高中化學(xué)必修1：1.2.2 鈉與氧氣的反應(yīng)及過氧化鈉和氧化鈉性質(zhì)的研究方法

高中化學(xué)必修課程PAGEPAGE1第2課時(shí)鈉與氧氣的反應(yīng)及過氧化鈉和氧化鈉性質(zhì)的研究方法[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.會設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鈉與氧氣的反應(yīng)，并能依據(jù)鈉的性質(zhì)理解鈉的保存方法，增強(qiáng)科學(xué)探究和創(chuàng)新意識。2.通過比較的方法認(rèn)識氧化鈉和過氧化鈉的性質(zhì)，促進(jìn)模型認(rèn)知化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。一、實(shí)驗(yàn)法的應(yīng)用——金屬鈉與氧氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象新切開的鈉的切面具有銀白色金屬光澤，切面很快變暗鈉先熔化為銀白色小球，然后劇烈燃燒，火焰呈黃色，最后生成淡黃色固體實(shí)驗(yàn)結(jié)論常溫下鈉易與氧氣反應(yīng)生成氧化鈉加熱或點(diǎn)燃條件下，鈉與氧氣反應(yīng)生成過氧化鈉化學(xué)方程式4Na＋O2=2Na2O2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2(1)金屬鈉通常是怎樣保存的？為什么？提示少量的金屬鈉通常保存在煤油中，大量的金屬鈉可保存在石蠟油中。金屬鈉易與空氣中的氧氣、水反應(yīng)，故在保存金屬鈉時(shí)，應(yīng)隔絕空氣和水。利用煤油的密度比鈉的小，可將鈉保存在煤油中。(2)反應(yīng)物相同，其化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物是否一定相同？請舉例說明。提示反應(yīng)物相同，化學(xué)反應(yīng)的溫度、溶液的濃度等條件不同時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物可能不同。這是因?yàn)橥瑯拥姆磻?yīng)物在不同的條件下可能會發(fā)生不同的反應(yīng)。例如鈉與氧氣反應(yīng)，常溫下生成氧化鈉，加熱或點(diǎn)燃條件下生成過氧化鈉。(1)鈉的化學(xué)性質(zhì)①與非金屬單質(zhì)(O2、S、Cl2等)反應(yīng)；②與酸(如鹽酸)反應(yīng)：2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑；③與水反應(yīng)：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑；④與鹽溶液(如MgSO4溶液)反應(yīng)：2Na＋MgSO4＋2H2O=Mg(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。(2)相關(guān)規(guī)律遇酸酸優(yōu)先，遇堿消耗水，遇鹽水優(yōu)先，遇氧看條件。二、比較法的應(yīng)用——研究氧化鈉和過氧化鈉的性質(zhì)1.氧化鈉的性質(zhì)請寫出下列反應(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.過氧化鈉的性質(zhì)(1)實(shí)驗(yàn)探究過氧化鈉與水的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃有O2產(chǎn)生試管壁溫度升高反應(yīng)放熱溶液先變紅后褪色反應(yīng)生成NaOH，Na2O2具有漂白性過氧化鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑。(2)根據(jù)過氧化鈉與水的反應(yīng)及過氧化鈉的性質(zhì)分析推測過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的產(chǎn)物是Na2CO3和O2，化學(xué)方程式為2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2。3.氧化鈉和過氧化鈉的比較名稱氧化鈉過氧化鈉化學(xué)式Na2ONa2O2氧元素化合價(jià)－2－1顏色、狀態(tài)白色固體淡黃色固體化學(xué)性質(zhì)相同點(diǎn)都能與水反應(yīng)生成NaOH，與二氧化碳反應(yīng)生成Na2CO3不同點(diǎn)過氧化鈉與水和二氧化碳反應(yīng)都有O2產(chǎn)生，而氧化鈉與水和二氧化碳反應(yīng)均沒有轉(zhuǎn)化的方程式2Na2O＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2Na2O2(1)為什么呼吸面具和潛水艇里常用過氧化鈉做供氧劑？寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示過氧化鈉與水和二氧化碳反應(yīng)均放出氧氣，2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2。(2)將適量過氧化鈉投入硫酸銅溶液中，有什么現(xiàn)象？寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示有氣泡放出，同時(shí)有藍(lán)色沉淀生成，溶液顏色變淺。2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，2NaOH＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋Na2SO4。(3)剛切開的鈉在空氣中放置發(fā)生哪些變化？最終轉(zhuǎn)化成什么產(chǎn)物？請寫出主要反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示鈉在空氣中放置發(fā)生的變化過程與周圍環(huán)境條件密切相關(guān)，一般條件下，主要反應(yīng)的化學(xué)方程式：①4Na＋O2=2Na2O②Na2O＋H2O=2NaOH④2NaOH＋CO2＋9H2O=Na2CO3·10H2O⑤Na2CO3·10H2O=Na2CO3＋10H2O1.將一小塊金屬鈉放在石棉網(wǎng)上加熱，下列組合正確的是()①燃燒，黃色火星四射②金屬鈉先熔化③燃燒，火焰為黃色④燃燒后生成白色固體⑤燃燒后生成淡黃色固體A.②① B.②①③C.②③⑤ D.②③④[答案]C[解析]鈉的熔點(diǎn)較低，故加熱時(shí)先熔化，再燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成淡黃色固體。2.等質(zhì)量的兩塊鈉，第一塊在足量氧氣中加熱，第二塊在足量氧氣(常溫)中充分反應(yīng)，則下列說法正確的是()A.第一塊鈉消耗的氧氣多B.兩塊鈉消耗的氧氣一樣多C.第二塊鈉的反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量大D.兩塊鈉的反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量一樣大[答案]A[解析]第一塊鈉在加熱的條件下與足量O2反應(yīng)的產(chǎn)物是Na2O2，第二塊鈉在常溫下與足量O2反應(yīng)的產(chǎn)物是Na2O。故第一塊鈉消耗的O2多，產(chǎn)物質(zhì)量大。3.下列關(guān)于鈉與氧氣反應(yīng)的說法正確的是()A.鈉與少量的氧氣反應(yīng)生成氧化鈉，Na與過量的氧氣反應(yīng)生成Na2O2B.切開的金屬Na暴露在空氣中，光亮表面逐漸變暗，發(fā)生反應(yīng)：2Na＋O2=Na2O2C.鈉久置于空氣中，可以和空氣中的有關(guān)物質(zhì)反應(yīng)，最終生成碳酸氫鈉D.將一小塊鈉放在坩堝中，用酒精燈加熱后，劇烈燃燒，產(chǎn)生黃色火焰，生成過氧化鈉[答案]D[解析]鈉與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物與反應(yīng)的條件有關(guān)，與反應(yīng)物的用量無關(guān)，A項(xiàng)錯誤；鈉常溫下與O2反應(yīng)生成氧化鈉，B項(xiàng)錯誤；Na久置于空氣中，一般條件下，Naeq\o(→,\s\up7(O2))Na2Oeq\o(→,\s\up7(H2O))NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O))NaOH潮解eq\o(→,\s\up7(CO2))結(jié)塊(形成Na2CO3·10H2O)eq\o(→,\s\up7(風(fēng)化))Na2CO3，C項(xiàng)錯誤。4.(2018·濟(jì)南高一檢測)下列有關(guān)Na2O2、Na2O的說法中，正確的是()A.Na2O2露置在空氣中最終變?yōu)镹aOHB.Na2O與CO2發(fā)生化合反應(yīng)生成Na2CO3，Na2O2與CO2發(fā)生置換反應(yīng)生成O2C.Na2O2是淡黃色固體，Na2O是白色固體，二者都能與水反應(yīng)生成NaOHD.將Na2O2投入滴有酚酞的水中，溶液只變紅色[答案]C[解析]Na2O2和NaOH都能與空氣中的CO2反應(yīng)生成Na2CO3，故不可能最終變?yōu)镹aOH，A錯誤；2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，該反應(yīng)不是置換反應(yīng)，B錯誤；根據(jù)Na2O2、Na2O的性質(zhì)可知C正確；Na2O2具有漂白性，可使酸堿指示劑褪色，如將Na2O2投入滴有酚酞的水中，溶液先變紅后又褪色，D錯誤。5.下列關(guān)于氧化鈉和過氧化鈉的敘述，正確的是()A.都能和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氧氣B.溶于水后，所得水溶液的成分相同C.都能和水發(fā)生化合反應(yīng)D.分別和二氧化碳反應(yīng)都只生成同種鹽[答案]B[解析]Na2O與鹽酸反應(yīng)不產(chǎn)生氧氣：Na2O＋2HCl=2NaCl＋H2O，Na2O2與鹽酸反應(yīng)有O2產(chǎn)生：2Na2O2＋4HCl=4NaCl＋2H2O＋O2↑，A選項(xiàng)錯誤；溶于水后，Na2O與水化合得到NaOH，Na2O2與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到NaOH和O2，B選項(xiàng)正確、C選項(xiàng)錯誤；Na2O2與CO2反應(yīng)得到Na2CO3和O2，D選項(xiàng)錯誤。6.(2019·石家莊高一檢測)下列判斷正確的是()A.可用水來檢驗(yàn)Na2O粉末中是否含有Na2O2B.可用CO2來檢驗(yàn)Na2O粉末中是否含有Na2O2C.可利用在純氧氣中加熱的方法除去Na2O中的Na2O2D.將足量的Na2O2、Na2O分別加到酚酞溶液中，最終溶液均為紅色[答案]A[解析]CO2、H2O與Na2O2、Na2O均能反應(yīng)，但與Na2O2反應(yīng)時(shí)能產(chǎn)生氣體，因O2和CO2都是無色無味氣體，故CO2和Na2O2的反應(yīng)無明顯的現(xiàn)象產(chǎn)生，水與Na2O2反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯誤；在純氧氣中加熱Na2O和Na2O2的混合物，Na2O會轉(zhuǎn)化為Na2O2，C項(xiàng)錯誤；將足量的Na2O2、Na2O分別加到酚酞溶液中，均先與溶液中的水反應(yīng)生成堿而使溶液變?yōu)榧t色，但因Na2O2具有漂白性，最后又會將變成紅色的溶液漂白，D項(xiàng)錯誤。7.A、B、C是三種常見的化合物，A為淡黃色固體。它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：(1)A的化學(xué)式是________，B的化學(xué)式是________。(2)寫出甲＋B→C＋丙的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________。(3)寫出A的一種重要用途：______________________________________________。[答案](1)Na2O2H2O(2)2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑(3)做呼吸面具中的供氧劑(其他合理[答案]也可)[解析]A為淡黃