第一節(jié)、鈉及其氧化物

【考綱點擊】1．了解鈉的主要性質(zhì)及其應(yīng)用．2．了解鈉的氧化物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用．

【考情播報】1．鈉與水的反應(yīng)、現(xiàn)象及其原因分析．2．過氧化鈉與CO2、H2O的氧化還原反應(yīng)分析及重要

應(yīng)用．3．以實驗探究、框圖推斷考查鈉和過氧化鈉的性質(zhì).1．金屬常識(1)存在：自然界中，金屬元素大多數(shù)以

存在．地殼中含量最多的金屬元素是

.(2)物理共性：金屬一般不透明，有金屬光澤、易

、

易

、有

等．(3)原子結(jié)構(gòu)特點：原子最外層電子數(shù)一般

4，

易

電子，而顯還原性．(4)元素化合價：只有

價，沒有

價．化合態(tài)Al導(dǎo)電導(dǎo)熱延展性少于失去負(fù)正2．鈉(1)物理性質(zhì)顏色：

；硬度

；密度：比水

，比煤油

；

熔點：

；導(dǎo)電導(dǎo)熱性：

．(2)化學(xué)性質(zhì)①與非金屬的反應(yīng)銀白色小小大較低良好a．鈉與氧氣反應(yīng)常溫下生成Na2O(

色)，化學(xué)方程式為

.燃燒時生成Na2O2(

色)，化學(xué)方程式為

.b．鈉與氯氣反應(yīng)鈉在氯氣中劇烈燃燒，發(fā)出

光，產(chǎn)生

煙，化學(xué)方程式為2Na＋Cl22NaCl.白淡黃黃白4Na＋O2

===2Na2O2Na＋O2Na2O2②與H2O的反應(yīng)化學(xué)方程式為：

.③與鹽溶液的反應(yīng)如與FeCl3溶液反應(yīng)，化學(xué)方程式為：

、

.2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑2Na＋2H2O

===

2NaOH＋H2↑

FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象和鈉與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的規(guī)律1．鈉與水(含有酚酞)反應(yīng)的實驗現(xiàn)象及分析(1)“浮”：鈉浮在水面上——鈉的密度比水小．(2)“熔”：鈉熔成一個閃亮的小球——鈉的熔點低，鈉與

水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)．(3)“游”：鈉球在水面上四處游動，并伴有嘶嘶聲——反

應(yīng)劇烈并產(chǎn)生氣體．(4)“紅”：反應(yīng)后溶液變紅色——鈉與水反應(yīng)有堿性物質(zhì)

生成．2．鈉與酸、堿、鹽水溶液的反應(yīng)規(guī)律(1)鈉與酸反應(yīng)鈉與鹽酸、稀硫酸等非氧化性酸反應(yīng)時，首先是鈉直

接跟酸電離出的H＋反應(yīng)，過量的鈉再與水反應(yīng)．鈉與

足量鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na＋2HCl===2NaCl

＋H2↑.(2)鈉與堿溶液反應(yīng)實質(zhì)是鈉與水反應(yīng)．如將鈉投入飽和石灰水中，現(xiàn)象為：

有氣泡冒出，溶液變渾濁．化學(xué)方程式為：2Na＋

2H2O===2NaOH＋H2↑.(3)鈉與鹽溶液反應(yīng)①與NaCl溶液：其實質(zhì)是鈉與水反應(yīng)．②與CuSO4溶液：鈉先與水反應(yīng)，生成的OH－再與Cu2＋反應(yīng)生成Cu(OH)2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4，總化學(xué)方程式為2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑＋Na2SO4.③通常鈉不能從鹽溶液中置換出金屬，可從熔融態(tài)的鹽中置換某些金屬，如4Na＋TiCl44NaCl＋Ti.由于鈉易與空氣中的水、氧氣反應(yīng)，因此鈉應(yīng)密封保存，少量的鈉保存在煤油里．1．下列有關(guān)金屬元素特征的敘述正確的是(

)A．金屬元素的原子只有還原性，離子只有氧化性

B．金屬元素在化合物中一定顯正價

C．金屬元素在不同化合物中的化合價均不同

D．金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為固體解析：A不正確，對于有可變化合價的金屬，當(dāng)其呈現(xiàn)低價態(tài)金屬陽離子時，既有還原性又有氧化性．B正確，因為金屬原子只有還原性，在化合物中只顯正價；C不正確，如果金屬元素沒有變價，在不同的化合物中化合價相同．如鋁在AlCl3、NaAlO2、Al(OH)3中均為＋3價，若有變價的金屬則在不同的化合物甚至在同一物質(zhì)中化合價不同，如FeCl3、FeCl2中Fe分別為＋3價和＋2價，而在Fe3O4中就同時有＋3價和＋2價．D不正確，大多數(shù)金屬在常溫下為固體，個別金屬如汞則為液體．答案：B2．(2009·揭陽高三測試)把一塊鈉投入預(yù)先滴入2～3滴紫色

石蕊溶液的水溶液中，可觀察到的現(xiàn)象正確的一組為

(

)①鈉沉到水下面②鈉浮在水面上，四處游動③鈉熔

化成閃亮的小球，聽到滋滋的響聲④溶液變紅⑤溶

液變藍(lán)

A．①③④

B．②③⑤

C．①③⑤D．②③④解析：因為鈉的密度比水小，所以會浮在水面上，反應(yīng)放出的氫氣使其四處游動，并發(fā)出嘶嘶的聲音．鈉的熔點很低，反應(yīng)放出的熱量會使其熔化成小球．反應(yīng)生成的氫氧化鈉呈堿性，會使紫色石蕊溶液變藍(lán)．答案：B名稱氧化鈉過氧化鈉化學(xué)式Na2ONa2O2顏色狀態(tài)淡黃色固體白色固體名稱氧化鈉過氧化鈉電子式陽、陰離子個數(shù)比Na＋

Na＋Na＋

Na＋2∶12∶1名稱氧化鈉過氧化鈉氧元素的化合價類別堿性氧化物

(不屬于堿性氧化物)與H2O反應(yīng)Na2O＋H2O－2－1過氧化物2Na2O2＋2H2O===

2NaOH===

4NaOH＋O2↑名稱氧化鈉過氧化鈉與CO2反應(yīng)Na2O＋CO22Na2O2＋2CO2===Na2CO3===

2Na2CO3＋O2名稱氧化鈉過氧化鈉與鹽酸反應(yīng)Na2O＋2HCl穩(wěn)定性不穩(wěn)定較穩(wěn)定4NaCl＋O2↑＋2H2O===

2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl

==名稱氧化鈉過氧化鈉特性用途強(qiáng)氧化性供氧劑、漂白劑有關(guān)Na2O2與CO2、H2O反應(yīng)的幾個重要關(guān)系2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O22H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑1．物質(zhì)的量關(guān)系無論是CO2或H2O的單一物質(zhì)還是二者的混合物，通

過足量的Na2O2時，CO2或H2O與放出O2的物質(zhì)的量之

比為2∶1，解決此類問題可借助物質(zhì)的量守恒關(guān)系．2．電子轉(zhuǎn)移關(guān)系當(dāng)Na2O2與CO2、H2O反應(yīng)時，物質(zhì)的量關(guān)系為2Na2O2～

1molO2～2mole－.3．反應(yīng)先后順序關(guān)系一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物反應(yīng)，

可視作Na2O2先與CO2反應(yīng)，待CO2反應(yīng)完后，Na2O2再

與H2O發(fā)生反應(yīng)．4．氣體體積關(guān)系

CO2和水蒸氣的混合氣體或單一氣體通過足量Na2O2時，

氣體的體積變?yōu)樵瓉淼?/2且等于生成O2的體積．5．固體質(zhì)量關(guān)系

相當(dāng)于固體(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的

“H2”；可以看作發(fā)生反應(yīng)：Na2O2＋CO===Na2CO3、

Na2O2＋H2===2NaOH(實際上兩反應(yīng)不能發(fā)生)，即通

式符合(CO)m(H2)n(m＝0,1,2…；n＝0,1,2，…)的物質(zhì)W

g在O2中充分燃燒，將其產(chǎn)物通過足量的Na2O2固體，

反應(yīng)完畢，固體增重Wg.化學(xué)式符合(CO)m(H2)n的常見物質(zhì)有：CO、H2、CH4O、CH3COOH、HCOOCH3、C6H12O6等．3．下列關(guān)于氧化鈉和過氧化鈉的敘述中，正確的是

(

)A．都屬于堿性氧化物

B．都能與水發(fā)生化合反應(yīng)

C．水溶液的成分相同

D．與二氧化碳反應(yīng)生成不同的鹽

解析：過氧化鈉不是堿性氧化物，A錯誤；過氧化鈉與水的反應(yīng)不是化合反應(yīng)，B錯誤；兩者的水溶液均為氫氧化鈉溶液，C正確；兩者與二氧化碳反應(yīng)均生成碳酸鈉，D錯誤．答案：C[例1]

(2009·鄭州模擬)將少量的金屬鈉分別投入下列物質(zhì)的水溶液中，有氣體放出，且溶液質(zhì)量減輕的是(

)A．HCl

B．K2SO4C．NaOHD．CuSO4

[思路點撥]

解答本題要注意以下兩點：(1)鈉和酸溶液反應(yīng)，直接和H＋反應(yīng)；鈉和堿、鹽溶液反應(yīng)，先和水反應(yīng)．(2)靈活應(yīng)用差量法解題，m(鈉)＋m(原溶液)＝m(反應(yīng)后溶液)＋m(H2)＋m(沉淀)．[課堂筆記]選

解答本題的關(guān)鍵是正確理解題干提供的兩個條件．由于K2SO4溶液、NaOH溶液和CuSO4溶液中都有水存在，所以Na投入到這三種溶液中之后會與水反應(yīng)而放出H2，故題干中四個選項均能滿足“有氣體放出”這一條件；但對于反應(yīng)后“溶液質(zhì)量減輕”這一條件，在A、B、C三個選項中，Na與鹽酸或K2SO4溶液、NaOH溶液中的H2O反應(yīng)后，D只有H2放出，故溶液質(zhì)量增加，所以都不符合題意；D選項中由于Na與H2O反應(yīng)生成的NaOH還能繼續(xù)與CuSO4反應(yīng)析出Cu(OH)2沉淀，其化學(xué)方程式為：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2NaOH＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓，反應(yīng)后溶液質(zhì)量減輕.[例2]

(2009·銀川模擬)在一定條件下，將鈉與氧氣反應(yīng)的生成物2.8g溶于水，所得溶液恰好能被80mL濃度為1.0mol/L的HCl溶液中和，則生成物的成分是(

)A．Na2OB．Na2O2C．Na2O和Na2O2

D．Na2O2和NaO2[思路點撥][課堂筆記]

選鹽酸的物質(zhì)的量為0.08mol，由HCl～NaOH～Na，知Na的物質(zhì)的量也等于0.08mol，若生成物是Na2O，質(zhì)量為2.48g，若生成物是Na2O2，質(zhì)量為3.12g，現(xiàn)在2.48g<2.8g<3.12g，則生成物為兩者的混合物．C鈉與氧氣反應(yīng)的生成物可能是Na2O，也可能是Na2O2，也可能是Na2O與Na2O2的混合物，但無論是何種物質(zhì)，溶于水后都得到NaOH溶液，反應(yīng)中鈉原子是守恒的．Na2O2與CO2、H2O的反應(yīng)對化學(xué)實驗的考查有兩大趨勢：一是探究型實驗與研究性學(xué)習(xí)的整合；二是將經(jīng)典裝置及經(jīng)典反應(yīng)原理進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整設(shè)計新的實驗問題．Na與H2O反應(yīng)放出H2，Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)產(chǎn)生O2將是以氣體為核心設(shè)計實驗的載體，在學(xué)習(xí)過程中要注意訓(xùn)練和積累．如圖所示，“二氧化碳是否在有水存在時，才能與過氧化鈉反應(yīng)？”這個問題可通過以下實驗加以證明．(1)按圖連接裝置，在干燥的試管Ⅲ中裝入Na2O2后，在通入CO2之前，應(yīng)事先將彈簧夾(K1、K2)夾持好，目的何在____________________________________.(2)試管Ⅰ內(nèi)的試劑X是________時，打開彈簧夾K1、K2，加熱試管Ⅲ約5分鐘后，將帶火星的小木條插入試管Ⅱ的液面上，可觀察到帶火星的小木條不能劇烈地燃燒起來，且Ⅲ內(nèi)淡黃色粉末未發(fā)生變化．則所得的化學(xué)結(jié)論是__________________________________________.

(3)試管Ⅰ內(nèi)試劑為CO2飽和水溶液時，其他操作同(2)，通過____________________________的現(xiàn)象，可以證明Na2O2與潮濕的CO2能反應(yīng)且放出O2.(4)CO2與過氧化鈉反應(yīng)機(jī)理也可用示蹤原子分析加以證明，請完成下列化學(xué)方程式：

Na2O2＋C18O2＋―→________________.【解析】

(1)Na2O2易與水蒸氣和CO2反應(yīng)，夾持好彈簧夾以防止與外界空氣接觸．

(2)由題意分析，X應(yīng)為干燥劑(液態(tài))，干燥的CO2不能和Na2O2反應(yīng)．X應(yīng)為濃H2SO4.(3)Na2O2與潮濕的CO2反應(yīng)放出O2，同時產(chǎn)生白色固體Na2CO3，則帶火星的木條會復(fù)燃．

(4)Na2O2與CO2反應(yīng)中，Na2O2既是氧化劑又是還原劑．【答案】

(1)以防止試管Ⅲ內(nèi)的過氧化鈉和外界相通時發(fā)生吸潮現(xiàn)象

(2)濃H2SO4過氧化鈉與干燥的CO2不反應(yīng)

(3)帶火星的小木條在試管Ⅱ的液面上劇烈燃燒，同時，Ⅲ內(nèi)固體由淡黃色變?yōu)榘咨?4)2Na2O2＋2C18O2＋===2Na2C18O3＋O2↑＋2H2O

1．下列關(guān)于金屬鈉的敘述，錯誤的是(

)A．鈉的還原性很強(qiáng)，只能以化合態(tài)存在于自然界

B．鈉質(zhì)地柔軟，可用小刀切割，保存在煤油中

C．鈉失火后可用大量水或泡沫滅火器撲滅

D．鈉的焰色反應(yīng)為黃色，可用于霧天作指示燈解析：鈉燃燒后生成Na2O2，Na2O2和水、CO2反應(yīng)均能放出O2，只能加重火災(zāi)，所以不能用水或泡沫滅火器滅火．答案：C2．在燒杯中加一些水，滴入幾滴酚酞試液，然后把一

小塊鈉放入水中，從實驗過程觀察到的反應(yīng)現(xiàn)象中，

不可能得出的結(jié)論是(

)A．鈉比較柔軟B．鈉與水反應(yīng)生成堿

C．鈉與水反應(yīng)放熱

D．鈉與水反應(yīng)放出氣體.解析：將鈉放入滴有酚酞的水中，鈉浮在水面上(說明鈉的密度比水的小)，熔成一個閃亮的小球(反應(yīng)放熱)，溶液變紅(鈉與水反應(yīng)生成堿)，快速游動，有嘶嘶響聲(有無色氣體生成)．答案：A3．對Na2O和Na2O2的敘述正確的是(

)A．Na2O與Na2O2均可與鹽酸反應(yīng)，故二者皆為堿性

氧化物

B．Na2O在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為Na2O2C．Na2O與H2O反應(yīng)為化合反應(yīng)，而Na2O2與H2O反應(yīng)

屬于氧化還原反應(yīng)，其中Na2O2是氧化劑，而H2O

是還原劑

D．在呼吸面具中，Na2O2常作供氧劑，而Na2O不能解析：Na2O2是過氧化物，而不是堿性氧化物，因其與鹽酸反應(yīng)，除生成NaCl、H2O外還生成O2，A錯誤；2Na2O＋O2

2Na2O2，B正確；Na2O與H2O生成NaOH是化合反應(yīng)，Na2O2與H2O反應(yīng)中，Na2O2既是氧化劑又是還原劑．C錯誤，D正確．答案：BD4．1mol過氧化鈉與2mol碳酸氫鈉固體混合后，在密閉

容器中加熱充分反應(yīng)，排出氣體物質(zhì)后冷卻，殘留

的固體物質(zhì)是(

)A．Na2CO3

B．Na2O2、Na2CO3C．NaOH、Na2CO3

D．Na2O2、NaOH、Na2CO3解析：涉及的反應(yīng)有：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O22H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O