第二章 海水中的重要元素——钠和氯 考点 2 Na2O 和 Na2O2 的性质 核心要点 1.运用比较的方法学习 Na2O 和 Na2O2 的性质。 能力构建 一、氧化钠和过氧化钠的比较 物质 氧化钠(Na2O) 组成 Na+与 O2−以 2∶1 形成化合物 色态 白色固体 淡黄色固体 所属类别 碱性氧化物 过氧化物 氧元素化合价 ﹣2(最低价态) ﹣1(中间价态) 生成条件 在空气中(缓慢氧化) 加热或点燃 与 H2O 反应 Na2O+H2O===2NaOH 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 与 CO2 反应 Na2O+CO2===Na2CO3 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 与酸反应 Na2O+2HCl===2NaCl+H2O 2Na2O2 + 4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑ 较弱 较强 化学 性质 氧化性 主要用途 保存 干燥、封闭 反应的化学方程式为 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。 例1 下列叙述正确的是 Na+与 O 22 (过氧根离子)以 2∶1 形成化合物 强氧化剂、漂白剂、供氧剂 二、Na2O2 与 H2O 反应的实验探究 典型例题 过氧化钠(Na2O2) 干燥、封闭 ①Na2O 与 Na2O2 都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物 ②Na2O 与 CO2 发生化合反应生成 Na2CO3，Na2O2 与 CO2 发生置换反应生成 O2 ③Na2O 是淡黄色物质，Na2O2 是白色物质 ④Na2O2 可作供氧剂，而 Na2O 不可 ⑤Na2O2 和 Na2O 焰色反应均为黄色 A．都正确 B．①③④ C．②③⑤ D．④⑤ 【答案】D 【解析】① Na2O 和水反应只生成碱，是碱性氧化物，Na2O2 和水反应生成氢氧化钠和氧气，不是碱性氧化 物，故①错误； ②Na2O2 与 CO2 反应生成 O2 不属于置换反应，故②错误； ③ 氧化钠为白色，过氧化钠为淡黄色，故③错误； ④Na2O2 能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，而 Na2O 与二氧化碳反应生成碳酸钠，所以 Na2O2 可作供氧 剂，而 Na2O 不行，故④正确； ⑤ 钠元素焰色反应为黄色，所以 Na2O2 和 Na2O 焰色反应均为黄色，故⑤正确； 故选：D。 例 2 如下图装置，试管中盛有水，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，将发现的现象是 A．U 形管内红水褪色 C．气球 a 被吹大 B．试管内溶液变红 D．U 形管水位 d<c 【答案】C 【解析】由于发生反应 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑，产生 O2 使气球膨胀，该反应放出大量热量，使广口 瓶中空气受热膨胀而出现 U 形管中水位 d>c。 例 3 某课外活动小组设计了下列装置，验证二氧化碳跟过氧化钠反应时需要与水接触。 (装置分析) (1)装置①中反应的离子方程式是____________________________。 (2)装置②中的试剂是________(填序号)。 a．饱和 NaHCO3 溶液 b．饱和 Na2CO3 溶液 c．浓 H2SO4 (3)装置③中的试剂是__________。 (进行实验) 步骤 1：打开弹簧夹 K2，关闭 K1，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在 a 处。 步骤 2：打开弹簧夹 K1，关闭 K2，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在 a 处。 (4)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_____________。 (5)过氧化钠跟二氧化碳反应的化学方程式是______________________。 (实验反思) (6)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跟二氧化碳发生了化学反应。”其理由是___ ___。 (7)需要补充的实验操作是：取⑤中反应后的少量固体，______。 【答案】(1)CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑ (2)a (3)浓硫酸 (4)步骤 1 中木条不复燃，步骤 2 中木条复燃 (5)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 (6)气体中有水，水也可与 Na2O2 反应产生 O2 使木条复燃 (7)加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清的石灰水中 【解析】①碳酸钙和盐酸反应产生二氧化碳气体，二氧化碳以及挥发出的 HCl 和水蒸气进入②；②是装有 饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶除掉 HCl 气体；③是装有浓硫酸的洗气瓶用来除掉二氧化碳气体中的水；步骤 1：打开弹簧夹 K2，关闭 K1，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在 a 处，木条不复燃，证明 二氧化碳跟过氧化钠不反应；步骤 2：打开弹簧夹 K1，关闭 K2，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的 木条放在 a 处，木条复燃，过氧化钠与水和二氧化碳反应生成氧气。不过此实验有缺陷，步骤二中过氧化 钠与水反应也产生氢气，不能证明二氧化碳参与了反应，必须检测固体产物中是否有碳酸钠生成。 (1)装置①碳酸钙和盐酸反应产生二氧化碳气体，离子方程式是 CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑； 正确答案：CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。 (2)装置②是装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶除掉 HCl 气体； 正确答案：a。 (3)装置③是装有浓硫酸的洗气瓶用来除掉二氧化碳气体中的水； 正确答案：浓硫酸。 (4)步骤 1 除掉了二氧化碳中的水分，不与过氧化钠反应，所以不复燃；步骤 2 没有除掉二氧化碳中的水分， 与过氧化钠反应生成氧气，所以木条复燃； 正确答案：步骤 1 中木条不复燃，步骤 2 中木条复燃。 (5)过氧化钠跟二氧化碳反应的化学方程式是 2Na2O2+2CO2 ===2Na2CO3+O2； 正确答案：2Na2O2+2CO2 ===2Na2CO3+O2。 (6)实验缺陷为气体中有水，水也可与 Na2O2 反应产生 O2 使木条复燃 ； 正确答案：气体中有水，水也可与 Na2O2 反应产生 O2 使木条复燃 (7)根据以上分析可知需要补充的实验操作是：取⑤中反应后的少量固体，加入稀盐酸，将产生的气体通入 澄清的石灰水中，观察是否变浑浊，验证过氧化钠与二氧化碳是否反应生成了碳酸钠； 正确答案：加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清的石灰水中。 【点睛】通过设置实验探究题，让学生进行实验设计，归纳总结出物质变化的条件和影响物质变化的因素， 思考解答这类题目时，可以利用控制变量法，通过设计对照实验来完成。第七小题是易错点。 学会了吗 Na 2 O2 1．下列关于 A． B． C． D． Na 2 O 2 Na 2 O 2 Na 2 O 2 Na 2 O 2 与 与 与 与 CO 2 CO 2 、 H2O 的反应中， H2O CO 2 与 的反应中， 反应的叙述正确的是 Na 2 O2 Na 2O2 只作还原剂， 作氧化剂 既作氧化剂又作还原剂 的反应中，消耗 1mol H2O CO 2 Na 2 O 2 的反应中，生成 1mol O2 ，时转移 2mol 电子 时转移 4mol 电子 【答案】B 【解析】A．Na2O2 与 CO2 反应中，只有过氧化钠中 O 元素的化合价变化，Na2O2 既作氧化剂又做还原剂， 故 A 错误； B.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，只有过氧化钠中 O 元素的化合价变化，Na2O2 既作氧化剂又做还原剂，故 B 正确； C．Na2O2 与 CO2 反应中，Na2O2 既是氧化剂又是还原剂，O 元素化合价分别由-1 价升高为 0 价、降低为-2 价，1mol Na2O2 转移 1mol 电子，故 C 错误； D．Na2O2 与水反应中，Na2O2 既是氧化剂又是还原剂，O 元素化合价分别由-1 价升高为 0 价、降低为-2 价， 生成 1mol O2 时转移 2mol 电子，故 D 错误； 故选 B。 2．下图是 Na2O2 和 CO2 定性、定量实验的装置示意图。 注射器 1 中抽取了 100mL CO2，U 型管中装有适量小玻璃珠和约 1.5g Na2O2 粉末。实验开始时，打开 K1、K2、K4 止水夹，关闭 K3 止水夹，推动注射器 1 活塞，缓缓将 CO2 压至 U 型管，注射器 2 活塞缓缓向外 移动。下列叙述中不正确的是 A．U 形管内的玻璃珠可防止过氧化钠粉末被吹和增大过氧化钠和二氧化碳的接触面积 B．U 形管内淡黄色粉末渐渐变白 C．注射器 1 活塞推到底后，注射器 2 中收集到的气体大于 50mL，只是因为还含有 CO2 D．打开胶塞，立即将带火星的木条伸入 U 形管中，可验证反应产物之一为氧气 【答案】C 【解析】由实验装置结合实验原理可知，U 型管内的玻璃珠并不参与反应，所起的作用除防止过氧化钠粉 末被吹走外，增大过氧化钠和二氧化碳气体接触面积使之充分反应；随过氧化钠和二氧化碳的反应生成碳 酸钠固体，固体由黄色变化为白色；依据二氧化碳和过氧化钠反应生成氧气的体积减小一半为 50mL，但 反应是放热反应，温度升高，气体体积增大；依据氧气特征性质是能使带火星的木条复燃证明。A 项：二 氧化碳气体与过氧化钠粉末的反应，因接触不充分难以完全。玻璃珠可分散过氧化钠，增大其与二氧化碳 的接触面积，并防止过氧化钠粉末被吹，A 项正确；B 项：U 形管内淡黄色的过氧化钠粉末与二氧化碳反 应生成白色的碳酸钠，B 项正确；C 项：由 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 知 100mLCO2 生成 50mLO2，缓慢推 动注射器 1 的活塞时，二氧化碳将 U 形管中原有的空气推到注射器 2 中。由于气固接触不充分，也有未反 应的 CO2 进入注射器 2 中，另外该反应是放热反应，使反应后气体的温度升高，体积变大，C 项错误；D 项：反应后会有生成的氧气残留在 U 形管中，故可打开胶塞，用带火星的木条伸入 U 形管中检验氧气，D 项正确。答案选 C。 【点睛】通常实验条件下，化学反应都不可避免地接触空气，空气中氮气性质稳定，通常不参与反应，但 氧气、少量的二氧化碳和水，经常参与反应，对实验造成干扰。 3．根据如图转化关系以及实验现象填写空白。 （1）固体 X 是___________(填写化学式)。 （2）反应①的化学方程式是___________。 （3）反应④的离子方程式是___________。 【答案】Na2O2 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 CaCO3+2