2024–2025学年高一化学必修第一册同步学与练（人教版）第10课 钠的氧化物和焰色试验（原卷版）

第10课钠的氧化物和焰色试验001学习目标1．根据碱性氧化的通性，理解氧化钠的化学性质。2．通过实验探究，结合氧化还原反应原理，认识过氧化钠的化学性质。3．结合真实情景中的应用实例，了解过氧化钠在生产生活中的应用。002预习导学自主梳理2008年9月27日，宇航员翟志刚成功完成中国历史上首次太空行走，使中国成为第三个独立掌握出舱活动技术的国家。宇航员出舱时，呼吸所需的氧气主要来自太空服中的呼吸面具。呼吸面具中的过氧化钠与水、二氧化碳反应产生了氧气。过氧化钠与水反应实验操作实验现象滴加水后产生大量气泡用手触及试管，发烫带火星的木条复燃溶液先变红后褪色结论有气体生成反应放热有氧气生成有碱生成有漂白性实验：将包有过氧化钠的脱脂棉放在石棉网上，通过导管向脱脂棉吹气。现象：脱脂棉燃烧结论：反应放热且有氧气生成。焰色试验操作蘸取碳酸钠溶液做焰色试验蘸取碳酸钾溶液做焰色试验现象火焰呈黄色透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色1．请你写出过氧化钠与水、二氧化碳反应的化学方程式____________________、__________________。2．通过焰色试验，可以判断试样中所含的______元素。预习检测1．（2023年北京丰台区期中）下列关于过氧化钠的说法中，不正确的是A．化学式为Na2O2 B．白色固体C．能与H2O反应 D．能与CO2反应2．（2022年贵州省黔东南州凯里一中期中）下列关于氧化钠和过氧化钠的叙述中，正确的是A．溶于水后所得溶液的成分相同 B．氧元素的化合价相同C．阴、阳离子个数比不同 D．都属于碱性氧化物3．（2022年山西大同期中）春节期间，家家户户用燃放烟花爆竹的方式庆贺新春。这与高中化学中“焰色试验”知识相关，下列关于焰色试验说法中错误的是A．焰色试验是化学变化B．钠的焰色试验为黄色C．钾的焰色试验应透过蓝色钴玻璃观察D．不能利用焰色试验区分NaOH与NaCl固体4．（2023年河南省南阳市期中）如图装置，试管中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2粉末，U形管中注有红色的墨水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2粉末抖落到试管b中的水中，将发生的现象是A．U形管内红色墨水褪色 B．试管内溶液变红C．气球a被吹大 D．U形管水位：c＞d5．（2022年北京丰台期中）下列说法不正确的是A．金属钠和氧气反应的产物和反应的条件有关B．Na在空气中点燃，生成主要产物为白色的Na2OC．可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2D．过氧化钠为淡黄色固体，其中氧元素的化合价为负一价6．（2023年广东省中山市上学期期中）把过氧化钠投入含有NO－、Na＋、HCO－、Ca2＋的水溶液中，溶液中离子数目不变的是A．NO－ B．Na＋ C．HCO－ D．Ca2＋►环节一氧化钠与过氧化钠的性质情境材料过氧化钠加入盛有水的试管中，发现试管烫手；加入酚酞试液，溶液变红色，振荡后红色褪去；再加入MnO2发现有气泡产生。问题探究11．过氧化钠与水的反应试管烫手，说明反应_______。2．加MnO2后有气泡产生，说明过氧化钠与水反应的生成物之一为H2O2，写出此生成该生成物的化学方程式。要点归纳一、氧化钠1．物理性质：白色粉末状固体。2．化学性质：碱性氧化物通性化学方程式与水反应Na2O＋H2O2NaOH与酸性氧化物反应Na2O＋CO2Na2CO3Na2O＋SO3Na2SO4与酸反应Na2O＋2HCl2NaCl＋H2ONa2O＋H2SO4Na2SO4＋H2O二、过氧化钠1．物理性质淡黄色粉末状固体。2．化学性质Na2O2不是碱性氧化物，但能与水、酸、酸性氧化物等发生反应，具有强氧化性。（1）与水反应反应分两步进行：2Na2O2＋2H2O4NaOH＋H2O2……①2H2O22H2O＋O2↑……②总反应式如下：反应中氧化剂是Na2O2，还原剂是Na2O2。（2）与CO2反应反应中氧化剂是Na2O2，还原剂是Na2O2。（3）与酸反应2Na2O2＋4HCl4NaCl＋2H2O＋O2↑（4）用途呼吸面具或潜水艇中做供氧剂，Na2O2是一种强氧化剂，具有漂白性，能使某些有色物质褪色，做漂白剂。1．Na2O2使酚酞先变红后褪色的原因将Na2O2投入滴有酚酞的水中，Na2O2与水反应生成NaOH，使酚酞先变红；同时，Na2O2与水反应过程中，还生成了不是很稳定的中间产物H2O2，具有漂白性，使变色后的酚酞氧化褪色。2．Na2O2中氧元素为－1价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性。①主要表现较强的氧化性，如Na2O2与SO2反应：Na2O2＋SO2Na2SO4，可使品红溶液褪色。②有时表现还原性，如过氧化钠使酸性高锰酸钾溶液褪色：5Na2O2＋2KMnO4＋8H2SO45Na2SO4＋K2SO4＋5O2↑＋2MnSO4＋8H2O。3．Na2O2与H2O、CO2反应的先后顺序2H2O＋2Na2O24NaOH＋O2↑；CO2＋2NaOHNa2CO3＋H2O；总反应式为2CO2＋2Na2O22Na2CO3＋O2。所以一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)混合物的反应，可视为Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O(g)发生反应。1．Na2O是碱性氧化物，Na2O2是非碱性氧化物。(因其与酸反应时除生成盐和水外，还有O2生成)。2．Na2O2中阴离子是Oeq\o\al(2－,2)，阴、阳离子个数比是1∶2而不是1∶1。3．Na2O2与其他物质反应时不一定都产生O2，如：Na2O2＋SO2Na2SO4。典例精讲【例1】（2022年浙江衢州高级中学期中）某化学兴趣小组在学校科技节活动中表演了“滴水生火”、“吹气生火”的小魔术。如图所示，在蒸发皿上放一小团脱脂棉，在里面裹入一种淡黄色的化合物，对着脱脂棉吹气或者用胶头滴管滴几滴水，一会儿脱脂棉会燃烧起来。下列说法不正确的是A．淡黄色化合物为Na2O2B．“滴水生火”的小魔术本质上是发生了2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑C．“吹气生火”的小魔术中的火不可以用泡沫灭火器扑灭D．在活动中为了更清楚的观察现象，需要近距离俯视蒸发皿【例2】（2022年河南省南阳市期中）某实验小组通过下图所示实验，探究Na2O2与水的反应：下列说法不正确的是A．②中的大量气泡的主要成分是氢气B．③中溶液变红，说明有碱性物质生成C．④中现象可能是由于溶液中含有漂白性物质造成的D．⑤中MnO2的主要作用是作催化剂【例3】（2022年北京师范大学附属中学期中）某小组研究Na2O2的性质。（1）查阅资料，Na2O2与浓盐酸既能发生氧化还原反应，又能发生复分解反应，于是通过实验研究了Na2O2与浓盐酸反应：【实验过程和现象】将浓盐酸滴入装有少量Na2O2的试管中，试管壁发热并有刺激性气味的气体产生，反应后所得溶液呈浅黄绿色。向浅黄绿色溶液中加少量MnO2固体，立即产生大量无色无味的气体。①根据实验现象推测刺激性气味气体可能为Cl2，生成Cl2的化学方程式为______________________。②解释加少量MnO2固体，立即产生大量无色无味气体的原因：____________________________。（2）小组设计了下列实验装置证明了Na2O2和CO2反应时必须与水接触。【实验过程和现象】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，火星无明显变化。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。①过氧化钠跟二氧化碳反应的化学方程式是_______________________________。②用离子方程式表示饱和NaHCO3溶液的作用____________________________。③大部分同学认为实验证明了Na2O2和CO2反应时必须与水接触。乙同学认为上述实验设计有漏洞，需要补充实验步骤3才能证明结论。补充的实验步骤3是：_____________________________________。►环节二焰色试验情境材料实验室实验室有下列两种试剂：问题探究21．如何鉴别这两种试剂？2．能用玻璃棒或铜丝来蘸取待测液吗？要点归纳焰色试验定义很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色，根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样所含的金属元素，化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。用品铂丝或铁丝、稀盐酸、酒精灯操作步骤金属的焰色Na：黄色，K：紫色(观察时透过蓝色钴玻璃)应用①检验金属元素的存在，如：鉴别NaCl和KCl溶液。②利用焰色反应制节日烟花。（1）焰色试验产生的火焰颜色与元素的存在状态无关，如灼烧钠的化合物和单质时，火焰颜色均为黄色。（2）焰色试验属于物理变化，不属于化学变化。焰色试验与气体物质燃烧时产生的各色火焰有本质的区别。焰色试验是金属的原子或离子的外围电子被激发跃迁而产生各种焰色光的过程，为物理变化。（3）观察钾元素的焰色反应时，要透过蓝色的钴玻璃，目的是滤去黄色的光，避免少量的钠元素对鉴别钾元素的干扰。（4）发生焰色试验的物质不一定是盐，也可能是碱。钾盐的焰色试验需要通过蓝色钴玻璃的原因（1）K＋、Na＋实现完全分离较难，分离成本高，且使用时在大多数情况下没必要完全分离。因此钾盐中有少量钠盐。（2）酒精灯的火焰颜色由于受仪器材质影响，会呈现黄色火焰。（3）自然界的白色光是由各种频率(颜色)的光混合而成的。人眼对于波长为550nm的光最敏感，对应是黄绿光波的频率。因此少量钠盐的黄色火焰就能对钾元素的焰色观察造成干扰。蓝色钴玻璃能透射蓝紫光，而吸收橙黄光。因此，进行K元素的焰色试验时，为了滤去黄色的光，避免碳酸钾中所含的微量钠盐造成干扰，需要透过蓝色钴玻璃片观察，火焰呈紫色。典例精讲【例4】下列说法正确的是A．（2022年河北省唐山市遵化市期中）用焰色反应鉴别NaCl和Na2SO4B．（2022年天津市五校联考期中）区别K2CO3溶液和NaCl溶液只能用焰色反应C．（2022年河南省新乡市期中）用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧，火焰呈黄色，则该溶液中含Na元素D．（2022年湖北省期中）做焰色实验时用洁净的铜丝蘸取待测液，放到无色火焰上灼烧，观察火焰颜色【例5】（2022年四川省宜宾市期末）用洁净的铂丝蘸取某无色溶液进行焰色反应，观察到火焰呈黄色。该溶液可能是A．KCl溶液 B．CaCl2溶液 C．NaCl溶液 D．CuCl2溶液004课堂总结氧化钠与过氧化钠的比较项目Na2ONa2O2色、态白色淡黄色阴阳离子个数比1∶21∶2氧元素的化合价－2－1类别碱性氧化物过氧化物生成条件常温加热或点燃与H2O反应Na2O＋H2O2NaOH2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑与CO2反应Na2O＋CO2Na2CO32Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2与盐酸反应Na2O＋2HCl2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl4NaCl＋2H2O＋O2↑稳定性不稳定，易氧化2Na2O＋O2eq\o(,\s\up6(Δ))2Na2O2较稳定氧化性/漂白性无有主要用途制备NaOH强氧化剂、漂白剂、供氧剂00503强化训练1．（2022年江苏扬州中学期中）下列物质鉴别方法不正确的是A．用焰色反应鉴别NaCl、KCl溶液B．用氢氧化钠鉴别MgCl2溶液、NaCl溶液C．利用丁达尔效应鉴别FeCl2溶液和HCl溶液D．用澄清石灰水鉴别CO、CO2气体2．（2023年广东省中山市上学期期中）在2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2反应中，被氧化与被还原的氧原子数之比为A．1∶1 B．2∶1C．1∶2 D．3∶23．（2023年湖北省宜昌市协作体期中改编）下列关于钠及其化合物的说法正确的是A．将Na久置于空气中，最终得到的产物为NaOHB．将Na2O投入适量紫色石蕊溶液中，溶液褪色C．Na2O和Na2O2组成元素相同，化学性质相似D．Na2O和Na2O2阴阳离子的个数比相同4．（2023年江苏省常州高级中学第一次调研）以化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的图象叫价类图。如图为钠的价类图，下列相关说法正确的是A．Na2O2中O的化合价：B．由Na生成Na2O2的反应是氧化还原反应C．A应密封保存且贴上标签D．Na2CO3的电离方程式：Na2CO3Na2＋＋CO2－5．（2022年江西省九校期中联考）用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察时看到火焰呈黄色，下列判断正确的是A．只含Na＋ B．可能含有Na＋，可能还含有K＋C．既含有Na＋，又含有K＋ D．一定含Na＋，可能含有K＋6．（2023年河南省南阳市期中）某同学用下图装置证明过氧化钠可做呼吸面具中的供氧剂，下列说法不正确的是A．装置B中盛放的液体为浓硫酸B．装置C发生的反应中，存在2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑C．装置D中NaOH溶液的作用是除去多余的CO2D．E中试管收集的气体可使带有火星的木条复燃7．（2023年山东省滨州市阳信县期中改编）下列关于钠及其化合物说法正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值)A．Na2O2是白色固体，能与水反应生成碱NaOH，所以Na2O2是碱性氧化物B．78gNa2O2与足量水完全反应，电子转移为2NAC．将Na和Na2O2分别放入CuSO4溶液中，均会有蓝色沉淀生成并有无色气体放出D．23g钠与氧反应生成氧化钠和过氧化钠时，转移的电子数为0.5NA8．（2023年辽宁省葫芦岛市期中）下列说法正确的是A．78gNa2O2固体中阴、阳离子总数为4NAB．7.8gNa2O2与水反应，转移0.2NA电子C．Na2O