2024–2025學年高一化學必修第一冊同步學與練（人教版）第10課 鈉的氧化物和焰色試驗（原卷版）

第10課鈉的氧化物和焰色試驗001學習目標1．根據(jù)堿性氧化的通性，理解氧化鈉的化學性質。2．通過實驗探究，結合氧化還原反應原理，認識過氧化鈉的化學性質。3．結合真實情景中的應用實例，了解過氧化鈉在生產(chǎn)生活中的應用。002預習導學自主梳理2008年9月27日，宇航員翟志剛成功完成中國歷史上首次太空行走，使中國成為第三個獨立掌握出艙活動技術的國家。宇航員出艙時，呼吸所需的氧氣主要來自太空服中的呼吸面具。呼吸面具中的過氧化鈉與水、二氧化碳反應產(chǎn)生了氧氣。過氧化鈉與水反應實驗操作實驗現(xiàn)象滴加水后產(chǎn)生大量氣泡用手觸及試管，發(fā)燙帶火星的木條復燃溶液先變紅后褪色結論有氣體生成反應放熱有氧氣生成有堿生成有漂白性實驗：將包有過氧化鈉的脫脂棉放在石棉網(wǎng)上，通過導管向脫脂棉吹氣。現(xiàn)象：脫脂棉燃燒結論：反應放熱且有氧氣生成。焰色試驗操作蘸取碳酸鈉溶液做焰色試驗蘸取碳酸鉀溶液做焰色試驗現(xiàn)象火焰呈黃色透過藍色鈷玻璃觀察，火焰呈紫色1．請你寫出過氧化鈉與水、二氧化碳反應的化學方程式____________________、__________________。2．通過焰色試驗，可以判斷試樣中所含的______元素。預習檢測1．（2023年北京豐臺區(qū)期中）下列關于過氧化鈉的說法中，不正確的是A．化學式為Na2O2 B．白色固體C．能與H2O反應 D．能與CO2反應2．（2022年貴州省黔東南州凱里一中期中）下列關于氧化鈉和過氧化鈉的敘述中，正確的是A．溶于水后所得溶液的成分相同 B．氧元素的化合價相同C．陰、陽離子個數(shù)比不同 D．都屬于堿性氧化物3．（2022年山西大同期中）春節(jié)期間，家家戶戶用燃放煙花爆竹的方式慶賀新春。這與高中化學中“焰色試驗”知識相關，下列關于焰色試驗說法中錯誤的是A．焰色試驗是化學變化B．鈉的焰色試驗為黃色C．鉀的焰色試驗應透過藍色鈷玻璃觀察D．不能利用焰色試驗區(qū)分NaOH與NaCl固體4．（2023年河南省南陽市期中）如圖裝置，試管中盛有水，氣球a中盛有干燥的Na2O2粉末，U形管中注有紅色的墨水。將氣球用橡皮筋緊縛在試管口。實驗時將氣球中的Na2O2粉末抖落到試管b中的水中，將發(fā)生的現(xiàn)象是A．U形管內紅色墨水褪色 B．試管內溶液變紅C．氣球a被吹大 D．U形管水位：c＞d5．（2022年北京豐臺期中）下列說法不正確的是A．金屬鈉和氧氣反應的產(chǎn)物和反應的條件有關B．Na在空氣中點燃，生成主要產(chǎn)物為白色的Na2OC．可用水來檢驗某Na2O樣品中是否含有Na2O2D．過氧化鈉為淡黃色固體，其中氧元素的化合價為負一價6．（2023年廣東省中山市上學期期中）把過氧化鈉投入含有NO－、Na＋、HCO－、Ca2＋的水溶液中，溶液中離子數(shù)目不變的是A．NO－ B．Na＋ C．HCO－ D．Ca2＋?環(huán)節(jié)一氧化鈉與過氧化鈉的性質情境材料過氧化鈉加入盛有水的試管中，發(fā)現(xiàn)試管燙手；加入酚酞試液，溶液變紅色，振蕩后紅色褪去；再加入MnO2發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生。問題探究11．過氧化鈉與水的反應試管燙手，說明反應_______。2．加MnO2后有氣泡產(chǎn)生，說明過氧化鈉與水反應的生成物之一為H2O2，寫出此生成該生成物的化學方程式。要點歸納一、氧化鈉1．物理性質：白色粉末狀固體。2．化學性質：堿性氧化物通性化學方程式與水反應Na2O＋H2O2NaOH與酸性氧化物反應Na2O＋CO2Na2CO3Na2O＋SO3Na2SO4與酸反應Na2O＋2HCl2NaCl＋H2ONa2O＋H2SO4Na2SO4＋H2O二、過氧化鈉1．物理性質淡黃色粉末狀固體。2．化學性質Na2O2不是堿性氧化物，但能與水、酸、酸性氧化物等發(fā)生反應，具有強氧化性。（1）與水反應反應分兩步進行：2Na2O2＋2H2O4NaOH＋H2O2……①2H2O22H2O＋O2↑……②總反應式如下：反應中氧化劑是Na2O2，還原劑是Na2O2。（2）與CO2反應反應中氧化劑是Na2O2，還原劑是Na2O2。（3）與酸反應2Na2O2＋4HCl4NaCl＋2H2O＋O2↑（4）用途呼吸面具或潛水艇中做供氧劑，Na2O2是一種強氧化劑，具有漂白性，能使某些有色物質褪色，做漂白劑。1．Na2O2使酚酞先變紅后褪色的原因將Na2O2投入滴有酚酞的水中，Na2O2與水反應生成NaOH，使酚酞先變紅；同時，Na2O2與水反應過程中，還生成了不是很穩(wěn)定的中間產(chǎn)物H2O2，具有漂白性，使變色后的酚酞氧化褪色。2．Na2O2中氧元素為－1價，處于中間價態(tài)，既有氧化性又有還原性。①主要表現(xiàn)較強的氧化性，如Na2O2與SO2反應：Na2O2＋SO2Na2SO4，可使品紅溶液褪色。②有時表現(xiàn)還原性，如過氧化鈉使酸性高錳酸鉀溶液褪色：5Na2O2＋2KMnO4＋8H2SO45Na2SO4＋K2SO4＋5O2↑＋2MnSO4＋8H2O。3．Na2O2與H2O、CO2反應的先后順序2H2O＋2Na2O24NaOH＋O2↑；CO2＋2NaOHNa2CO3＋H2O；總反應式為2CO2＋2Na2O22Na2CO3＋O2。所以一定量的Na2O2與一定量CO2和H2O(g)混合物的反應，可視為Na2O2先與CO2反應，待CO2反應完全后，Na2O2再與H2O(g)發(fā)生反應。1．Na2O是堿性氧化物，Na2O2是非堿性氧化物。(因其與酸反應時除生成鹽和水外，還有O2生成)。2．Na2O2中陰離子是Oeq\o\al(2－,2)，陰、陽離子個數(shù)比是1∶2而不是1∶1。3．Na2O2與其他物質反應時不一定都產(chǎn)生O2，如：Na2O2＋SO2Na2SO4。典例精講【例1】（2022年浙江衢州高級中學期中）某化學興趣小組在學?？萍脊?jié)活動中表演了“滴水生火”、“吹氣生火”的小魔術。如圖所示，在蒸發(fā)皿上放一小團脫脂棉，在里面裹入一種淡黃色的化合物，對著脫脂棉吹氣或者用膠頭滴管滴幾滴水，一會兒脫脂棉會燃燒起來。下列說法不正確的是A．淡黃色化合物為Na2O2B．“滴水生火”的小魔術本質上是發(fā)生了2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑C．“吹氣生火”的小魔術中的火不可以用泡沫滅火器撲滅D．在活動中為了更清楚的觀察現(xiàn)象，需要近距離俯視蒸發(fā)皿【例2】（2022年河南省南陽市期中）某實驗小組通過下圖所示實驗，探究Na2O2與水的反應：下列說法不正確的是A．②中的大量氣泡的主要成分是氫氣B．③中溶液變紅，說明有堿性物質生成C．④中現(xiàn)象可能是由于溶液中含有漂白性物質造成的D．⑤中MnO2的主要作用是作催化劑【例3】（2022年北京師范大學附屬中學期中）某小組研究Na2O2的性質。（1）查閱資料，Na2O2與濃鹽酸既能發(fā)生氧化還原反應，又能發(fā)生復分解反應，于是通過實驗研究了Na2O2與濃鹽酸反應：【實驗過程和現(xiàn)象】將濃鹽酸滴入裝有少量Na2O2的試管中，試管壁發(fā)熱并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，反應后所得溶液呈淺黃綠色。向淺黃綠色溶液中加少量MnO2固體，立即產(chǎn)生大量無色無味的氣體。①根據(jù)實驗現(xiàn)象推測刺激性氣味氣體可能為Cl2，生成Cl2的化學方程式為______________________。②解釋加少量MnO2固體，立即產(chǎn)生大量無色無味氣體的原因：____________________________。（2）小組設計了下列實驗裝置證明了Na2O2和CO2反應時必須與水接觸?！緦嶒炦^程和現(xiàn)象】步驟1：打開彈簧夾K2，關閉K1，打開分液漏斗活塞加入鹽酸，將帶火星的木條放在a處，火星無明顯變化。步驟2：打開彈簧夾K1，關閉K2，打開分液漏斗活塞加入鹽酸，將帶火星的木條放在a處，木條復燃。①過氧化鈉跟二氧化碳反應的化學方程式是_______________________________。②用離子方程式表示飽和NaHCO3溶液的作用____________________________。③大部分同學認為實驗證明了Na2O2和CO2反應時必須與水接觸。乙同學認為上述實驗設計有漏洞，需要補充實驗步驟3才能證明結論。補充的實驗步驟3是：_____________________________________。?環(huán)節(jié)二焰色試驗情境材料實驗室實驗室有下列兩種試劑：問題探究21．如何鑒別這兩種試劑？2．能用玻璃棒或銅絲來蘸取待測液嗎？要點歸納焰色試驗定義很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)出特征顏色，根據(jù)火焰呈現(xiàn)的特征顏色，可以判斷試樣所含的金屬元素，化學上把這樣的定性分析操作稱為焰色試驗。用品鉑絲或鐵絲、稀鹽酸、酒精燈操作步驟金屬的焰色Na：黃色，K：紫色(觀察時透過藍色鈷玻璃)應用①檢驗金屬元素的存在，如：鑒別NaCl和KCl溶液。②利用焰色反應制節(jié)日煙花。（1）焰色試驗產(chǎn)生的火焰顏色與元素的存在狀態(tài)無關，如灼燒鈉的化合物和單質時，火焰顏色均為黃色。（2）焰色試驗屬于物理變化，不屬于化學變化。焰色試驗與氣體物質燃燒時產(chǎn)生的各色火焰有本質的區(qū)別。焰色試驗是金屬的原子或離子的外圍電子被激發(fā)躍遷而產(chǎn)生各種焰色光的過程，為物理變化。（3）觀察鉀元素的焰色反應時，要透過藍色的鈷玻璃，目的是濾去黃色的光，避免少量的鈉元素對鑒別鉀元素的干擾。（4）發(fā)生焰色試驗的物質不一定是鹽，也可能是堿。鉀鹽的焰色試驗需要通過藍色鈷玻璃的原因（1）K＋、Na＋實現(xiàn)完全分離較難，分離成本高，且使用時在大多數(shù)情況下沒必要完全分離。因此鉀鹽中有少量鈉鹽。（2）酒精燈的火焰顏色由于受儀器材質影響，會呈現(xiàn)黃色火焰。（3）自然界的白色光是由各種頻率(顏色)的光混合而成的。人眼對于波長為550nm的光最敏感，對應是黃綠光波的頻率。因此少量鈉鹽的黃色火焰就能對鉀元素的焰色觀察造成干擾。藍色鈷玻璃能透射藍紫光，而吸收橙黃光。因此，進行K元素的焰色試驗時，為了濾去黃色的光，避免碳酸鉀中所含的微量鈉鹽造成干擾，需要透過藍色鈷玻璃片觀察，火焰呈紫色。典例精講【例4】下列說法正確的是A．（2022年河北省唐山市遵化市期中）用焰色反應鑒別NaCl和Na2SO4B．（2022年天津市五校聯(lián)考期中）區(qū)別K2CO3溶液和NaCl溶液只能用焰色反應C．（2022年河南省新鄉(xiāng)市期中）用鉑絲蘸取某溶液置于酒精燈外焰上灼燒，火焰呈黃色，則該溶液中含Na元素D．（2022年湖北省期中）做焰色實驗時用潔凈的銅絲蘸取待測液，放到無色火焰上灼燒，觀察火焰顏色【例5】（2022年四川省宜賓市期末）用潔凈的鉑絲蘸取某無色溶液進行焰色反應，觀察到火焰呈黃色。該溶液可能是A．KCl溶液 B．CaCl2溶液 C．NaCl溶液 D．CuCl2溶液004課堂總結氧化鈉與過氧化鈉的比較項目Na2ONa2O2色、態(tài)白色淡黃色陰陽離子個數(shù)比1∶21∶2氧元素的化合價－2－1類別堿性氧化物過氧化物生成條件常溫加熱或點燃與H2O反應Na2O＋H2O2NaOH2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑與CO2反應Na2O＋CO2Na2CO32Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2與鹽酸反應Na2O＋2HCl2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl4NaCl＋2H2O＋O2↑穩(wěn)定性不穩(wěn)定，易氧化2Na2O＋O2eq\o(,\s\up6(Δ))2Na2O2較穩(wěn)定氧化性/漂白性無有主要用途制備NaOH強氧化劑、漂白劑、供氧劑00503強化訓練1．（2022年江蘇揚州中學期中）下列物質鑒別方法不正確的是A．用焰色反應鑒別NaCl、KCl溶液B．用氫氧化鈉鑒別MgCl2溶液、NaCl溶液C．利用丁達爾效應鑒別FeCl2溶液和HCl溶液D．用澄清石灰水鑒別CO、CO2氣體2．（2023年廣東省中山市上學期期中）在2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2反應中，被氧化與被還原的氧原子數(shù)之比為A．1∶1 B．2∶1C．1∶2 D．3∶23．（2023年湖北省宜昌市協(xié)作體期中改編）下列關于鈉及其化合物的說法正確的是A．將Na久置于空氣中，最終得到的產(chǎn)物為NaOHB．將Na2O投入適量紫色石蕊溶液中，溶液褪色C．Na2O和Na2O2組成元素相同，化學性質相似D．Na2O和Na2O2陰陽離子的個數(shù)比相同4．（2023年江蘇省常州高級中學第一次調研）以化合價為縱坐標，以物質的類別為橫坐標所繪制的圖象叫價類圖。如圖為鈉的價類圖，下列相關說法正確的是A．Na2O2中O的化合價：B．由Na生成Na2O2的反應是氧化還原反應C．A應密封保存且貼上標簽D．Na2CO3的電離方程式：Na2CO3Na2＋＋CO2－5．（2022年江西省九校期中聯(lián)考）用光潔的鉑絲蘸取某無色溶液在無色火焰上灼燒，直接觀察時看到火焰呈黃色，下列判斷正確的是A．只含Na＋ B．可能含有Na＋，可能還含有K＋C．既含有Na＋，又含有K＋ D．一定含Na＋，可能含有K＋6．（2023年河南省南陽市期中）某同學用下圖裝置證明過氧化鈉可做呼吸面具中的供氧劑，下列說法不正確的是A．裝置B中盛放的液體為濃硫酸B．裝置C發(fā)生的反應中，存在2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑C．裝置D中NaOH溶液的作用是除去多余的CO2D．E中試管收集的氣體可使帶有火星的木條復燃7．（2023年山東省濱州市陽信縣期中改編）下列關于鈉及其化合物說法正確的是(NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值)A．Na2O2是白色固體，能與水反應生成堿NaOH，所以Na2O2是堿性氧化物B．78gNa2O2與足量水完全反應，電子轉移為2NAC．將Na和Na2O2分別放入CuSO4溶液中，均會有藍色沉淀生成并有無色氣體放出D．23g鈉與氧反應生成氧化鈉和過氧化鈉時，轉移的電子數(shù)為0.5NA8．（2023年遼寧省葫蘆島市期中）下列說法正確的是A．78gNa2O2固體中陰、陽離子總數(shù)為4NAB．7.8gNa2O2與水反應，轉移0.2NA電子C．Na2O