高一化学暑假提升：钠及其氧化物（解析版）

第10课钠及其氧化物

［学习目标］

课标要点学科素养

1.能根据钠和水反应的实验现象辨识钠和水反应的实质，提高学生

金属钠的性质宏观辨识与微观辨析的素养水平

2.初步形成基「原子结构对物质的性质进行预测和检验的认识模型

1.根据氧化钠是碱性氧化物和臧性氧化物的通性预测氧化钠的性

氧化钠和过氧化钠的

质，以培养学生证据推理和模型认知的素养水平

性质

2.根据过氧化钠中氧元素的化合价推断其具有的性质

1.能从钠的原子结构（微观）分析认识钠是一种非常活泼的金属，具有很强的还原性（宏观）。

2.设计实验探究钠与氯气、水的反应，会分析钠与酸、盐溶液的反应，以促进证据推理与模型认知化

学核心素养的发展。

3.从物质类别、元素化合价的视角认识氧化钠和过氧化钠口勺性质，熟知过氧化钠与水和二氧化碳的反

应。

［学习过程］

知识点一金属钠的性质

教材学习

仔细阅读教材，思考卜列问题：

I.钠元素在自然界中都以一的形式存在，如一、一和一等。

2.钠的物理性质

钠是一种一色、有一光泽、质地一、熔点—、常温下为固态的金属。钠通常保存在—中。

3.钠的原子结构及性质

钠的原子结构示意图为一,钠原子很容易——个电子，而表现出很强的—.

（1）钠与氧气的反应

①金属钠在空气中的变化

实验步骤：用镜子取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油后，用刀切去一端的外皮。观察钠的光泽

和颜色，并注意新切开的钠表面所发生的变化。

实验现象；钠的表面。

实验结论：钠是银白色具有金属光泽的固体，质软，在常温下可以与02反应生成一色的一，化学

方程式为—o

②金属钠在空气中加热

实验步骤：将一个干燥的堵坍加热，同时切取•块绿豆大的钠，迅速投到热用烟中。继续加热甜烟片

刻，待钠熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。

实验现象：钠受热时先熔化成—，片刻后剧烈燃烧，发出一色火焰，生成一色固体。

实验结论：钠的熔点低，易燃烧，在空气中加热生成一色的一，化学方程式为一。

(2)钠与水(滴有酚酸溶液)反应

①现象及解释

实验现象原因

金属钠熔化成闪亮的小球该反应为____反应，钠的熔点____

金属钠浮在水面上钠的密度比水____

钠在水面上四处游动，并发出“嘶嘀”声反应中产生一

反应后的溶液显红色反应后得到的溶液显—

②化学方程式:

1.一化合物一一氯化钠一、一碳酸钠一硫酸钠.

2.地、金属一、_软_、低、石蜡油或煤油。

C)①变暗

一灰白._氧化钠一，4Na+O2=2Na?O0

②.至艮白色的小球.，.黄—淡黄—

淡黄___过氧化钠,2Na+O2=^=Na?O?。

(2)①、实验现象原因

金属钠熔化成闪亮的小球该反应为一放热.反应,钠的熔点一低一

金属钠浮在水面上钠的密度比水

钠在水面上四处游动，并发出“嘀嘶”声反应中产生气体

反应后的溶液显红色反应后得到的溶液显一碱性_

②2Na+2H2(D=2NaOH+Hd。

知识精讲

I.钠与非金属单质的反应

—常温下―HSIazO,反应的化学方程式：

02;

14Na+O2==2Na2O

点燃或加热_——

-----^Na2（,）2，反应的化学方程式:

及I△

2Na+02---Na2O2

Cl•A

2,NaCl,反应的化学方程式：2Na+CI21=2NaCl

2.钠与水的反应

实验操作实验现象原因解释

钠浮在水面上（浮）钠的密度比水土

的做

L［学液

钠熔化成闪亮的小球（熔）钠的熔点低，反应放热

反应产生的气体（H2）推动

小球在水面上四处游动，最后完全消失（游）

1小球运动

。水

与水反应发出嘶嘶响声（响）钠与水反应剧烈

窗

反应后溶液的颜色逐渐变红色（红）反应生成碱成aOH）

3.钠与水、酸及盐溶液的反应规律

钠（钠与纯水及各种水溶液（除酸外）均易发生反应，其实

与水；质就是钠与水的反应，反应中钠作还原剂，I「作气化剂

钠与酸的反应实质是与ir的反应，由于酸中浓度比

钠

纯水中ir浓度大的多，所以钠与酸反应要比与水反应

与酸

、剧___烈___得__多__。__反__应___的___离_子___方___程__式___为__Z__N__a__+_Z_i_r_^__-_Z__N__iV__+_H__z__上

；钠与盐溶液反应时，钠首先与水反应生成NaOII和II2,

钠与；然后NaOH再与盐中的某些离子发生攵分解反应。例如，

_j钠与C11SO4溶液的反应为2Nit»2Il2O-------2NiiOIHIIf.

盐溶2

1CuSO4+2NaOHCu（OH）21+Na2SO4

液

：总反应的化学方程式为2Na+2112O+CnS（）4Cu（OI1）21

;+NaSO+IIt

■一一一■一2一一一一4・一一一2一一一一一・一一一一一一一一一一一一一一—————一一一一一一—一一一一一一一一一一一一一

4.钠露置于空气中的变化

金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2c03粉末，此过程中的主要变化与现象:

发生主要变化的化学方程式为

①4Na+O2=2Na2O

@Na2O+H2O=2NaOH

@2NaOH+CO2=Na2CO3+H20,

Na2cO3+10H2O=Na2CO31()H2O

⑤Na2co?10H2O=Na2co3+l0H2O

5.钠的重要用途

(1)钾钠合金用于原子反应堆，作导热剂。

(2)制备NazCh。

(3)作电光源；高压钠灯。

(4)冶炼稀有金属，如冶炼金属钛：4Na+TiCL=Ti+4NaCI。

|典题例析|

［例1］将一块金属钠投入滴有紫色石蕊溶液的盛冷水的烧杯中，甲同学认为可观察到下列现象，其中正

确的有()

①钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面②钠立即与水反应，并有气体产生③反应后溶液变红④

钠熔成闪亮的小球⑤小球在水面上四处游动⑥有“嘶嘶'’的响声发出

A.③④B.②③④⑤

C.@®®®D.③④⑤⑥

［例2］为研究Na的性质，进行如下实验：

装置实验

液体a现象

/-Na蒸馀水I.Na浮在液面上，剧烈反应，产生少量白雾

0.1mol/L

ILNa浮在液面上，反应比I中剧烈，产生白雾

盐酸

III.Na浮在液面上，反应比I中缓慢，产生大量白雾，

50mL液体a浓盐酸

烧杯底部有白色固体

下列说法中不正确的是()

A.I中现象说明Na与水反应放热

B.I中反应的离子方程式为2Na+2H2O=2N「+2OH-+H2f

c.in中白雾比ii中多，说明ni中反应放热比ii中更多

D.推测in中反应缓慢可能与《。一）以及生成的白色固体有关

A.图②中钠熔成小球，说明钠与水反应放热且钠的熔点低

B.图②中钠球四处游动，说明反应产生了气体

C.图③中滴加酚配溶液后溶液变红，说明有碱性物质生成

++

D.钠与水反应的离子方程式是2Na+2H=2Na+H2t

［例4］在烧杯中加入水和苯（密度：0.88g-cm、，不溶于水，不与钠反应）各50mL。将一小粒金属钠（密

度:0.97g-cm—3）投入烧杯中，观察到的现象可能是（）

A.钠在水层中反应并四处游动

B,钠停留在苯层中不发生反应

C.钠在苯的液面上反应并四处游动

D.钠在苯与水的界面处反应并可能做上、下跳动

［例5］一定条件下，2.3g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后得到3.5g固体，由此判断其产物是（）

A.氧化钠B.过氧化钠

C.氧化钠和过氧化钠D.无法确定

［例6］将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，反应后溶液质量减轻的是（）

A.HC1B.K2so4

C.NaOHD.CuSO4

［例1］【答案】C

【解析】钠的密度小于水，浮在水面上，故①错误：钠立即与水剧烈反应，并有气体产生，故②正确；

反应后得到氢氧化钠溶液，使紫色石蕊溶液变蓝，故③错误；钠的熔点低，反应放热，使钠熔成金属小球，

故④正确；小球在水面上四处游动，故⑤正确：反应过程中有包体生成，有“嘶嘶”的响声发出，故⑥正确;

综上所述，②©©⑥正确，故选C。

［例2］【答案】C

【解析】I中Na投入蒸储水中，可与水发生反应，产生少量白雾，说明反应剧烈，且放热，A正确；

I中Na投入蒸馅水中，可与水发生反应，反应的离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OM+H2T，B正确；

浓盘酸易挥发，所以对照实脸in和H,钠与氢离子反应放热，除了有挥发的水蒸气以外，还有HC1,它在

空气中与水蒸气结合，呈现更多的白雾，C错误；实验III和II经时照可知，反应的实质是钠与氢离子反应，

之所以实脸III反应缓慢，可能与《。一)以及生成的白色固体有关，D正确。

［例3］【答案】D

【解析】图②中钠熔成小球所需热量是由反应放出的，此时水未沸腾，说明钠的熔点低，A项正确：

图②中钠球四处游动是由反应产生的气体推动的，B项正确；图③中滴加酚配溶液后溶液变红，说明生成

物中有碱性物质，C项正确；水不易电离，不能拆开，正确的离子方程式是2Na+2H2O==2Na++2OH-+

H2LD项错误。

［例4］【答案】D

【解析】荒不溶于水，且其密度小于水，即p(水)>p(钠)>p(笨)，故金属钠应处于苯与水的交界处，钠

与水接触会与之发生剧烈反应，产生的氢气使钠上浮于苯层中，反应随即停止，在重力的作用下，钠又回

落于苯与水的交界处，上述过程反复循环，从而导致钠上下浮动，直至反应结束。

［例5］【答案】C

【解析】2.3g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后可能得到氧化钠或过氧化钠或二者的混合物，若只得

到氧化钠，则氧化钠的质量为3.1g；若只得到过氧化钠，则过氧化钠的质量为3.9g。现得到固体的质量为

3.5g,则产物为二者的混合物，C项正确。

［例6］【答案】D

【解析】对于A、B、C项中的物质，都是消耗Na产生Hz，2Na->H2,投入46gNa,放出2gH2，溶

液质量均增加.对于D项中的物质，钠首先与HzO反应生成NaOH并放出H2,然后NaOH与CM+反应生

成Cu(OH)2沉淀，化学方程式为2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)21+H2T，由化学方程式可以看出，

溶解46gNa,生成98gCu(OH)2沉淀和2gH2，溶液质量减少。

知识点二氧化钠和过氧化钠

教材学习

仔细阅读教材，思考下列问题：

1.NazO的性质

Na2O和CaO性质相似，都是典型的碱性氧化物。

(1)与水反应：。

(2)与酸性氧化物(CO?)反应：____。

⑶与酸(HC1)反应：____。

2.NazCh的性质

(DNazO?与H?0反应的化学方程式为—，反应中氧化剂是____,还原剂是______。

(2)Na2(>2与CO?反应的化学方程式为____，反应中氧化剂是_____，还原剂是。

因此NazOz可用作呼吸面具或潜水艇中的一剂。Na?。？还可用作漂白剂，若向紫色石蕊溶液中加入

Na?O2粉末，振荡后，除了观察到有气体产生外，还能观察到的现象是一。

1.

⑴Na2O+H?O=2NaOH。

⑵Na2O+CO2=Na2cO,。

⑶Na2O+2HCl=2NaCl+H2O。

2.(1)2NazO2+2H2O=4NaOH+O2TNa。，Na。。

(2)2Na?O2+2co2=2Na2cO3+O2，NagOg>NagOgo

供氧—溶液先变先后褪色―。

知识精讲

1.氧化钠和过氧化钠性质的比较

物质氧化钠过氧化钠

化学式

Na2ONazOz

氧的化合价一2价一1价

n(Na+):

2：12:1

n(阴离子)

颜色、状态白色固体淡黄色固体

过氧化物(不属于

氧化物类别碱性氧化物

碱性氧化物)

生成4Na+O2^=2Na2O2Na+O2=^=Na2O2

与氧气反应2Na2O+O2=^=2Na2O2不反应，稳定性强

2NaO2+2HO=4NaOH

与水反应NaO+HO=2NaOH22

22+O2T

Na2O+CO2=2NaO+2CO=2Na2cO3

与C02反应222

Na2cO3+O2

与稀盐酸2NaO+4HCl=4NaCl+

NaO+2HCl=2NaCl+H022

反应22O2T+2H2O

漂白性无有

漂白剂、消毒剂、供氧剂、强

用途——

氧化剂

【知识拓展］

Na?。?与水反应的实质

NazCh与水的反应是比较特殊的氧化还原反应，实质上可以分成两个过程：

①NazCh+2H2O=2NaOH+H2O2

②2H202=2比0+。21

①x2+②得

得到2Xe,化合价降低,故还原

r°

2Na,Oa+4HaO^=4NaOH+2H2O+Oat

I_______________t

失去2Xe,化合价升击，被虱化

所以Na2O2与H2。反应时，Na2O2在反应中既作氧化剂，又作还原剂，且二者个数之比为1：1：NaOH

既不是氧化产物，也不是还原产物；反应过程中有H2O2生成，H2O2有强氧化性。

2.NazO2与CO2、HzO反应中有关量的关系

(1)气体分子个数的关系

无论是CO?或H?O(g)的单一物质还是二者的混合物，通过足量的NazCh时，CO?或H?O(g)与放出02

的分子个数之比均为2：1,即气体减小的体积等于生成02的体积。

(2)固体质量关系

NazOz与CCh或H?O反应，相当「固体(Na?O2)只吸收了CO2中的“CO”，H?O中的“H2”，可以看作发生

相应的反应：Na2O2+CO=Na2CO3>Na2C>2+H2=2NaOH(实际两反应不能发生)。

(3)先后顺序关系

一定量的NazO?与一定量CO?和HzCKg)的混合物反应，解决问题时可视作Na?。?先与CO?反应，待CO?

反应完成后，Na?。?再与H2O发生反应。

(4)电子转移关系

失去2xe'

r71

①2Na262+2H2O-4NaOH+62f

IA

得到2xe-

失去2x

r'-j

:

②2NaA+2cOa=2Na,CO3+Oa

I_____f

得到2xe-

两反应都是Na2O2自身发生氧化还原反应，每有I分子。2生成时，转移的电子数均为2。

典题例析

［例1］下列关于Na。皿02的说法正确的是()

A.NazO、NazO?都是钠的氧化物，都是碱性氧化物

B.Na2O.NazCh都是易溶于水(与水反应)的白色固体

C.Na2O2是强氧化剂，具有漂白性，能够用来漂白食品

D.NazCh与水反应时，生成1分子02转移2个电子

［例2］下列说法错误的是（）

A.NazCh遇到湿润的紫色石蕊试纸后，石蕊试纸最终变成蓝色

B.NazCh与CO?反应生成1个。2分子时转移2个电子

C.NazCh投入CuSCU溶液中有蓝色沉淀及气泡产生

D.保持温度不变，向饱和烧碱溶液中加入2gNa2O2，充分反应后，Na+的浓度不变

［例3］C0和Hz的混合气体21.2g,与足量O2反应后，通过足量NazCh，固体质量增加（）

A.21.2gB.14g

C.6.78gD.不能确定

［例4］向紫色石蕊溶液中加入Na2O2粉末，充分振荡，观察到的现象为（）

A.溶液仍为紫色

B.除最终溶液褪色外，无其他现象

C.最后溶液变为蓝色

D.溶液中产生气泡，最后溶液变为无色

［例5］为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有NazCh颗粒的

装置，它的用途是产生氧气。下列关于NazOz的叙述正确的是（）

A.N3O2中阴、阳离子的个数比为1：1

B.Na2O2分别与水及C02反应产生相同晟的02时，需要水和C02的质量相等

C.NazCh分别与水及CO2反应产生相同量的时，转移电子的数目相等

D.NazCh的漂白原理与木炭的漂白原理相同

［例6］某溶液中含有HCO；、CO『、SO；、S0;、K+、NH；6种离子。将NazCh固体加入其中后，

这6种离子仍能大量存在的有（）

A.1种B.2种C.3种D.4种

［例1］【答案】D

【解析】NazCh与水反应除了生成NaOH外，还有Oz生成，所以NaKh不是碱性氧化物，A项错误；

NaaCh是淡黄色固体，B项错误；Na?。?有强氧化性，具有漂白性，但不能用来漂白食品，C项错误；Na2O2

与水的反应中，NazCh既做氧化剂又做还原剂，当生成1分子02时转移2个电子，D项正确。

［例2］【答案】A

【解析】Na?5遇到湿润的紫色石蕊试纸后，石蕊试纸先变成监色，•段时间后褪色，A项错误：Na2O2

和C02反应时，Na2O2中氧元素的化合价由一1价升到。价转化为氧气，故当生成1个02分子时转移2个

电子，B项正确；NazCh固体投入CuSCh溶液中的现象：产生.气泡（2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2f），生成

蓝色沉淀［2Na0H+CUSO4=CU（OH）2!+Na2so4］,C项正确：Na2O2加入水中发生反应：2Na2（）2+

2H2O=4NaOH4-O2T.反应过程中消耗水，饱和烧碱溶液中有NaOH析出，但溶液仍为饱和溶液，温度不

变，烧碱的溶解度不变，溶液中Na+的浓度不变，D项正确。

［例引【答案】A

【解析】已知有关反应：2H2+。2驾=2H2O,2co+O2驾=2c。2,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2f,

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2o将上述化学方程式合并可得：Na2O2+H2=2NaOH,Na2O2+CO=Na2CO3,

即反应结果相当于CO、Fh恰好被Na2O2吸收，固体增加的质量就是CO和H2的总质量。

［例4］【答案】D

【解析】NazCh和HzO反应生成NaOH和02,溶液变蓝，由于Na?。?具有强氯化性，最终溶液变为无

色。

［例5］【答案】C

【解析】Na2O2中阴离子为，故阴、阳离子的个数比为1：2,故A错误；根据2Na2O?+

2co2=2Na2co3+O2,2Na2O2+2H2O=4NaOH+021＞可知生成相同量的。2时消耗的水和二氧化碳分子

个数相同，但质量不同，转移电子的数目相等，故B错误，C正确；过氧化钠的漂白原理是将有色物质氧

化成无色物质，是化学变化，木炭的漂白原理是吸附作用，是物理变化，故D错误。

［例6］【答案】C

【解析】将NazO?加入水中，NazO?和H20反应生成NaOH和溶液显碱性，碱性溶液中HCO；和NH4

不能大量存在；NazCh具有强氧化性，可将SO；氧化为SO；,故SO：不能大量存在。所以仍能大量存

在的离子有CO：、SO；、K+3种，C项正确。

［效果检测］

1.下列关于钠的叙述错误的是（）

A.钠在常温下就容易被氧化

B.钠在空气中燃烧生成NazO

C.钠燃烧时发出黄色的火焰

D.钠的密度比水小，熔点低于100℃

2.下列说法正确的是（）

A.CO2通过过氧化钠固体后，固体质量减少

B.金属钠的灭火可以用水

C.向滴有酚酥的水溶液中加入过氧化钠固体，溶液变红

D.过氧化钠可以用作呼吸面具或潜水艇的氧气来源

3.下列说法正确的是()

A.Na与02反应的产物与条件有关

B.Na能与TiCL溶液反应置换出Ti

C.实验室常将钠保存在煤油中，也可将钠保存在四氯化碳中

D.钾钠合金熔点高，故可作快中子反应堆的热交换剂

4.下列关于钠及其化合物的叙述中，正确的是()

A.Na20sNazCh与水反应的实验现象相同

B.钠在空气中燃烧时，牛成产物的阴、阳离子个数比为1：2

C.钠投入硫酸铜溶液中可以观察到红色物质出现

D.长距离运输鱼苗，最好在水中加入一定量的NazOz，起到供氧和杀菌的作用

5.金属钠着火时，能用来灭火的是()

A.水B.湿抹布

C.煤油D.沙子

6.金属钠号水的反应是中学化学中的一个重要反应，如图是某同学的演示实脸.

(1)请补充并完成A实验中从试剂瓶中取出钠到向水槽中投入钠的有关操作：用镶子从试剂瓶中取出一

小块钠，，用镶子夹取切好的金属钠，投入盛有水的烧杯内。

(2)某同学用镜子夹住一小块钠，按图B所示方法来收集产生的气体，但钠很快脱落，实验没有成功。

钠很快脱落的原因是__。

7.(1)在实验室中应怎样保存金属钠，为什么？

(2)向盛有少量过氧化钠的试管中加入适量水，出现什么现象?

(3)如何证明过氧化钠与水反应生成的/(体是氧气？

(4)向包有少量过氧化钠的脱脂棉上滴几滴水后，脱脂棉为什么会迅速燃烧？

8.有人设计出一种让Na与C11SO4溶液反应的方法,实验时,往100mL大试管中先加40mL煤油,

取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入CuSO4溶液使煤油的液面至胶塞,

并夹紧弹簧夹(如图所示)，仔细观察，回答下列问题。

弹嗦

煤油用

钠一封

卷/硫酸铜溶液

(1)有关钠反应的现象是____,

(2)大试管的溶液中出现的现象：____。

(3)装置中液面的变化：3

(4)写出钠与硫酸铜溶液反应的化学方程式：—。

1.【答案】B

【解析】钠在空气中发生缓慢氧化生成NazO,而钠在空气中燃烧生成Na?O2,B项错误。

2.【答案】D

【解析】二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，反应后所得固体质量增大，故A错误；金属钠

能与水反应生成氢氧化钠和氢气，则金属钠的灭火不可以用水，应用沙土覆盖，故B错误；在滴入酚酿的

水溶液中加入过氧化钠，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧与，所以溶液先变成红色，又由于Na2O2具

有强氧化性和漂白性，则红色的溶液乂会褪色，所以现象为溶液先变红后褪色，故C错误；过氧化钠能与

人呼出的二氧化碳和水蒸气反应生成氧气，常用作呼吸面具或潜水艇的氧气来源，故D正确。

3.【答案】A

【解析】4Na+Ch=2Na2O、2Na+O?旦丝Na2O2,所以反应条件不同其产物不同，故