【暑假初升高】人教版化学初三(升高一)暑假预习-第07讲 钠的氧化物 讲学案
展开第07讲 钠的氧化物
【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。
【基础知识】
钠在常温和加热条件与氧气反应分别生成Na2O、Na2O2,这两种氧化物的物理和化学性质有何不同?
氧化钠属于哪类氧化物?有何化学性质?
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+H2O=2NaOH
与酸性氧化物反应
Na2O+CO2=Na2CO3 Na2O+SO3=Na2SO4
与酸反应
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O Na2O+H2SO4=Na2SO4+H2O
过氧化钠的化学性质与氧化钠是否相同?
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。
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
请你写出过氧化钠与水反应的化学方程式_________________________________。
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
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。
请写出反应的化学方程式______________________________________。
2Na2O2+2CO 2=2Na2CO3+O2
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+2H2O=4NaOH+H2O2……① 2H2O2=2H2O+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+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
(4)用途
呼吸面具或潜水艇中做供氧剂,强氧化剂、漂白剂。
m g H2在O2中完全燃烧,将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体,Na2O2固体质量增加多少克?
m g CO在O2中完全燃烧,将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体,Na2O2固体质量增加多少克?
如果是m g H2和CO的混合气体在O2中完全燃烧,产物通过足量Na2O2,Na2O2固体质量增加多少克?
若m g某物质在O2中完全燃烧,产物通过足量的Na2O2固体,Na2O2固体增加m g,那么,该物质的化学通式需要满足什么条件?
【答案】m g m g m g 通式为(CO)x(H2)y 推导过程参考如下:
2H2+O22H2O……① 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑……②
①+②得:2H2+2Na2O2=4NaOH,化简得:H2+Na2O2=2NaOH,则过氧化钠增重为H2的质量。
2CO+O22CO2……① 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2……②
①+②得:2CO+2Na2O2=2Na2CO3,化简得:CO+Na2O2=Na2CO3,则过氧化钠增重为CO的质量。
3.Na2O2的增重问题
(1)若题目只给出CO2或H2O的质量,可通过CO2或H2O的质量,求出CO或H2的质量,则固体增重就是CO或H2的质量。
(2)若m g的H2与CO的混合气体或单一气体,在O2中充分燃烧后,将其产物通过足量的Na2O2固体,反应完毕,固体增重也必是m g。
(3)m g符合通式为(CO)x(H2)y的物质,在O2中充分燃烧后,将其产物通过足量的Na2O2固体,反应完毕,固体增重也必是m g。如甲醛(CH2O)、甲醇(CH4O)、乙酸(C2H4O2)、葡萄糖(C6H12O6)等。
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+SO2=Na2SO4,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+8H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+5O2↑+2MnSO4+8H2O。
3.Na2O2与H2O、CO2反应的先后顺序
2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑;CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;总反应式为2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+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。
氧化钠与过氧化钠的比较
项目
Na2O
Na2O2
色、态
白色
淡黄色
阴阳离子个数比
1∶2
1∶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+H2O=2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2=Na2CO3
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
与盐酸反应
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
稳定性
不稳定,易氧化
2Na2O+O22Na2O2
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
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O,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+SO2=Na2SO4。
【考点剖析】
考点一:氧化钠和过氧化钠的基本性质
例1.(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
【答案】A
【解析】A项,氧化钠、过氧化钠与水反应都生成NaOH,故溶于水后所得溶液的成分相同,正确;B项,氧化钠中氧元素为-2价,过氧化钠中氧元素为-1价,错误;C项,Na2O中含有2个Na+和1个O2-,Na2O2中含有2个Na+和1个O22-,二者阴、阳离子个数比相同,错误;D项,氧化钠是碱性氧化物,过氧化钠与盐酸反应生成NaCl、O2、H2O,不是碱性氧化物而是过氧化物,错误。
考点二:过氧化钠的结构与性质
例2.(2022年四川省宜宾市期末)下列关于Na2O2的说法中,错误的是
A.是淡黄色固体 B.可作供氧剂
C.具有强氧化性 D.由Na+和O2−构成
【答案】D
【解析】A项,Na2O2是淡黄色固体,氧化钠是白色固体,正确;B项,Na2O2和水或二氧化碳反应生成氧气,因此过氧化钠可作供氧剂,正确;C项,Na2O2中氧为−1价,既可升高,又可降低,常作氧化剂,具有强氧化性,正确;D项,Na2O2由Na+和O22-构成,错误。
考点三:Na2O2的增重问题
例3.(2022年安徽省宿州市十三所重点中学期中)一定条件下,使26 gCO和O2的混合气体充分反应,所得混合物在常温下跟足量的Na2O2固体反应,结果固体增加14 g,则原混合气体中CO和O2的质量比可能是
A.9∶4 B.4∶9 C.7∶6 D.1∶1
【答案】C
【解析】由反应2CO+O22CO2……① 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2……②,①+②得:2CO+2Na2O2=2Na2CO3,化简得:CO+Na2O2=Na2CO3,则过氧化钠增重为CO的质量。由题意可知混合气体中CO为14 g,则O2为26 g-14 g=12 g,所以原混合气体中CO和O2的质量比为14 g∶12 g=7∶6,答案选C项。
考点四:Na2O2的性质探究
例4.(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:_____________________________________。
【答案】(1)①Na2O2+4HCl(浓)=Cl2↑+2NaCl+2H2O ②Na2O2与浓盐酸反应产生了H2O2,加入MnO2,H2O2分解得O2 (2)①2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ②HCO3-+H+=CO2↑+H2O ③反应完成后,取K1后干燥管中少量固体加入稀盐酸,将产生的气体通入澄清的石灰水中,若变浑浊,则实验结论成立
【解析】用盐酸与碳酸钙反应制取二氧化碳,但生成的二氧化碳中会混有氯化氢和水,因此饱和NaHCO3溶液是为了除去氯化氢,浓硫酸是为了除去水,打开弹簧夹K2,关闭K1,干燥的二氧化碳和过氧化钠反应。打开弹簧夹K1,关闭K2,潮湿的二氧化碳和过氧化钠反应。
(1)①由题意可知,过氧化钠和浓盐酸发生了氧化还原反应生成了氯气,其中过氧化钠作为氧化剂,被还原为水,浓盐酸作为还原剂,被氧化成氯气,根据得失电子守恒和质量守恒,可得过氧化钠和浓盐酸反应的化学方程式为:Na2O2+4HCl(浓)=Cl2↑+2NaCl+2H2O;②过氧化钠在与浓盐酸反应的过程中也会生成过氧化氢,过氧化氢在二氧化锰存在的条件下,会分解生成氧气,因此加少量MnO2固体,会立即产生大量无色无味气体;(2)①过氧化钠跟二氧化碳反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;②盐酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳气体中会混有氯化氢气体,饱和NaHCO3溶液是用来除去二氧化碳中的氯化氢,因此离子方程式为:HCO3-+H+=CO2↑+H2O;③气体中有水,水也会和过氧化钠反应放出氧气,使带火星的木条复燃,因此若要证明二氧化碳与过氧化钠反应了,需证明碳酸钠的存在,具体操作为:反应完成后,取K1后面的干燥管中少量固体加入稀盐酸,将产生的气体通入澄清的石灰水中,若变浑浊,则实验结论成立。
考点五:Na2O2的纯度测定
例5.(2022年河南省新乡市期中)某兴趣小组采用如图装置测定某Na2O2样品(杂质为Na2O)的纯度。
(1)实验前,需进行的操作是____________________________。
(2)仪器A的名称为__________________。
(3)仪器A中发生的反应的化学方程式有_____________________________、_____________________。其中属于氧化还原反应的反应中的氧化剂为_______(填标号,下同);还原剂为_______。
a.Na2O b.Na2O2 c.H2O
(4)取1 g该样品进行实验,当固体反应完全,得到0.16 g(经折算)气体,则该样品的纯度为_______。
【答案】(1)检查装置的气密性 (2)圆底烧瓶 (3)①Na2O+H2O=2NaOH ②2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ③b ④b (4)78%
【解析】(1)在进行定量分析时,一定要确保生成气体质量的准确,所以装置不能漏气,也就是实验前,应检查装置的气密性;(2)仪器A是一个圆底的烧瓶,其名称为圆底烧瓶;(3)仪器A中的物质为Na2O、Na2O2,二者都能与水反应,发生反应的化学方程式为Na2O+H2O=2NaOH、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;其中2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑属于氧化还原反应,在此反应中,Na2O2中所含氧元素化合价一部分升高、一部分降低,所以Na2O2既是氧化剂又是还原剂。答案为:Na2O+H2O=2NaOH;2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;b;b;(4)m(O2)=0.16 g,根据方程式:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
2×78 32
x 0.16 g
= 解之x=0.78 g
则该样品的纯度为×100%=78%。
【真题演练】
1.(2022年河北省唐山市遵化市期中)在反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2中,Na2O2是
A.氧化剂 B.还原剂
C.既是氧化剂又是还原剂 D.既不是氧化剂也不是还原剂
【答案】C
【解析】该反应中,Na2O2中-1价氧元素,部分升高到0价,转化为O2,部分化合价降低到-2价,转化为Na2CO3,故Na2O2既是氧化剂又是还原剂,故选C项。
2.(2022年北京市丰台区期中)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Na2O
C.可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2
D.过氧化钠为淡黄色固体,其中氧元素的化合价为负一价
【答案】B
【解析】A项,金属钠和氧气反应的产物和反应的条件有关,室温生成氧化钠,加热生成过氧化钠,正确;B项,Na在空气中点燃,生成的主要产物为淡黄色的Na2O2,错误;C项,氧化钠与水生成氢氧化钠,过氧化钠与水生成氢氧化钠和氧气会产生气泡,正确;D项,过氧化钠为淡黄色固体,化学式为Na2O2,其中氧元素的化合价为负一价,正确。
3.(2022年江苏省盐城市响水中学期中)下列反应的离子方程式中正确的是
A.氯气溶于水:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
B.碳酸钙与醋酸:CO32-+2CH3COOH =CO2↑+2CH3COO-+H2O
C.铜片插入硝酸银溶液中:Cu+2Ag+=Cu 2++2Ag
D.过氧化钠与水反应:2O22-+2H2O=4OH-+O2↑
【答案】C
【解析】A项,次氯酸为弱酸,应该写成化学式形式,Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,错误;B项,碳酸钙为难溶物质,写成化学式形式,CaCO3 +2CH3COOH=CO2↑+2CH3COO-+H2O+Ca2+,错误;C项,离子方程式完全正确,正确;D项,过氧化钠为氧化物写成化学式形式,2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑,错误。
4.(2022年河南省新乡市期中)某稀溶液中含有CO32-、HCO3-、Cl-、Na+四种离子,若向该溶液中加入少量的Na2O2固体,离子数目增多的离子有
A.CO32-、Na+ B.HCO3-、Cl-
C.HCO3-、CO32- D.Cl-、Na+
【答案】A
【解析】向该溶液中加入少量的Na2O2固体,Na2O2首先与水反应,生成NaOH和O2,增大了溶液中的Na+浓度,生成的OH-再与HCO3-反应生成CO32-和水,从而增大溶液中的CO32-,故选A项。
5.(2022年湖北省孝感市期中)如图装置,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形管内浅红色褪去 B.试管内溶液变红
C.U形管水位d<c D.气球a被吹大
【答案】D
【解析】由于过氧化钠与水发生反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,该反应放出大量热量,使锥形瓶中空气受热膨胀而出现U形管中水位左降右升,由于浅红色的水是在U形管中而非试管中,则试管内溶液不变色,U形管内的红水不褪色。
A项,没有产生漂白性气体,U形管内红色不褪去,不符合题意;B项,试管内溶液颜色不变红,不符合题意;C项,Na2O2与H2O反应是放热反应,广口瓶中气体受热膨胀,因此U形管水位d>c,不符合题意;D项,根据分析,产生O2使气球膨胀,气球a被吹大,符合题意。
6.(2022年安徽省池州市贵州区期中)下列关于金属钠及钠的化合物叙述中正确的是
A.常温下,将金属钠加入到硫酸铜溶液中,可以在溶液中出现蓝色固体
B.将过量Na2O2投入滴有少量酚酞水溶液中,有气泡生成,且溶液最终呈红色
C.Na2O2与CO2反应生成纯碱,CO2是酸性氧化物,Na2O2属于碱性氧化物
D.切开的金属钠暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗的原因是2Na+O2=Na2O2
【答案】A
【解析】A项,常温下,将金属钠加入到硫酸铜溶液中,钠先与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠与硫酸铜生成氢氧化铜沉淀,在溶液中出现蓝色固体,正确;B项,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,且过氧化钠具有强的氧化性,具有漂白作用,将过量Na2O2投入滴有少量酚酞水溶液中,有气泡生成,溶液先变红色,后红色消失,错误;C项,CO2是酸性氧化物,Na2O2与酸反应除生成盐外还有氧气生成,Na2O2不属于碱性氧化物,而是过氧化物,错误;D项,切开的金属钠暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗的原因是4Na+O2=2Na2O,错误。
7.(2022年天津市五校联考期中)某银白色金属单质A在空气中加热燃烧时发出黄色火焰,得到淡黄色固体B,A、B都能与水反应生成E,B和酸性气体D反应能生成C,A露置在空气中足够长时间也会变为C,E与D反应也能生成C。
写出下列反应的化学方程式:
(1)A生成B________________________________;
(2)B与水反应_____________________________;
(3)B与D反应__________________________;
(4)E与过量D反应__________________________。
【答案】(1)2Na+O2Na2O2 (2)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ (3)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 (4)NaOH+CO2=NaHCO3
【解析】银白色金属单质A在空气中加热燃烧时发出黄色火焰,得到淡黄色固体B,则A是Na、B是Na2O2,Na、Na2O2都能与水反应生成氢氧化钠,E是NaOH,钠露置在空气中足够长时间也会变为Na2CO3,C是Na2CO3,D是酸性气体,能NaOH反应生成Na2CO3,D是CO2。
(1)钠和氧气在加热的条件下反应生成过氧化钠,反应方程式是2Na+O2Na2O2;(2)Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气,反应方程式是2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;(3)Na2O2和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应方程式是2Na2O 2+2CO2=2Na2CO3+O2;(4)NaOH和过量CO2反应生成NaHCO3,反应方程式是NaOH+CO2=NaHCO3。
8.(2022年广东省佛山市顺德区乐从中学期中)如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应原理的装置图(夹持仪器略)。
(1)A装置为CO2的发生装置,反应的离子方程式为___________________________________。
(2)B装置的作用是______________,反应的离子方程式为___________________________________。
(3)C装置为O2的发生装置,写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式________________________、______________________。
(4)D装置的作用是____________________。
(5)当装置内气流平稳后开始收集气体,若该气体能_________________,证明过氧化钠可做供氧剂。
【答案】(1)CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ (2)①除去CO2中的HCl ②HCO3-+H+=H2O+CO2↑ (3)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ (4)除去CO2 (5)使带火星的木条复燃
【解析】(1)实验室用稀盐酸与大理石反应制取CO2,生成氯化钙和二氧化碳、水,离子方程式为CaCO3+2H+/=Ca2++H2O+CO2↑;(2)制得的CO2中混有HCl,HCl和NaHCO3反应生成氯化钠、二氧化碳、水,通过饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl,所以B装置的作用是除去CO2中的HCl,反应的离子方程式是HCO3-+H+=H2O+CO2↑;(3)从B装置中出来的CO2中含有水蒸气,通过C装置时CO2、H2O均能与Na2O2反应产生氧气,反应方程式分别为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;(4)该实验的目的是验证过氧化钠能做供氧剂,检验反应有氧气生成,需要除去氧气中的二氧化碳,所以D装置中盛放NaOH溶液的作用是除去CO2;(5)氧气能使带火星的木条复燃,若该气体能使带火星的木条复燃,证明过氧化钠可做供氧剂。
【过关检测】
1.(2022年湖南省怀化市第五中学期中)下列钠的化合物中,可用于呼吸面具作为O2来源的是
A.Na2O B.Na2O2 C.NaCl D.Na2CO3
【答案】B
【解析】A项,Na2O与水或CO2反应不能产生氧气,不能用于呼吸面具作为O2来源,错误;B项,Na2O2与水或CO2反应能产生氧气,能用于呼吸面具作为O2来源,正确;C项,NaCl不能产生氧气,错误;D项,Na2CO3与水、CO2反应不能产生氧气,不能用于呼吸面具作为O2来源,错误。
2.(2022年河北省石家庄市第二十八中学期中)下列反应中,Na2O2只表现出氧化性的是
A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
B.2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑
C.Na2O2+SO2=Na2SO4
D.5Na2O2+2KMnO4+8H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
【答案】C
【解析】A项,过氧化钠化合价即升高又降低,Na2O2既表现出氧化性又表现还原性,错误;B项,过氧化钠化合价即升高又降低,Na2O2既表现出氧化性又表现还原性,错误;C项,过氧化钠化合价降低,所以只表现出氧化性,正确;D项,过氧化钠化合价只升高,只表现出还原性,错误。
3.(2022年山西省怀仁市期中)下列反应与Na2O2+SO2=Na2SO4相比较,Na2O2的作用相同的是
A.2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 B.2Na2O2+2SO3=2Na2SO4+O2
C.Na2O2+H2SO4=Na2SO4+H2O2 D.3Na2O2+Cr2O3=2Na2CrO4+Na2O
【答案】D
【解析】反应Na2O2+SO2=Na2SO4,Na2O2的作用是只作氧化剂;A项,Na2O2既做氧化剂又做还原剂,不符合题意;B项,Na2O2既做氧化剂又做还原剂,不符合题意;C项,反应为非氧化还原反应,不符合题意;D项,Na2O2只做氧化剂,符合题意。
4.(2022年安徽省黄山市期中)下列有关过氧化钠的说法中错误的是
A.可用作潜水艇的供氧剂 B.是淡黄色固体
C.阳离子与阴离子个数比为1∶1 D.用加热法可除去Na2O2中的Na2O
【答案】C
【解析】A项,Na2O2与H2O、CO2反应均可产生O2,Na2O2可用作潜水艇的供氧剂正确;B项,Na2O2是淡黄色固体,正确;C项,Na2O2由Na+与O22-构成,阳离子与阴离子个数比为2∶1,错误;D项,在空气中加热时,Na2O与O2反应生成Na2O2,正确。
5.(2022年福建省宁德市同心顺联盟期中)根据下图的转化关系及现象,下列描述错误的是
A.气体B为O2,反应②金属单质燃烧时火焰黄色
B.反应③、④均为复分解反应
C.反应①的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑+H2↑
D.反应③的离子方程式为Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
【答案】C
【解析】根据转化关系,气体B与金属单质反应生成淡黄色固体X,可推知X为Na2O2,而气体B为O2,金属单质为Na,因此反应②为2Na+O2Na2O2,无色液体A与Na2O2反应可得到O2和Y溶液,且Y溶液与CuSO4溶液反应生成蓝色沉淀,可推知无色液体A为H2O,Y为NaOH溶液,则反应①为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,反应③为2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4,反应④为Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O,据此分析解答。
A项,根据上述分析可知,气体B为O2,反应②为2Na+O2Na2O2,金属单质Na燃烧时火焰黄色,正确;B项,反应③为2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4,反应④为Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O,两个反应均为两个化合物相互交换成分的反应,属于复分解反应,正确;C项,由上述分析,反应①为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,错误;D项,反应③为2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4,根据拆分规则,得到离子方程式为Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,正确。
6.(2021年四川省广安市期末)下列物质能使紫色石蕊试液先变红后褪色的是
①Cl2 ②敞口瓶中的久置氯水 ③盐酸 ④Na2O2 ⑤活性炭
A.① B.①② C.②③④ D.②④⑤
【答案】A
【解析】①氯气和水反应生成HClO、HCl而使溶液呈酸性,酸遇紫色石蕊试液变红色,HClO漂白石蕊试液,所以先变红后褪色,故①正确;②敞口放置的久置氯水是盐酸,盐酸具有酸性能使蓝色石蕊试纸变红,但盐酸没有漂白性,所以不能使试纸褪色,故②错误;③盐酸具有酸性能使蓝色石蕊试纸变红,但盐酸没有漂白性,所以不能使试纸褪色,故③错误;④过氧化钠和水反应生成NaOH而使紫色石蕊试液变蓝色,过氧化钠具有强氧化性而使溶液褪色,故④错误;⑤木炭具有吸附性而使紫色石蕊试液褪色,故⑤错误;故选A项。
7.(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
【答案】A
【解析】A项,②中的离子方程式为2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑,生成的是O2,错误;B项,Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2,NaOH是碱,遇酚酞变红,正确;C项,④中红色褪去,可能原因是Na2O2与H2O反应生成的H2O2具有氧化性,能氧化有色物质,漂白褪色,正确;D项,H2O2在MnO2催化下分解生成H2O和O2,即验证Na2O2与H2O反应生成了H2O2,正确。
8.(2022年江西省九校期中联考)某同学在实验室进行如图所示的过氧化钠性质实验。请回答下列问题:
(1)如图所示实验,滴入几滴水,整个过程现象是___________________________。实验结束后,向试管所得溶液中滴加酚酞溶液,现象是_________________。
(2)过氧化钠与水反应的化学方程式为_____________________________。
(3)若用嘴通过导管向附着少量Na2O2粉末的脱脂棉吹气,棉花燃烧。原因是Na2O2与H2O和CO2反应同时放出大量的热量,试写出其中Na2O2与CO2反应的化学方程式:_____________________________。
【答案】(1)①固体溶解,有能使带火星的木条复燃的气体产生 ②酚酞溶液先变红后退色 (2)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ (3)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
【解析】(1)过氧化钠具有漂白性,同时过氧化钠可以和水反应,生成氢氧化钠和氧气,所以向装有过氧化钠的试管中滴入几滴水,可以看到固体溶解,有气泡产生,用使带火星的木条检验,木条复燃。实验结束后,向试管所得溶液中滴加酚酞溶液,现象是酚酞溶液先变红后退色。故答案:固体溶解,有能使带火星的木条复燃的气体产生;酚酞溶液先变红后退色;(2)过氧化钠可以和水反应,生成氢氧化钠和氧气,其反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,故答案:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;(3)若用嘴通过导管向附着少量Na2O2粉末的脱脂棉吹气,棉花燃烧。原因是Na2O2与H2O和CO2反应同时放出大量的热量,Na2O2与CO2反应可以生碳酸钠和氧气,其反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故答案:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
9.(2022年江苏省盐城市响水中学期中)钠元素在自然界中分布很广,储量极为丰富,都以化合态存在,如氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等。钠单质和钠的化合物在生产、生活中被广泛应用。请根据钠及其化合物性质按要求完成各题。
(1)金属钠的密度比水小,在钠与水反应的实验中,能得出“该反应是放热反应”这一结论的实验现象是______________________,反应的离子方程式是________________________________________。
(2)钠的焰色反应的焰色为______色,该波长的光射程远,透雾力强,据此原理制作的高压钠灯广泛应用于道路和广场的照明。金属焰色反应是_____________变化(填“物理”或“化学”)。
(3)过氧化钠是一种淡黄色的固体, 可作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂。写出过氧化钠和二氧化碳反应的化学方程式,并用双线桥表示电子转移方向和数目__________________________________________。
【答案】(1)①钠块熔化成光亮的小球 ②2H2O+2Na=H2↑+2Na++2OH- (2)①黄 ②物理 (3)
【解析】(1)钠熔成小球,说明钠和水放出的热量使钠熔化,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,离子方程式:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑;(2)钠的焰色反应的焰色为黄色,金属焰色反应无新物质生成,是物理变化;(3)过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,过氧根中的-1价O元素发生歧化反应,转为-2价和0价,反应的方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,用“双线桥法”标出电子转移的方向和数目为:。
10.(2022年北京市第四中学期中)现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,用如图所示实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO3固体、盐酸、硫酸和蒸馏水)
回答下列问题:
(1)装置A中液体试剂选用____________________。
(2)装置B的作用是________________________________________________________。
装置E中碱石灰的作用是___________________________________________________。
(3)装置D中发生反应的化学方程式为____________________________,____________________________。
(4)若开始时测得样品的质量为2.0 g,反应结束后测得气体体积(并折合质量为0.32 g),则Na2O2试样的纯度为_____________。
【答案】(1)盐酸 (2)除去气体中的HCl 吸收装置D中反应剩余的CO2 (3)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 Na2O+CO2=Na2CO3 (4)78%
【解析】通过测定二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气的体积,计算样品中过氧化钠的纯度。装置A中碳酸钙与盐酸反应制备CO2,B装置除去混胡的HCl,C装置进行干燥,在装置D中CO2与过氧化钠反应,E装置吸收剩余的CO2,避免影响氧气体积测定,装置F、G组合测定氧气的体积,实验开始需要先检验装置气密性。
(1)装置A用CaCO3与酸反应制备CO2,CaCO3与H2SO4反应时,生成的CaSO4是微溶于水的,会覆盖在CaCO3表面,使反应持续,故用盐酸而不能用硫酸;(2)CaCO3与盐酸反应生成的CO2气体中含有HCl气体,可用饱和NaHCO3溶液除去,装置E中碱石灰的作用是除去CO2,防止对O2的体积测量造成干扰;(3)CO2与过氧化钠、氧化钠在装置中发生反应,方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、Na2O+CO2=Na2CO3;(4)设样品中Na2O2的质量为x,由2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2可知,=,x=1.58 g,w(Na2O2)=×100%=78%。
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