过滤后向滤液中加入酚酞溶液检验NaOH。
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