高中化學必修1：1.2.2 鈉與氧氣的反應及過氧化鈉和氧化鈉性質的研究方法

高中化學必修課程PAGEPAGE1第2課時鈉與氧氣的反應及過氧化鈉和氧化鈉性質的研究方法[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]1.會設計實驗探究鈉與氧氣的反應，并能依據(jù)鈉的性質理解鈉的保存方法，增強科學探究和創(chuàng)新意識。2.通過比較的方法認識氧化鈉和過氧化鈉的性質，促進模型認知化學核心素養(yǎng)的發(fā)展。一、實驗法的應用——金屬鈉與氧氣的反應實驗操作實驗現(xiàn)象新切開的鈉的切面具有銀白色金屬光澤，切面很快變暗鈉先熔化為銀白色小球，然后劇烈燃燒，火焰呈黃色，最后生成淡黃色固體實驗結論常溫下鈉易與氧氣反應生成氧化鈉加熱或點燃條件下，鈉與氧氣反應生成過氧化鈉化學方程式4Na＋O2=2Na2O2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2(1)金屬鈉通常是怎樣保存的？為什么？提示少量的金屬鈉通常保存在煤油中，大量的金屬鈉可保存在石蠟油中。金屬鈉易與空氣中的氧氣、水反應，故在保存金屬鈉時，應隔絕空氣和水。利用煤油的密度比鈉的小，可將鈉保存在煤油中。(2)反應物相同，其化學反應的產(chǎn)物是否一定相同？請舉例說明。提示反應物相同，化學反應的溫度、溶液的濃度等條件不同時，反應產(chǎn)物可能不同。這是因為同樣的反應物在不同的條件下可能會發(fā)生不同的反應。例如鈉與氧氣反應，常溫下生成氧化鈉，加熱或點燃條件下生成過氧化鈉。(1)鈉的化學性質①與非金屬單質(O2、S、Cl2等)反應；②與酸(如鹽酸)反應：2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑；③與水反應：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑；④與鹽溶液(如MgSO4溶液)反應：2Na＋MgSO4＋2H2O=Mg(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。(2)相關規(guī)律遇酸酸優(yōu)先，遇堿消耗水，遇鹽水優(yōu)先，遇氧看條件。二、比較法的應用——研究氧化鈉和過氧化鈉的性質1.氧化鈉的性質請寫出下列反應的化學方程式：(1)氧化鈉與水反應：Na2O＋H2O=2NaOH。(2)氧化鈉與鹽酸反應：Na2O＋2HCl=2NaCl＋H2O。(3)氧化鈉與二氧化碳反應：Na2O＋CO2=Na2CO3。2.過氧化鈉的性質(1)實驗探究過氧化鈉與水的反應。實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結論有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復燃有O2產(chǎn)生試管壁溫度升高反應放熱溶液先變紅后褪色反應生成NaOH，Na2O2具有漂白性過氧化鈉與水反應的化學方程式為2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑。(2)根據(jù)過氧化鈉與水的反應及過氧化鈉的性質分析推測過氧化鈉與二氧化碳反應的產(chǎn)物是Na2CO3和O2，化學方程式為2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2。3.氧化鈉和過氧化鈉的比較名稱氧化鈉過氧化鈉化學式Na2ONa2O2氧元素化合價－2－1顏色、狀態(tài)白色固體淡黃色固體化學性質相同點都能與水反應生成NaOH，與二氧化碳反應生成Na2CO3不同點過氧化鈉與水和二氧化碳反應都有O2產(chǎn)生，而氧化鈉與水和二氧化碳反應均沒有轉化的方程式2Na2O＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2Na2O2(1)為什么呼吸面具和潛水艇里常用過氧化鈉做供氧劑？寫出相關反應的化學方程式。提示過氧化鈉與水和二氧化碳反應均放出氧氣，2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2。(2)將適量過氧化鈉投入硫酸銅溶液中，有什么現(xiàn)象？寫出相關反應的化學方程式。提示有氣泡放出，同時有藍色沉淀生成，溶液顏色變淺。2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，2NaOH＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋Na2SO4。(3)剛切開的鈉在空氣中放置發(fā)生哪些變化？最終轉化成什么產(chǎn)物？請寫出主要反應的化學方程式。提示鈉在空氣中放置發(fā)生的變化過程與周圍環(huán)境條件密切相關，一般條件下，主要反應的化學方程式：①4Na＋O2=2Na2O②Na2O＋H2O=2NaOH④2NaOH＋CO2＋9H2O=Na2CO3·10H2O⑤Na2CO3·10H2O=Na2CO3＋10H2O1.將一小塊金屬鈉放在石棉網(wǎng)上加熱，下列組合正確的是()①燃燒，黃色火星四射②金屬鈉先熔化③燃燒，火焰為黃色④燃燒后生成白色固體⑤燃燒后生成淡黃色固體A.②① B.②①③C.②③⑤ D.②③④[答案]C[解析]鈉的熔點較低，故加熱時先熔化，再燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成淡黃色固體。2.等質量的兩塊鈉，第一塊在足量氧氣中加熱，第二塊在足量氧氣(常溫)中充分反應，則下列說法正確的是()A.第一塊鈉消耗的氧氣多B.兩塊鈉消耗的氧氣一樣多C.第二塊鈉的反應產(chǎn)物質量大D.兩塊鈉的反應產(chǎn)物質量一樣大[答案]A[解析]第一塊鈉在加熱的條件下與足量O2反應的產(chǎn)物是Na2O2，第二塊鈉在常溫下與足量O2反應的產(chǎn)物是Na2O。故第一塊鈉消耗的O2多，產(chǎn)物質量大。3.下列關于鈉與氧氣反應的說法正確的是()A.鈉與少量的氧氣反應生成氧化鈉，Na與過量的氧氣反應生成Na2O2B.切開的金屬Na暴露在空氣中，光亮表面逐漸變暗，發(fā)生反應：2Na＋O2=Na2O2C.鈉久置于空氣中，可以和空氣中的有關物質反應，最終生成碳酸氫鈉D.將一小塊鈉放在坩堝中，用酒精燈加熱后，劇烈燃燒，產(chǎn)生黃色火焰，生成過氧化鈉[答案]D[解析]鈉與氧氣反應的產(chǎn)物與反應的條件有關，與反應物的用量無關，A項錯誤；鈉常溫下與O2反應生成氧化鈉，B項錯誤；Na久置于空氣中，一般條件下，Naeq\o(→,\s\up7(O2))Na2Oeq\o(→,\s\up7(H2O))NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O))NaOH潮解eq\o(→,\s\up7(CO2))結塊(形成Na2CO3·10H2O)eq\o(→,\s\up7(風化))Na2CO3，C項錯誤。4.(2018·濟南高一檢測)下列有關Na2O2、Na2O的說法中，正確的是()A.Na2O2露置在空氣中最終變?yōu)镹aOHB.Na2O與CO2發(fā)生化合反應生成Na2CO3，Na2O2與CO2發(fā)生置換反應生成O2C.Na2O2是淡黃色固體，Na2O是白色固體，二者都能與水反應生成NaOHD.將Na2O2投入滴有酚酞的水中，溶液只變紅色[答案]C[解析]Na2O2和NaOH都能與空氣中的CO2反應生成Na2CO3，故不可能最終變?yōu)镹aOH，A錯誤；2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，該反應不是置換反應，B錯誤；根據(jù)Na2O2、Na2O的性質可知C正確；Na2O2具有漂白性，可使酸堿指示劑褪色，如將Na2O2投入滴有酚酞的水中，溶液先變紅后又褪色，D錯誤。5.下列關于氧化鈉和過氧化鈉的敘述，正確的是()A.都能和鹽酸反應產(chǎn)生氧氣B.溶于水后，所得水溶液的成分相同C.都能和水發(fā)生化合反應D.分別和二氧化碳反應都只生成同種鹽[答案]B[解析]Na2O與鹽酸反應不產(chǎn)生氧氣：Na2O＋2HCl=2NaCl＋H2O，Na2O2與鹽酸反應有O2產(chǎn)生：2Na2O2＋4HCl=4NaCl＋2H2O＋O2↑，A選項錯誤；溶于水后，Na2O與水化合得到NaOH，Na2O2與水發(fā)生氧化還原反應得到NaOH和O2，B選項正確、C選項錯誤；Na2O2與CO2反應得到Na2CO3和O2，D選項錯誤。6.(2019·石家莊高一檢測)下列判斷正確的是()A.可用水來檢驗Na2O粉末中是否含有Na2O2B.可用CO2來檢驗Na2O粉末中是否含有Na2O2C.可利用在純氧氣中加熱的方法除去Na2O中的Na2O2D.將足量的Na2O2、Na2O分別加到酚酞溶液中，最終溶液均為紅色[答案]A[解析]CO2、H2O與Na2O2、Na2O均能反應，但與Na2O2反應時能產(chǎn)生氣體，因O2和CO2都是無色無味氣體，故CO2和Na2O2的反應無明顯的現(xiàn)象產(chǎn)生，水與Na2O2反應產(chǎn)生氣泡，A項正確、B項錯誤；在純氧氣中加熱Na2O和Na2O2的混合物，Na2O會轉化為Na2O2，C項錯誤；將足量的Na2O2、Na2O分別加到酚酞溶液中，均先與溶液中的水反應生成堿而使溶液變?yōu)榧t色，但因Na2O2具有漂白性，最后又會將變成紅色的溶液漂白，D項錯誤。7.A、B、C是三種常見的化合物，A為淡黃色固體。它們之間的轉化關系如圖所示：(1)A的化學式是________，B的化學式是________。(2)寫出甲＋B→C＋丙的化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________。(3)寫出A的一種重要用途：______________________________________________。[答案](1)Na2O2H2O(2)2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑(3)做呼吸面具中的供氧劑(其他合理[答案]也可)[解析]A為淡黃