高中化学必修1：1.2.2 钠与氧气的反应及过氧化钠和氧化钠性质的研究方法

高中化学必修课程PAGEPAGE1第2课时钠与氧气的反应及过氧化钠和氧化钠性质的研究方法[核心素养发展目标]1.会设计实验探究钠与氧气的反应，并能依据钠的性质理解钠的保存方法，增强科学探究和创新意识。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银白色小球，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=2Na2O2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2(1)金属钠通常是怎样保存的？为什么？提示少量的金属钠通常保存在煤油中，大量的金属钠可保存在石蜡油中。金属钠易与空气中的氧气、水反应，故在保存金属钠时，应隔绝空气和水。利用煤油的密度比钠的小，可将钠保存在煤油中。(2)反应物相同，其化学反应的产物是否一定相同？请举例说明。提示反应物相同，化学反应的温度、溶液的浓度等条件不同时，反应产物可能不同。这是因为同样的反应物在不同的条件下可能会发生不同的反应。例如钠与氧气反应，常温下生成氧化钠，加热或点燃条件下生成过氧化钠。(1)钠的化学性质①与非金属单质(O2、S、Cl2等)反应；②与酸(如盐酸)反应：2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑；③与水反应：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑；④与盐溶液(如MgSO4溶液)反应：2Na＋MgSO4＋2H2O=Mg(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。(2)相关规律遇酸酸优先，遇碱消耗水，遇盐水优先，遇氧看条件。二、比较法的应用——研究氧化钠和过氧化钠的性质1.氧化钠的性质请写出下列反应的化学方程式：(1)氧化钠与水反应：Na2O＋H2O=2NaOH。(2)氧化钠与盐酸反应：Na2O＋2HCl=2NaCl＋H2O。(3)氧化钠与二氧化碳反应：Na2O＋CO2=Na2CO3。2.过氧化钠的性质(1)实验探究过氧化钠与水的反应。实验操作实验现象实验结论有大量气泡产生，带火星的木条复燃有O2产生试管壁温度升高反应放热溶液先变红后褪色反应生成NaOH，Na2O2具有漂白性过氧化钠与水反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑。(2)根据过氧化钠与水的反应及过氧化钠的性质分析推测过氧化钠与二氧化碳反应的产物是Na2CO3和O2，化学方程式为2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2。3.氧化钠和过氧化钠的比较名称氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2氧元素化合价－2－1颜色、状态白色固体淡黄色固体化学性质相同点都能与水反应生成NaOH，与二氧化碳反应生成Na2CO3不同点过氧化钠与水和二氧化碳反应都有O2产生，而氧化钠与水和二氧化碳反应均没有转化的方程式2Na2O＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2Na2O2(1)为什么呼吸面具和潜水艇里常用过氧化钠做供氧剂？写出相关反应的化学方程式。提示过氧化钠与水和二氧化碳反应均放出氧气，2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2。(2)将适量过氧化钠投入硫酸铜溶液中，有什么现象？写出相关反应的化学方程式。提示有气泡放出，同时有蓝色沉淀生成，溶液颜色变浅。2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，2NaOH＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋Na2SO4。(3)刚切开的钠在空气中放置发生哪些变化？最终转化成什么产物？请写出主要反应的化学方程式。提示钠在空气中放置发生的变化过程与周围环境条件密切相关，一般条件下，主要反应的化学方程式：①4Na＋O2=2Na2O②Na2O＋H2O=2NaOH④2NaOH＋CO2＋9H2O=Na2CO3·10H2O⑤Na2CO3·10H2O=Na2CO3＋10H2O1.将一小块金属钠放在石棉网上加热，下列组合正确的是()①燃烧，黄色火星四射②金属钠先熔化③燃烧，火焰为黄色④燃烧后生成白色固体⑤燃烧后生成淡黄色固体A.②① B.②①③C.②③⑤ D.②③④[答案]C[解析]钠的熔点较低，故加热时先熔化，再燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体。2.等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气(常温)中充分反应，则下列说法正确的是()A.第一块钠消耗的氧气多B.两块钠消耗的氧气一样多C.第二块钠的反应产物质量大D.两块钠的反应产物质量一样大[答案]A[解析]第一块钠在加热的条件下与足量O2反应的产物是Na2O2，第二块钠在常温下与足量O2反应的产物是Na2O。故第一块钠消耗的O2多，产物质量大。3.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Na2O2B.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=Na2O2C.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，剧烈燃烧，产生黄色火焰，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，Naeq\o(→,\s\up7(O2))Na2Oeq\o(→,\s\up7(H2O))NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O))NaOH潮解eq\o(→,\s\up7(CO2))结块(形成Na2CO3·10H2O)eq\o(→,\s\up7(风化))Na2CO3，C项错误。4.(2018·济南高一检测)下列有关Na2O2、Na2O的说法中，正确的是()A.Na2O2露置在空气中最终变为NaOHB.Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2C.Na2O2是淡黄色固体，Na2O是白色固体，二者都能与水反应生成NaOHD.将Na2O2投入滴有酚酞的水中，溶液只变红色[答案]C[解析]Na2O2和NaOH都能与空气中的CO2反应生成Na2CO3，故不可能最终变为NaOH，A错误；2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，该反应不是置换反应，B错误；根据Na2O2、Na2O的性质可知C正确；Na2O2具有漂白性，可使酸碱指示剂褪色，如将Na2O2投入滴有酚酞的水中，溶液先变红后又褪色，D错误。5.下列关于氧化钠和过氧化钠的叙述，正确的是()A.都能和盐酸反应产生氧气B.溶于水后，所得水溶液的成分相同C.都能和水发生化合反应D.分别和二氧化碳反应都只生成同种盐[答案]B[解析]Na2O与盐酸反应不产生氧气：Na2O＋2HCl=2NaCl＋H2O，Na2O2与盐酸反应有O2产生：2Na2O2＋4HCl=4NaCl＋2H2O＋O2↑，A选项错误；溶于水后，Na2O与水化合得到NaOH，Na2O2与水发生氧化还原反应得到NaOH和O2，B选项正确、C选项错误；Na2O2与CO2反应得到Na2CO3和O2，D选项错误。6.(2019·石家庄高一检测)下列判断正确的是()A.可用水来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2B.可用CO2来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2C.可利用在纯氧气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2D.将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中，最终溶液均为红色[答案]A[解析]CO2、H2O与Na2O2、Na2O均能反应，但与Na2O2反应时能产生气体，因O2和CO2都是无色无味气体，故CO2和Na2O2的反应无明显的现象产生，水与Na2O2反应产生气泡，A项正确、B项错误；在纯氧气中加热Na2O和Na2O2的混合物，Na2O会转化为Na2O2，C项错误；将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中，均先与溶液中的水反应生成碱而使溶液变为红色，但因Na2O2具有漂白性，最后又会将变成红色的溶液漂白，D项错误。7.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)Na2O2H2O(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