新教材適用2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第2章海水中的重要元素-鈉和氯第1節(jié)鈉及其化合物第2課時氧化鈉和過氧化鈉學(xué)案新人教版必修第一冊

第2課時氧化鈉和過氧化鈉學(xué)習(xí)目標(biāo)1．結(jié)合真實情境中的應(yīng)用實例或通過試驗探究，了解鈉的氧化物的主要性質(zhì)，了解它們在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。2．能依據(jù)鈉的氧化物的性質(zhì)分析試驗室、生產(chǎn)、生活及環(huán)境中的某些常見問題，說明妥當(dāng)保存、合理運用化學(xué)品的常見方法。核心素養(yǎng)1．從物質(zhì)組成和化合價角度相識氧化鈉、過氧化鈉的性質(zhì)及物質(zhì)分類，培育宏觀辨識與微觀探析的實力。2．通過過氧化鈉與水及二氧化碳的試驗探究，培育科學(xué)探究和創(chuàng)新意識。一、氧化鈉和過氧化鈉的性質(zhì)1．Na2O的性質(zhì)氧化鈉(Na2O)是一種白色固體。屬于_堿性__氧化物，能與水、_酸__、_酸性氧化物__等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：(1)氧化鈉與水反應(yīng)：Na2O＋H2O=2NaOH。(2)氧化鈉與鹽酸反應(yīng)：Na2O＋2HCl=2NaCl＋H2O。(3)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)：Na2O＋CO2=Na2CO3。2．Na2O2的性質(zhì)過氧化鈉(Na2O2)是一種_淡黃__色固體。Na2O2中氧元素為－1價，既有氧化性也有還原性。(1)試驗探究過氧化鈉與水的反應(yīng)試驗操作試驗現(xiàn)象①試管外壁_發(fā)燙__，帶火星的木條_復(fù)燃__；②用pH試紙檢驗，試紙_變藍__試驗結(jié)論Na2O2與水反應(yīng)_放熱__，化學(xué)方程式為2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑(2)過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O23．Na2O2的應(yīng)用(1)Na2O2可在呼吸面具或潛水艇中作_氧氣__的來源。(2)Na2O2中氧元素的化合價為_－1__價，具有強_氧化性__，可作漂白劑。正誤推斷(1)Na2O與Na2O2均為堿性氧化物。(×)(2)Na2O與Na2O2中的氧元素的化合價不相同，鈉元素的化合價相同。(√)(3)Na2O與Na2O2的陰、陽離子個數(shù)比均為1︰2。(√)(4)Na2O2有強氧化性，能漂白酸堿指示劑。(√)應(yīng)用體驗1．下列關(guān)于鈉及其化合物的敘述正確的是(B)A．Na2O和Na2O2都能與CO2反應(yīng)，產(chǎn)物完全相同B．用鈉與空氣反應(yīng)制純凈的Na2O2，空氣必需經(jīng)過固體NaOH處理后，才能與鈉反應(yīng)C．Na和Na＋都具有強還原性D．在Na2O2與CO2的反應(yīng)中，氧化劑是Na2O2，還原劑是CO2解析：Na2O與CO2反應(yīng)只生成Na2CO3，Na2O2與CO2反應(yīng)生成Na2CO3和O2，A項錯誤；用固體NaOH除空氣中CO2和H2O，防止CO2和H2O與Na2O2反應(yīng)，B項正確；Na＋只有氧化性，C項錯誤；Na2O2與CO2反應(yīng)中，Na2O2既是氧化劑，又是還原劑，D項錯誤。2．在鮮活水產(chǎn)品的長途運輸中，必需考慮以下幾點：①水中須要保持適量的O2；②剛好去除魚類等排出的CO2；③防止細菌的大量繁殖。(1)過氧化物具有殺菌消毒的性質(zhì)，金屬的過氧化物能與H2O反應(yīng)產(chǎn)生O2，如2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑?，F(xiàn)有兩種在水中能起供氧滅菌作用的物質(zhì)：Na2O2和CaO2，已知CaO2能緩慢與水反應(yīng)。依據(jù)以上介紹，運輸鮮活水產(chǎn)品時應(yīng)選擇_CaO2__放入水中，理由是_Na2O2與水反應(yīng)猛烈，生成的NaOH溶液堿性太強，不利于鮮活水產(chǎn)品的存活(或CaO2能緩慢與水反應(yīng)，供氧時間長，水溶液堿性弱，有利于鮮活水產(chǎn)品的長途運輸)__。(2)寫出過氧化鈣與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：2CaO2＋2H2O=2Ca(OH)2＋O2↑。歸納總結(jié)氧化鈉與過氧化鈉的比較物質(zhì)氧化鈉(Na2O)過氧化鈉(Na2O2)色、態(tài)白色固體淡黃色固體氧元素化合價－2－1陰、陽離子個數(shù)比1︰21︰2是否為堿性氧化物是否化學(xué)性質(zhì)相同點都能與水反應(yīng)生成氫氧化鈉，都能與CO2反應(yīng)生成Na2CO3不同點過氧化鈉與水、二氧化碳反應(yīng)有氧氣產(chǎn)生，具有強氧化性，而Na2O不具有強氧化性二、過氧化鈉與水、二氧化碳反應(yīng)的定量關(guān)系1．Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)的氧化還原關(guān)系2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2(1)Na2O2中氧的化合價為_－1__，在兩個反應(yīng)中Na2O2的作用是_既做氧化劑又做還原劑__(填“氧化劑”“還原劑”或“既做氧化劑又做還原劑”)，從電子轉(zhuǎn)移角度分析，每生成一分子氧氣轉(zhuǎn)移_2__個電子。每消耗一個Na2O2轉(zhuǎn)移_1__個電子。(2)從化學(xué)方程式的計量數(shù)分析可知，無論是CO2、H2O還是二者的混合物，與足量的Na2O2反應(yīng)時，參加反應(yīng)的CO2或H2O與放出O2的分子個數(shù)之比均為_2︰1__。2．Na2O2與CO2、H2O反應(yīng)的質(zhì)量關(guān)系(1)2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2Δm(2CO)2×782×442×1062×28固體增加2個碳原子和2個氧原子，固體增加的質(zhì)量相當(dāng)于與CO2等分子數(shù)的CO的質(zhì)量。(2)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑Δm(4H)2×782×184×402×2固體增加4個氫原子，固體增加的質(zhì)量相當(dāng)于與H2O等分子數(shù)的H2的質(zhì)量。應(yīng)用體驗1．21.2gH2在肯定條件下與氧氣充分反應(yīng)后產(chǎn)生的水蒸氣全部通入足量Na2O2中，固體質(zhì)量增加(A)A．21.2g B．14gC．6.78g D．不能確定2．常溫常壓下，二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)后，若固體質(zhì)量增加了28g，反應(yīng)中消耗的二氧化碳的質(zhì)量是_44__g，生成的碳酸鈉的質(zhì)量是_106__g。3．肯定溫度下，mg甲醛(HCHO)在足量的O2中充分燃燒，生成的產(chǎn)物與足量的Na2O2充分反應(yīng)，Na2O2增加了ng，則n與m的大小關(guān)系為n_＝__m(填“>”“<”或“＝”)。三、過氧化鈉與水、二氧化碳反應(yīng)的綜合試驗探究題1．過氧化鈉與水反應(yīng)的實質(zhì)的試驗探究用脫脂棉包住約0.2g過氧化鈉粉末，置于石棉網(wǎng)上，往脫脂棉上滴水，可視察到脫脂棉猛烈燃燒起來。(1)由試驗現(xiàn)象所得出的有關(guān)Na2O2和H2O反應(yīng)的結(jié)論是：a．有氧氣生成；b．_該反應(yīng)放出熱量__。(2)某學(xué)校探討性學(xué)習(xí)小組擬用如圖所示裝置進行試驗，以證明上述結(jié)論。①用以驗證結(jié)論a的試驗操作及現(xiàn)象是_將帶火星的木條靠近導(dǎo)管口p處，木條復(fù)燃__。②用以驗證結(jié)論b的試驗操作及現(xiàn)象是_將導(dǎo)管口q放入水槽中，反應(yīng)過程中有氣泡冒出__。(3)該探討性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)認(rèn)為Na2O2和H2O反應(yīng)可生成H2O2，現(xiàn)請你設(shè)計一個簡潔的試驗證明Na2O2和足量的H2O充分反應(yīng)后的溶液中有H2O2存在。試劑：_MnO2__。操作及現(xiàn)象：_向反應(yīng)后的溶液中加入少量MnO2粉末，馬上冒出大量氣泡，將帶火星的木條放到瓶口，發(fā)覺木條復(fù)燃__。2．過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的試驗探究某課外活動小組設(shè)計了如圖所示裝置，驗證CO2與Na2O2反應(yīng)時須要與水接觸。[裝置分析](1)裝置①中反應(yīng)的離子方程式是CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑。(2)裝置②中的試劑是_a__(填字母)。a．飽和NaHCO3溶液b．飽和Na2CO3溶液c．濃硫酸(3)裝置③中的試劑是_濃硫酸__。[進行試驗]步驟1：打開彈簧夾K2，關(guān)閉K1，打開分液漏斗旋塞加入鹽酸，將帶火星的木條放在a處。步驟2：打開彈簧夾K1，關(guān)閉K2，打開分液漏斗旋塞加入鹽酸，將帶火星的木條放在a處。(1)步驟1和步驟2中，a處帶火星的木條產(chǎn)生的試驗現(xiàn)象分別是_步驟1中帶火星的木條不復(fù)燃，步驟2中帶火星的木條復(fù)燃__。(2)Na2O2與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2。[試驗反思](1)有同學(xué)提出質(zhì)疑：“上述試驗不足以證明有水存在時Na2O2與CO2發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)?！逼淅碛墒莀氣體中有水，水也可與Na2O2反應(yīng)產(chǎn)生O2，使帶火星的木條復(fù)燃__。(2)須要補充的試驗操作：取裝置⑤中反應(yīng)后的少量固體，_加入稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中__。應(yīng)用體驗1．向Na2O2與H2O反應(yīng)后所得溶液中滴加酚酞溶液，酚酞先變紅后褪色。某小組欲探究其緣由，進行如圖所示試驗：a.取反應(yīng)后的溶液加入MnO2后快速產(chǎn)生大量氣體且該氣體能使帶火星的木條復(fù)燃；試驗b、c中紅色均不褪去。下列分析錯誤的是(B)①Na2O2與H2O反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為O2②Na2O2與H2O反應(yīng)須要MnO2作催化劑③試驗b、c證明使酚酞褪色的是NaOH和O2④Na2O2與H2O反應(yīng)可能生成了具有強氧化性的H2O2A．①② B．②③C．③④ D．①④解析：Na2O2與H2O反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為O2，①正確；Na2O2與H2O反應(yīng)不須要催化劑，雙氧水分解須要MnO2作催化劑，②錯誤；試驗b、c作為比照試驗，能證明使酚酞褪色的不是NaOH和O2，③錯誤；依據(jù)向反應(yīng)后所得溶液中加入MnO2后快速產(chǎn)生大量氣體且該氣體能使帶火星的木條復(fù)燃，可推斷Na2O2與H2O反應(yīng)可能生成了具有強氧化性的H2O2，④正確。2．如圖是Na2O2和CO2定性、定量試驗的裝置示意圖：注射器1中抽取了100mLCO2，U形管中裝有適量小玻璃珠和約1.5g的Na2O2粉末。試驗起先時，打開止水夾K1、K2、K4，關(guān)閉止水夾K3，推動注射器1活塞，緩緩將CO2壓至U形管，視察到注射器2的活塞緩緩向外移動。下列敘述不正確的是(C)A．U形管內(nèi)的玻璃珠可防止過氧化鈉粉末被吹走和增大過氧化鈉和二氧化碳的接觸面積B．U形管內(nèi)淡黃色粉末慢慢變白C．注射器1的活塞推究竟后，注射器2中收集到的氣體大于50mL，只是因為含有未反應(yīng)的CO2D．打開U形管右側(cè)的膠塞，馬上將帶火星的木條伸入其中，可驗證反應(yīng)產(chǎn)物之一為氧氣解析：由2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2可知，100mLCO2參加反應(yīng)，理論上應(yīng)產(chǎn)生50mLO2，若收集到的氣體大于50mL，除部分未反應(yīng)的CO2外，還可能是反應(yīng)放熱，氣體受熱膨脹，故C錯誤。歸納總結(jié)(1)Na2O2與水反應(yīng)的實質(zhì)Na2O2與水反應(yīng)的歷程：①Na2O2＋2H2O=2NaOH＋H2O2②2H2O2=2H2O＋O2↑由①×2＋②得2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑所以Na2O2在反應(yīng)中既做氧化劑，又做還原劑，且二者個數(shù)比為1︰1；NaOH既不是氧化產(chǎn)物，也不是還原產(chǎn)物；反應(yīng)過程中有H2O2生成，H2O2有強氧化性。(2)Na2O2與CO2反應(yīng)的歷程①2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑②CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O①＋②×2：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2所以CO2與Na2O2反應(yīng)時需與水接觸，H2O可看作催化劑。1．(2024·莆田高一檢測)Na2O2是一種既有氧化性、又有還原性的物質(zhì)，當(dāng)Na2O2與某物質(zhì)Q發(fā)生反應(yīng)并且有氧氣生成時，下列有關(guān)說法正確的是(C)A．Q肯定是氧化劑B．Na2O2屬于堿性氧化物C．O2肯定是氧化產(chǎn)物D．Na2O2不行能發(fā)生還原反應(yīng)解析：Na2O2中－1價氧元素的化合價既能上升生成O2，又能降低生成－2價氧元素，故選C。2．在深海中作業(yè)的潛水員的呼吸面具上，往往裝入肯定量的Na2O2，目的是給潛水員供應(yīng)氧氣。下列對于Na2O、Na2O2的比較正確的一項是(C)A．Na2O2、Na2O都是鈉的氧化物，都是堿性氧化物B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(與水反應(yīng))的白色固體C．Na2O2在和CO2的反應(yīng)中既是氧化劑又是還原劑D．Na2O2、Na2O均可做供氧劑解析：Na2O2與酸反應(yīng)時除了生成鹽和水外，還生成了O2，故Na2O2不屬于堿性氧化物，故A項錯誤；Na2O2是淡黃色固體，故B項錯誤；Na2O2與CO2或H2O反應(yīng)時，是Na2O2中的氧元素之間發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，CO2、H2O既不是氧化劑又不是還原劑，Na2O2既做氧化劑又做還原劑，故C項正確；Na2O與水或CO2反應(yīng)中無氧氣產(chǎn)生，不能做供氧劑，D項錯誤。3．下列反應(yīng)中，Na2O2只表現(xiàn)出氧化性的是(C)A．2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑B．2Na2O2＋2H2SO4=2Na2SO4＋2H2O＋O2↑C．Na2O2＋SO2=Na2SO4D．5Na2O2＋2KMnO4＋8H2SO4=5Na2SO4＋K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O解析：過氧化鈉分別與H2O和H2SO4反應(yīng)，其化合價既上升又降低，因此Na2O2既表現(xiàn)出氧化性又表現(xiàn)出還原性，A、B項錯誤；過氧化鈉與SO2反應(yīng)，其化合價降低，所以只表現(xiàn)出氧化性，C項正確；過氧化鈉與KMnO4和H2SO4反應(yīng)，其化合價只上