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高中第2节 研究物质性质的方法和程序第1课时学案及答案
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这是一份高中第2节 研究物质性质的方法和程序第1课时学案及答案，共18页。学案主要包含了研究物质性质的基本方法，基本方法的应用——金属钠及性质，过氧化钠的性质及用途等内容，欢迎下载使用。
一、研究物质性质的基本方法
研究物质性质常用的基本方法有观察、实验、分类、比较等方法。
二、基本方法的应用——金属钠及性质
1．观察法认识钠的物理性质：
2.实验法、观察法、推理法的应用——金属钠与水的反应：
3．实验法的应用——钠与氧气反应：
三、过氧化钠的性质及用途
1．物理性质：淡黄色的固体。
2．化学性质：
(1)与CO2反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
(2)与H2O反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。
3．用途：作为呼吸面具和潜水艇里的供氧剂，也可作漂白剂。
1．判断下列说法是否正确：
(1)观察法研究物质的性质只能通过视觉来进行。( )
提示：×。只要用感觉器官来考察研究对象的性质或借助仪器均可称为观察法。
(2)钠与水反应时浮在水面上剧烈燃烧，火焰呈黄色。( )
提示：×。钠与水反应时，钠块浮在水面上剧烈反应，但是不能燃烧。
(3)钠是银白色金属，放置在空气中表面变暗是由于生成了Na2O2。( )
提示：×。钠放置在空气中表面变暗是由于生成了Na2O。
(4)钠的性质活泼，钠元素只能以化合物的形式存在于自然界中。( )
提示：√。由于钠的性质活泼，因此不能以游离态的形式存在于自然界中，只能以化合态的形式存在。
2．教材描述“金属钠放置在空气中会迅速被氧化，失去金属光泽，生成白色的氧化钠”，请思考，金属钠长久放置在空气中会发生怎样的变化？并写出其中发生反应的化学方程式。
提示：金属钠放置在空气中还发生如下变化：
发生反应的化学方程式如下：
①4Na＋O2===2Na2O
②Na2O＋H2O===2NaOH
④2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O
⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O
3．某同学设计了一个“滴水点火，水火相容”的魔术实验，他用脱脂棉包住一些过氧化钠粉末放在石棉网上，向脱脂棉上滴几滴蒸馏水，结果脱脂棉竟然剧烈燃烧起来。我们知道水能灭火，为什么滴水生火？
提示：可燃物燃烧需要满足两个条件：有氧气、温度达到着火点。因此说明过氧化钠与水反应生成氧气且是放热反应。
钠的化学性质
在一个短视频中，一名男子使劲把5千克金属钠扔进了水里，金属钠在水面先是燃烧了几秒钟。随后突然就是一声震耳欲聋的爆炸声和几米高的火光，场面实在是太震撼了。随后金属钠又落到了水中再次爆炸，反复不止。
金属钠的取用
(1)取用金属钠时，应如何操作？
提示：取用金属钠时，不能用手拿，应该用镊子夹取。
(2)切取钠时，剩余的钠块如何处理？
提示：切取钠时，剩余的钠块不能随意丢弃，应放回原试剂瓶。
(3)钠保存在煤油中的原因是什么？
提示：钠保存在煤油中，是因为钠不与煤油反应且钠的密度比煤油的大，沉入煤油底部，从而使钠与空气隔绝。
金属钠与水溶液的反应
(1)取一小块金属钠放入一定量稀盐酸中，能否反应？与水相比剧烈程度如何？
提示：能反应。在酸溶液中H＋浓度比水中大，所以钠在酸溶液中反应更剧烈。
(2)钠与CuSO4溶液反应，能观察到哪些现象？涉及反应的化学方程式有哪些？
提示：现象：浮、熔、游、响、蓝(沉淀)。
涉及反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。
(3)已知Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低。试分析把一小块钠放入饱和石灰水中时会发生什么现象？
提示：钠浮在水面上，熔化成银白色的小球并四处游动，同时发出“嘶嘶”的响声。由于Na与水反应消耗水，且该反应放热，会使溶液温度升高，从而使Ca(OH)2因溶解度降低和溶剂减少而析出，所以还会观察到石灰水变浑浊。
金属钠与氧气的反应
(1)钠单质暴露在空气中会不会有Na2O2生成？
提示：钠只有在加热条件下才会与O2反应生成Na2O2，故钠单质暴露在空气中不会有Na2O2生成。
(2)教材12页中介绍了钠与氧气常温和加热时发生的不同反应：4Na＋O2===2Na2O ，2Na＋O2 eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( )) Na2O2，这个事实说明什么？
提示：金属钠与氧气反应时，温度不同，产物不同。
1．钠与水(滴有酚酞)的反应：
2.与酸溶液反应：
3．与碱溶液反应：其实质是钠与水的反应。如钠与氢氧化钠溶液的反应，即钠与水的反应。
4．与盐溶液反应：
(1)将钠投入饱和溶液，如饱和NaCl溶液、饱和NaOH溶液中，虽然钠与水反应生成的NaOH不与溶质反应，但由于反应消耗了水，故会有溶质析出，溶液也会变浑浊。
(2)由于钠能够与水剧烈反应，所以不能从溶液中置换出比它不活泼的金属。
【思考讨论】
(1)把钠投入稀盐酸中，相比钠与水的反应，哪个更剧烈？为什么？
提示：钠与盐酸反应比与水反应更剧烈，因为钠与水反应的实质是钠与H＋反应，盐酸中H＋浓度比水中的大，所以更剧烈。
(2)“钠不与氯化钠溶液反应”这种说法正确吗？
提示：不正确。钠不与氯化钠反应，但钠与溶剂水发生反应。
(3)钠能不能从盐溶液中置换出金属？为什么？
提示：钠不能从盐溶液中置换出金属，因为钠会先和水反应生成NaOH和H2，NaOH再和盐反应。
(4)将钠投入滴有紫色石蕊溶液的水中，会产生哪些现象呢？(宏观辨识与微观探析)
提示：钠浮在水面上，钠熔化成小球并在水面上游动，发出“嘶嘶”的响声，有无色无味的气体产生，溶液变成蓝色，因为生成了氢氧化钠。
【典例】(2021·宁德高一检测)为探究钠的部分性质，设计实验操作如下：
①向如图所示的试管中加入苯(已知苯的密度为0.86 g·cm－3，苯不溶于水)；②拔出大头针，使Na(密度为0.97 g·cm－3)落入苯中(钠与苯不反应)；③从长颈漏斗中加入MgCl2溶液(密度约为1 g·cm－3)。
下列说法中正确的是( )
A．把MgCl2溶液加入苯中，MgCl2溶液在上层
B．钠一直停留在苯层不发生反应
C．Na在MgCl2溶液与苯的界面处反应，并上下跳动直至消失，下层有白色沉淀产生
D．Na在MgCl2溶液底部四处游动，MgCl2溶液中有白色沉淀产生
【思维建模】解答钠与水溶液反应的思路如下：
【解析】选C。MgCl2溶液的密度大于苯的，分层后MgCl2溶液在下层，A项错误；Na的密度介于苯和MgCl2溶液之间，故Na在MgCl2溶液与苯的界面处与水反应，生成的H2附着在Na表面，在H2逸出的过程中带动Na上浮至苯层，H2逸出后，Na在重力作用下又回到界面处，故可观察到Na上下跳动直至消失，又因为钠与水反应生成的NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2，故下层有白色沉淀产生，C项正确，B、D两项错误。
(1)如果将金属钠直接放入MgCl2溶液中会发生哪些现象？写出反应的化学方程式。
提示：钠块会浮在溶液的表面、熔化成一闪亮的小球并四处游动且发出“嘶嘶”的响声、溶液中产生白色沉淀。反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl。
(2)如果将MgCl2溶液改为饱和NaCl溶液，发生的现象一样吗？发生的反应相同吗？
提示：现象是相同的，但是反应不同。因为Na与水反应的过程中消耗水，溶液中溶剂水的减少会导致溶液中析出NaCl晶体，因此在溶液中同样会观察到有白色沉淀生成。
金属钠与水、酸、盐溶液反应现象分析的思维模板
(1)共性：浮：钠浮在液面上；熔：钠熔化成光亮的小球；游：在液面上不停地游动直至反应完；响：反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。
(2)差异性：与酸及能形成弱酸的金属盐溶液反应时，由于溶液中H＋浓度较大，反应比钠与水剧烈，最后钠可能在液面上发生燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如难溶碱)、气体(NH3)等。
【备选例题】
(2021·济宁高一检测)下列关于钠的叙述中，正确的是( )
A．钠单质与氯化亚铁溶液反应生成氯化钠和铁单质
B．钠与水反应的现象能说明钠的熔点低，且与水反应放热
C．钠与酸溶液反应产生氢气，实质是钠与H2O的反应
D．将4.6 g金属钠投入95.4 g水中，所得溶液中溶质的质量分数等于8%
【解析】选B。钠单质与氯化亚铁溶液反应时，先与水反应生成氢氧化钠，后生成氢氧化亚铁，不能置换出铁；钠与酸反应时直接与酸中的H＋反应；将4.6 g金属钠投入95.4 g水中，所得氢氧化钠的质量是8 g，但因为放出氢气，溶液的质量小于100 g，故溶质的质量分数大于8%。
1．(2021·德阳高一检测)钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是( )
A．钠的熔点低 B．钠的密度小
C．钠的硬度小 D．很活泼
【解析】选C。钠与水反应前用小刀切钠，体现了钠的硬度小，而钠与水反应时没体现钠的硬度小；钠与水反应时钠浮在水面上，说明钠的密度小，钠熔化成光亮的小球，说明钠的熔点低；钠与水反应发出“嘶嘶”的响声，说明钠很活泼。
2．(2021·长沙高一检测)在一定温度下，向饱和烧碱溶液中加入一定量的过氧化钠，充分反应后恢复到原温度，下列说法正确的是( )
A．溶液中Na＋数目增多
B．溶液中有氢气逸出
C．溶质的质量分数增大
D．溶液的质量减少，溶质的质量分数不变
【解析】选D。加入Na2O2后，Na2O2与水发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，消耗水的同时生成NaOH，因此析出NaOH固体，因溶液仍为原温度下的饱和溶液，溶质质量分数不变而溶剂减少，故溶液中Na＋数目减少。
【补偿训练】
将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是( )
A．HCl B．NaOH C．K2SO4 D．CuSO4
【解析】选D。将少量钠投入题述四种物质的水溶液中，均有H2产生，故都满足题目的第一个条件“有气体放出”，而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中只有H2放出，故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑，反应后溶液质量减轻。
某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物，设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几粒钠块，再从U形管高端加入水(含有酚酞)，赶出空气，一会儿加热铜丝。
根据反应中观察到的现象，回答下列问题：
(1)金属钠的反应有哪些现象？
(2)U形管中溶液的颜色有何变化？说明了什么？
(3)铜丝有什么变化？说明有什么物质生成？简述检验该物质的方法。
(4)若a g钠与b mL水完全反应，则该溶液溶质的质量分数是________。
【解析】钠位于水和煤油界面上，与水发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，生成的H2与CuO发生反应：H2＋CuO eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( )) Cu＋H2O。钠与水反应生成NaOH溶液：
答案：(1)有气泡产生，钠在水和煤油的界面处上下跳动，并逐渐变小
(2)煤油与水界面处从上到下逐渐由无色变为红色 说明反应生成了NaOH
(3)由黑色变红色 H2 在玻璃管口处点燃气体，有淡蓝色火焰产生，罩一个干而冷的烧杯，烧杯内壁有水珠生成
(4) eq \f(40a,22a＋23b) ×100%
氧化钠与过氧化钠的性质
据报道，郑州市某小区地下停车场内曾发生火灾，起因是蜡烛照明而引起地下室内放置的固体钠燃烧，主人不知钠的特性而用水灭火，结果产生急速化学反应，起火并引燃下水管道等存放物，滚滚浓烟冲出，瞬间充斥地下停车场，并弥漫整个小区。
氧化钠与过氧化钠性质的比较
(1)Na2O与CaO性质类似，试预测Na2O能与哪些物质发生反应？
提示：CaO能够与H2O、CO2、盐酸等物质反应，Na2O也能与这些物质反应。
(2)Na2O和Na2O2是常见的两种钠的氧化物，试分析两种物质中离子的种类以及O元素的化合价。
提示：Na2O中所含离子为Na＋、O2－，O元素的化合价为－2；Na2O2中所含离子为Na＋、O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(2)) ，O元素的化合价为－1。
过氧化钠与CO2、H2O的反应
(1)金属钠着火时，能否用H2O或CO2灭火？为什么？
提示：不能。钠着火生成Na2O2，Na2O2与H2O、CO2均反应产生O2助燃，应用沙子等与之不反应的物质进行灭火。
(2)如何判断Na2O2与H2O反应所得的气体是氢气还是氧气？
提示：用排水法收集Na2O2与H2O反应所得的气体，然后利用检验两种气体的方法检验。若是H2，点燃时会燃烧，并听到爆鸣声；若是O2，则可以使带火星的木条复燃。
氧化钠、过氧化钠的比较
(1)Na2O和Na2O2都能与二氧化碳、水发生反应生成碳酸钠、氢氧化钠，不同的是Na2O2与二氧化碳、水的反应，生成Na2CO3、NaOH的同时生成氧气。
(2)Na2O2的稳定性比Na2O强。
(3)Na2O和Na2O2长期置于空气中最终产物都是碳酸钠。
(4)有关过氧化钠的几点说明：
①过氧化钠投入含有酚酞(石蕊)的溶液中，不可忽视过氧化钠的漂白性，溶液先变红(蓝)色，后褪色。
②过氧化钠中的阴离子是O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(2)) ，而不是O2－或O eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ，Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2，而不是1∶1。
③过氧化钠与某些盐(如CuSO4)溶液反应时，一般是先与水反应，生成的碱再与盐反应。
【思考讨论】
将过氧化钠加入紫色石蕊试液中有什么现象？并说明理由。
提示：试液先变蓝后褪色。过氧化钠与水反应生成碱，使紫色石蕊试液变蓝，过氧化钠有漂白性，故褪色。
【典例】下列叙述中不正确的是( )
A.Na2O2是淡黄色固体，Na2O是白色固体，二者都能与水反应生成NaOH
B.Na和O2在加热时反应生成Na2O2，在常温下反应生成Na2O
C.Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2
D.2 g H2充分燃烧后产物被Na2O2完全吸收，Na2O2固体增重2 g
【解题指南】解答本题时应注意以下三点：
(1)注意Na2O与Na2O2的性质对比；
(2)注意Na与O2反应条件的不同造成的影响；
(3)理解Na2O2与CO2、H2O的反应。
【解析】选C。Na2O2与CO2反应生成O2：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，该反应不是置换反应。2 g H2充分燃烧后生成18 g水，完全被Na2O2固体吸收发生反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，由质量守恒定律可知，固体由2Na2O2→4NaOH，其质量增加的量等于2H2O→O2质量减少的量，18 g水被吸收后生成16 g O2，即Na2O2固体增重为2 g。
(1)Na2O粉末中若混有少量的Na2O2，如何进行检验？
提示：取少量粉末于试管中，滴加少量水，若有气体生成，则说明含有Na2O2。
(2)将一定量的Na2O2、Na2O分别加入滴有酚酞溶液的水中，二者现象是否相同？
提示：不同。Na2O2加入滴有酚酞溶液的水中可以观察到有气体生成，溶液先变为红色后褪色；而Na2O加入滴有酚酞溶液的水中只观察到溶液变为红色。
(3)若将D项中的H2改为CO，此选项是否正确？为什么？
提示：正确。因为CO完全燃烧生成CO2，然后和Na2O2反应后，固体质量的增加即为CO的质量。
Na2O2与H2O、CO2反应后固体质量的变化
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作发生相应的反应：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。
【备选例题】
(2021·广州高一检测)下列关于钠的氧化物叙述正确的是( )
A.氧化钠和过氧化钠都是白色固体，都能和冷水反应
B.过氧化钠与水反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液变红色
C.Na2O和Na2O2都能由金属钠和O2化合生成
D.氧化钠和过氧化钠都能与CO2发生化合反应
【解析】选C。Na2O2为淡黄色固体，A项错误；Na2O2具有强氧化性，向其水溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液先变蓝后褪色，B项错误；Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，不属于化合反应，D项错误。
1．(2021·沈阳高一检测)下列对Na2O2的叙述不正确的是( )
A.Na2O2是淡黄色固体，久置于空气中变成白色
B.Na2O2不如Na2O稳定
C.Na2O2与水反应可以制取O2
D.Na2O2放入饱和NaOH溶液中有氧气放出，恢复常温后有晶体析出
【解析】选B。Na2O2在空气中先与H2O反应生成NaOH，NaOH再吸收空气中的CO2生成Na2CO3白色固体，A正确；氧化钠在加热条件下能与氧气反应生成过氧化钠，故过氧化钠比氧化钠稳定，B错误；过氧化钠与水反应放出氧气，可用于制取氧气，C正确；过氧化钠与水反应，消耗水放出氧气，恢复常温后会使部分NaOH析出，D正确。
2．(2021·成都高一检测)下列有关Na2O和Na2O2异同点的叙述不正确的是( )
A.Na2O和Na2O2长期置于空气中最终产物不同
B.Na2O和Na2O2都能与二氧化碳或水发生反应
C.Na2O可以继续被氧化成Na2O2，所以Na2O2比Na2O稳定
D.Na2O是一种碱性氧化物，而过氧化钠不是碱性氧化物
【解析】选A。Na2O和Na2O2长期置于空气中最终产物都是碳酸钠，A错误；Na2O和Na2O2都能与二氧化碳、水发生反应生成碳酸钠、氢氧化钠，不同的是Na2O2与二氧化碳或水反应的同时生成氧气，B正确；Na2O2的稳定性比Na2O强，C正确；Na2O与酸反应生成盐和水，是一种碱性氧化物，D正确。
【拔高题组】
1．(2021·衡水高一检测)等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气中(常温)充分反应，下列说法正确的是( )
A.第一块钠消耗的氧气多
B.两块钠消耗的氧气一样多
C.第二块钠的反应产物质量大
D.两块钠的反应产物质量一样大
【解析】选A。钠与氧气在加热条件下反应生成Na2O2，在常温下反应生成Na2O，等质量的两块钠在两种条件下反应，第一块钠消耗的氧气多，得到的反应产物质量大。
2．(2021·泰安高一检测)下列判断正确的是( )
A.可用水来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
B.可用CO2来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
C.可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
D.将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中，最终溶液均为红色
【解析】选A。H2O与Na2O2、Na2O均能反应，但与Na2O2反应时能产生气体，A项正确；CO2与Na2O2反应生成的O2是无色无味的气体，故B项错误；在空气中加热Na2O和Na2O2的混合物，Na2O会转化为Na2O2，C项错误；将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中，均先与溶液中的水反应生成碱而使溶液变为红色，但Na2O2具有漂白性而将变成红色的溶液漂白，D项错误。
为了探究“二氧化碳是否在水存在时才能和过氧化钠反应”，某课题研究小组的同学们设计了如图所示的实验装置，分别进行甲、乙两个实验：
实验甲：干燥的二氧化碳和过氧化钠的反应：在干燥的试管Ⅱ中装入过氧化钠，在通入二氧化碳之前，关闭K1和K2。在试管Ⅰ内装入试剂X后，打开K1和K2，通入二氧化碳，几分钟后将带火星的木条插入试管Ⅲ中至液面以上，观察到木条不复燃且Ⅱ中的淡黄色固体没有变化。
实验乙：潮湿的二氧化碳和过氧化钠的反应：在试管Ⅰ内装入试剂Y，其他操作同实验甲，观察到木条复燃且Ⅱ中的淡黄色固体变为白色固体。
试回答下列问题：
(1)在装入过氧化钠后，通入二氧化碳前，关闭K1和K2的目的是____________。
(2)在实验甲中，试剂X是____________(填选项字母)，其作用是______________。在实验乙中，试剂Y是__________。
A．浓H2SO4 B．NaOH溶液
C．H2O D．KOH溶液
(3)根据上述两个实验现象，得到的结论是________________________________。
(4)试管Ⅲ中的NaOH溶液的作用是_____________________________________。
(5)为了确保实验现象的准确性，制备二氧化碳所用的反应物最好选用________(填字母)。
A．大理石 B．小苏打 C．烧碱
D．盐酸 E．稀硫酸 F．稀硝酸
【解析】(1)为了防止溶液中的水蒸气混入二氧化碳，所以在装入Na2O2后，通入CO2前，关闭K1和K2；
(2)试剂X作用是干燥二氧化碳，所以X为浓硫酸；试剂Y作用是给二氧化碳提供水蒸气，所以Y为水；
(3)干燥的二氧化碳通过过氧化钠，然后将带火星的木条插入试管Ⅲ的液面上，观察到木条不复燃，且Ⅱ中的淡黄色没有变化，说明没有氧气生成，即干燥的二氧化碳与过氧化钠不反应；在试管Ⅰ内装入试剂Y，其他操作同实验甲，观察到木条复燃，且Ⅱ中的淡黄色固体变为白色固体，说明混有水蒸气的二氧化碳与过氧化钠反应；则二氧化碳只有在水存在时才能和过氧化钠反应；
(4)根据上面的分析可知，试管Ⅲ中的NaOH溶液可以吸收未反应的二氧化碳，以便使木条复燃；
(5)小苏打与稀硫酸反应生成二氧化碳，大理石与稀硫酸反应生成的硫酸钙是微溶物质，所以选用小苏打与稀硫酸制备二氧化碳，故选B、E。
答案：(1)防止CO2受潮 (2)A 吸收气体中的水蒸气 C
(3)二氧化碳只有在水存在时才能和过氧化钠反应
(4)吸收未反应完的CO2以便使木条复燃 (5)B、E
1．(水平1)某同学将一小块金属钠和一块铁分别放在表面皿中，研究它们在空气中的稳定性，该学生采用的研究方法是( )
①假说法 ②实验法 ③分类法 ④比较法
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
【解析】选D。此研究过程中采用了实验法和比较法。
【补偿训练】
(2021·河西区高一检测)查阅资料发现，金属钠不仅能跟氧气和水反应，还能跟多种其他物质发生反应，其中包括与乙醇在常温下反应。要研究金属钠跟乙醇反应的性质以及它与金属钠跟水反应的异同点，下列研究方法中用不到的是( )
A．观察法 B．实验法
C．分类法 D．比较法
【解析】选C。钠与水和钠与乙醇反应的异同，进行实验、观察实验异同并进行比较，用不到分类法。
2．(水平1)下列变化属于物理变化的是( )
A．将金属钠和金属钾混合研磨得到液体
B．刚切开的金属钠放置在空气中变暗
C．刚切开的金属钠放置在空气中加热变成淡黄色
D．一小块钠投入水中熔成闪亮的小球
【解析】选A。B项，4Na＋O2===2Na2O；C项，2Na＋O2 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2O2；D项，2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
3．(水平2)(2021·临沂高一检测)如图所示，在坩埚中放一小块钠，加热至熔化，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。据此判断下列说法中不正确的是( )
A.上述反应是置换反应
B．上述反应过程中释放热量
C．上述反应中CuSO4表现了吸水性
D．加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu
【解析】选C。上述过程发生的反应为钠与硫酸铜反应生成硫酸钠和铜，属于置换反应，故A正确；根据以上分析，反应放出热量，故B正确；过程中没有水参加，所以不能体现硫酸铜的吸水性，故C错误；依据分析可知加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu，故D正确。
4．(水平1)下列各组中的两种物质作用时，反应条件(温度、反应物用量)改变，不会引起产物种类改变的是( )
A．Na与O2 B．NaOH与CO2
C．Na2O2与CO2 D．C与O2
【解析】选C。Na与O2可以在不同的条件下生成氧化钠和过氧化钠，NaOH与CO2在相对用量不同的情况下生成碳酸钠和碳酸氢钠，C与O2在氧气充足和不充足的情况下生成二氧化碳和一氧化碳，只有C选项中的Na2O2与CO2无论反应条件如何改变，只生成碳酸钠和氧气两种产物。
5．(水平1)将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：表面迅速变暗―→“出汗”―→变成白色固体(粉末)，下列有关叙述正确的是( )
A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了过氧化钠
B．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的CO2在表面形成了溶液
C．最后变成碳酸钠粉末
D．该过程的所有变化均为化学变化
【解析】选C。钠露置在空气中迅速变暗，是因为Na与O2反应生成了Na2O；Na2O与水反应生成NaOH，NaOH在表面潮解形成NaOH溶液而“出汗”；NaOH溶液又吸收空气中的CO2，生成Na2CO3·10H2O，Na2CO3·10H2O逐渐风化脱水，最后变成Na2CO3粉末；该过程中NaOH的潮解不属于化学变化。
【补偿训练】
(2021·绵阳高一检测)一小块钠长时间置于空气中，可能有下列现象，这些现象出现的先后顺序是( )
①变成白色粉末 ②变暗 ③变成白色固体
④固体表面出现液体
A．①②③④ B．②③④①
C．②③①④ D．③②④①
【解析】选B。钠在空气中发生如下变化：Na―→Na2O―→NaOH―→Na2CO3·10H2O―→Na2CO3，反应现象为银白色变暗之后变成白色固体(NaOH)，白色固体逐渐潮湿，与空气中CO2、H2O结合生成白色晶体(Na2CO3·10H2O)，最后晶体风化脱水，变成白色粉末(Na2CO3)。
6．(水平2)在元旦晚会上，化学老师表演了“滴水生火”的魔术。他向包裹有过氧化钠(Na2O2)粉末的脱脂棉上滴了几滴水，脱脂棉燃烧起来了，同学们产生了浓厚的兴趣，同学们针对这一现象进行探究。
【猜想】根据燃烧条件，知道脱脂棉是可燃物，小新认为过氧化钠(Na2O2)与水反应生成了可以支持燃烧的物质；小海又进行了补充：此反应还会________(填“吸收”或“放出”)很多热量，进而满足了燃烧的另一个条件是____________________。
【实验与探究】设计装置如图所示
(1)打开分液漏斗的活塞，控制水滴加的速度，看到试管中有大量气泡产生，将带火星的木条靠近P出口，看到木条复燃，推测此气体是________。
(2)实验中还观察到M处有大量气泡冒出，产生这一现象的原因是_______________________________________________________________________________________，由此证明上述猜想是正确的。
【拓展与交流】
(1)完成了以上实验，同学们又进一步探究过氧化钠(Na2O2)与水反应后生成的另一种物质是什么？小新认为是NaOH，小华认为是NaOH和Na2CO3的混合物。大家经过讨论认为小新的猜想是正确的，不可能生成碳酸钠，判断依据是________________________________________________________________。
(2)根据以上探究，要保证“滴水生火”魔术成功，从燃烧的条件考虑，滴入水的量要适量，不能太多，也不能太少，则说明满足燃烧的条件是___________________________________________________________________。
【解析】【猜想】根据物质燃烧的条件：脱脂棉是可燃物，小新认为过氧化钠(Na2O2)与水反应生成了可以支持燃烧的物质，脱脂棉要燃烧还需达到其着火点，据此分析；
【实验与探究】(1)用带火星的木条靠近P处，木条复燃，说明该气体具有助燃性，是氧气；
(2)导管口冒出气泡，可能生成了气体，也可能是气体的温度升高，通过分析没有生成气体，只能是吸滤瓶中的气体温度升高，故可知过氧化钠与水反应放热使吸滤瓶内压强增大；
【拓展与交流】(1)过氧化钠(Na2O2)与水反应后生成的另一种物质不可能是NaOH和Na2CO3的混合物，根据质量守恒定律，反应物中不含有碳元素，故不可能生成碳酸钠；
(2)水不能太多，因为水能灭火，所以要使魔术成功必须控制反应物用量。
答案：【猜想】放出 达到着火点 【实验与探究】(1)氧气 (2)过氧化钠与水反应放热使吸滤瓶内压强增大 【拓展与交流】(1)质量守恒定律 (2)必须控制反应物的用量颜色
状态
熔点
密度
硬度
银白色
块状固体
低
比水小，
比煤油大
小
实验步骤
实验现象
现象分析
钠浮在水面上
钠的密度比水小
钠熔化成闪亮的小球
钠的熔点低，反应放出热量
小球在水面上四处游动，最后完全消失
反应产生的气体推动小球运动
与水反应发出嘶嘶响声
钠与水反应产生气体
反应后溶液变为红色
反应生成碱性物质
实验结论
常温下，钠与水剧烈反应，生成NaOH和H2。反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
反应条件
室温
加热或点燃
实验现象
新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快变暗
钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体
化学方程式
缓慢氧化：4Na＋O2===2Na2O
剧烈燃烧：2Na＋O2 eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( )) Na2O2
现象
原因解释
浮
浮在水面上
钠的密度比水小
熔
熔成闪亮的小球
钠熔点低，反应放热
游
钠球在水面游动
反应有气体生成
响
发出“嘶嘶”的响声
红
溶液变红
反应有碱生成
名 称
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
色 态
白色固体
淡黄色固体
O的
化合价
－2
－1
生成条件
在空气中缓慢氧化
加热单质或加热氧化物
稳定性
不稳定，易转化成Na2O2
较稳定
与H2O
反应
Na2O＋H2O===
2NaOH
2Na2O2＋2H2O===
4NaOH＋O2↑
与CO2
反应
Na2O＋CO2===
Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===
2Na2CO3＋O2
联系
2Na2O＋O2 eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( )) 2Na2O2
用途
用于制造碳酸钠
潜艇或宇宙飞船中的供氧剂，也可作漂白剂
一、研究物质性质的基本方法
研究物质性质常用的基本方法有观察、实验、分类、比较等方法。
二、基本方法的应用——金属钠及性质
1．观察法认识钠的物理性质：
2.实验法、观察法、推理法的应用——金属钠与水的反应：
3．实验法的应用——钠与氧气反应：
三、过氧化钠的性质及用途
1．物理性质：淡黄色的固体。
2．化学性质：
(1)与CO2反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
(2)与H2O反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。
3．用途：作为呼吸面具和潜水艇里的供氧剂，也可作漂白剂。
1．判断下列说法是否正确：
(1)观察法研究物质的性质只能通过视觉来进行。( )
提示：×。只要用感觉器官来考察研究对象的性质或借助仪器均可称为观察法。
(2)钠与水反应时浮在水面上剧烈燃烧，火焰呈黄色。( )
提示：×。钠与水反应时，钠块浮在水面上剧烈反应，但是不能燃烧。
(3)钠是银白色金属，放置在空气中表面变暗是由于生成了Na2O2。( )
提示：×。钠放置在空气中表面变暗是由于生成了Na2O。
(4)钠的性质活泼，钠元素只能以化合物的形式存在于自然界中。( )
提示：√。由于钠的性质活泼，因此不能以游离态的形式存在于自然界中，只能以化合态的形式存在。
2．教材描述“金属钠放置在空气中会迅速被氧化，失去金属光泽，生成白色的氧化钠”，请思考，金属钠长久放置在空气中会发生怎样的变化？并写出其中发生反应的化学方程式。
提示：金属钠放置在空气中还发生如下变化：
发生反应的化学方程式如下：
①4Na＋O2===2Na2O
②Na2O＋H2O===2NaOH
④2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O
⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O
3．某同学设计了一个“滴水点火，水火相容”的魔术实验，他用脱脂棉包住一些过氧化钠粉末放在石棉网上，向脱脂棉上滴几滴蒸馏水，结果脱脂棉竟然剧烈燃烧起来。我们知道水能灭火，为什么滴水生火？
提示：可燃物燃烧需要满足两个条件：有氧气、温度达到着火点。因此说明过氧化钠与水反应生成氧气且是放热反应。
钠的化学性质
在一个短视频中，一名男子使劲把5千克金属钠扔进了水里，金属钠在水面先是燃烧了几秒钟。随后突然就是一声震耳欲聋的爆炸声和几米高的火光，场面实在是太震撼了。随后金属钠又落到了水中再次爆炸，反复不止。
金属钠的取用
(1)取用金属钠时，应如何操作？
提示：取用金属钠时，不能用手拿，应该用镊子夹取。
(2)切取钠时，剩余的钠块如何处理？
提示：切取钠时，剩余的钠块不能随意丢弃，应放回原试剂瓶。
(3)钠保存在煤油中的原因是什么？
提示：钠保存在煤油中，是因为钠不与煤油反应且钠的密度比煤油的大，沉入煤油底部，从而使钠与空气隔绝。
金属钠与水溶液的反应
(1)取一小块金属钠放入一定量稀盐酸中，能否反应？与水相比剧烈程度如何？
提示：能反应。在酸溶液中H＋浓度比水中大，所以钠在酸溶液中反应更剧烈。
(2)钠与CuSO4溶液反应，能观察到哪些现象？涉及反应的化学方程式有哪些？
提示：现象：浮、熔、游、响、蓝(沉淀)。
涉及反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。
(3)已知Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低。试分析把一小块钠放入饱和石灰水中时会发生什么现象？
提示：钠浮在水面上，熔化成银白色的小球并四处游动，同时发出“嘶嘶”的响声。由于Na与水反应消耗水，且该反应放热，会使溶液温度升高，从而使Ca(OH)2因溶解度降低和溶剂减少而析出，所以还会观察到石灰水变浑浊。
金属钠与氧气的反应
(1)钠单质暴露在空气中会不会有Na2O2生成？
提示：钠只有在加热条件下才会与O2反应生成Na2O2，故钠单质暴露在空气中不会有Na2O2生成。
(2)教材12页中介绍了钠与氧气常温和加热时发生的不同反应：4Na＋O2===2Na2O ，2Na＋O2 eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( )) Na2O2，这个事实说明什么？
提示：金属钠与氧气反应时，温度不同，产物不同。
1．钠与水(滴有酚酞)的反应：
2.与酸溶液反应：
3．与碱溶液反应：其实质是钠与水的反应。如钠与氢氧化钠溶液的反应，即钠与水的反应。
4．与盐溶液反应：
(1)将钠投入饱和溶液，如饱和NaCl溶液、饱和NaOH溶液中，虽然钠与水反应生成的NaOH不与溶质反应，但由于反应消耗了水，故会有溶质析出，溶液也会变浑浊。
(2)由于钠能够与水剧烈反应，所以不能从溶液中置换出比它不活泼的金属。
【思考讨论】
(1)把钠投入稀盐酸中，相比钠与水的反应，哪个更剧烈？为什么？
提示：钠与盐酸反应比与水反应更剧烈，因为钠与水反应的实质是钠与H＋反应，盐酸中H＋浓度比水中的大，所以更剧烈。
(2)“钠不与氯化钠溶液反应”这种说法正确吗？
提示：不正确。钠不与氯化钠反应，但钠与溶剂水发生反应。
(3)钠能不能从盐溶液中置换出金属？为什么？
提示：钠不能从盐溶液中置换出金属，因为钠会先和水反应生成NaOH和H2，NaOH再和盐反应。
(4)将钠投入滴有紫色石蕊溶液的水中，会产生哪些现象呢？(宏观辨识与微观探析)
提示：钠浮在水面上，钠熔化成小球并在水面上游动，发出“嘶嘶”的响声，有无色无味的气体产生，溶液变成蓝色，因为生成了氢氧化钠。
【典例】(2021·宁德高一检测)为探究钠的部分性质，设计实验操作如下：
①向如图所示的试管中加入苯(已知苯的密度为0.86 g·cm－3，苯不溶于水)；②拔出大头针，使Na(密度为0.97 g·cm－3)落入苯中(钠与苯不反应)；③从长颈漏斗中加入MgCl2溶液(密度约为1 g·cm－3)。
下列说法中正确的是( )
A．把MgCl2溶液加入苯中，MgCl2溶液在上层
B．钠一直停留在苯层不发生反应
C．Na在MgCl2溶液与苯的界面处反应，并上下跳动直至消失，下层有白色沉淀产生
D．Na在MgCl2溶液底部四处游动，MgCl2溶液中有白色沉淀产生
【思维建模】解答钠与水溶液反应的思路如下：
【解析】选C。MgCl2溶液的密度大于苯的，分层后MgCl2溶液在下层，A项错误；Na的密度介于苯和MgCl2溶液之间，故Na在MgCl2溶液与苯的界面处与水反应，生成的H2附着在Na表面，在H2逸出的过程中带动Na上浮至苯层，H2逸出后，Na在重力作用下又回到界面处，故可观察到Na上下跳动直至消失，又因为钠与水反应生成的NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2，故下层有白色沉淀产生，C项正确，B、D两项错误。
(1)如果将金属钠直接放入MgCl2溶液中会发生哪些现象？写出反应的化学方程式。
提示：钠块会浮在溶液的表面、熔化成一闪亮的小球并四处游动且发出“嘶嘶”的响声、溶液中产生白色沉淀。反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl。
(2)如果将MgCl2溶液改为饱和NaCl溶液，发生的现象一样吗？发生的反应相同吗？
提示：现象是相同的，但是反应不同。因为Na与水反应的过程中消耗水，溶液中溶剂水的减少会导致溶液中析出NaCl晶体，因此在溶液中同样会观察到有白色沉淀生成。
金属钠与水、酸、盐溶液反应现象分析的思维模板
(1)共性：浮：钠浮在液面上；熔：钠熔化成光亮的小球；游：在液面上不停地游动直至反应完；响：反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。
(2)差异性：与酸及能形成弱酸的金属盐溶液反应时，由于溶液中H＋浓度较大，反应比钠与水剧烈，最后钠可能在液面上发生燃烧；与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如难溶碱)、气体(NH3)等。
【备选例题】
(2021·济宁高一检测)下列关于钠的叙述中，正确的是( )
A．钠单质与氯化亚铁溶液反应生成氯化钠和铁单质
B．钠与水反应的现象能说明钠的熔点低，且与水反应放热
C．钠与酸溶液反应产生氢气，实质是钠与H2O的反应
D．将4.6 g金属钠投入95.4 g水中，所得溶液中溶质的质量分数等于8%
【解析】选B。钠单质与氯化亚铁溶液反应时，先与水反应生成氢氧化钠，后生成氢氧化亚铁，不能置换出铁；钠与酸反应时直接与酸中的H＋反应；将4.6 g金属钠投入95.4 g水中，所得氢氧化钠的质量是8 g，但因为放出氢气，溶液的质量小于100 g，故溶质的质量分数大于8%。
1．(2021·德阳高一检测)钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是( )
A．钠的熔点低 B．钠的密度小
C．钠的硬度小 D．很活泼
【解析】选C。钠与水反应前用小刀切钠，体现了钠的硬度小，而钠与水反应时没体现钠的硬度小；钠与水反应时钠浮在水面上，说明钠的密度小，钠熔化成光亮的小球，说明钠的熔点低；钠与水反应发出“嘶嘶”的响声，说明钠很活泼。
2．(2021·长沙高一检测)在一定温度下，向饱和烧碱溶液中加入一定量的过氧化钠，充分反应后恢复到原温度，下列说法正确的是( )
A．溶液中Na＋数目增多
B．溶液中有氢气逸出
C．溶质的质量分数增大
D．溶液的质量减少，溶质的质量分数不变
【解析】选D。加入Na2O2后，Na2O2与水发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，消耗水的同时生成NaOH，因此析出NaOH固体，因溶液仍为原温度下的饱和溶液，溶质质量分数不变而溶剂减少，故溶液中Na＋数目减少。
【补偿训练】
将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是( )
A．HCl B．NaOH C．K2SO4 D．CuSO4
【解析】选D。将少量钠投入题述四种物质的水溶液中，均有H2产生，故都满足题目的第一个条件“有气体放出”，而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中只有H2放出，故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑，反应后溶液质量减轻。
某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物，设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几粒钠块，再从U形管高端加入水(含有酚酞)，赶出空气，一会儿加热铜丝。
根据反应中观察到的现象，回答下列问题：
(1)金属钠的反应有哪些现象？
(2)U形管中溶液的颜色有何变化？说明了什么？
(3)铜丝有什么变化？说明有什么物质生成？简述检验该物质的方法。
(4)若a g钠与b mL水完全反应，则该溶液溶质的质量分数是________。
【解析】钠位于水和煤油界面上，与水发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，生成的H2与CuO发生反应：H2＋CuO eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( )) Cu＋H2O。钠与水反应生成NaOH溶液：
答案：(1)有气泡产生，钠在水和煤油的界面处上下跳动，并逐渐变小
(2)煤油与水界面处从上到下逐渐由无色变为红色 说明反应生成了NaOH
(3)由黑色变红色 H2 在玻璃管口处点燃气体，有淡蓝色火焰产生，罩一个干而冷的烧杯，烧杯内壁有水珠生成
(4) eq \f(40a,22a＋23b) ×100%
氧化钠与过氧化钠的性质
据报道，郑州市某小区地下停车场内曾发生火灾，起因是蜡烛照明而引起地下室内放置的固体钠燃烧，主人不知钠的特性而用水灭火，结果产生急速化学反应，起火并引燃下水管道等存放物，滚滚浓烟冲出，瞬间充斥地下停车场，并弥漫整个小区。
氧化钠与过氧化钠性质的比较
(1)Na2O与CaO性质类似，试预测Na2O能与哪些物质发生反应？
提示：CaO能够与H2O、CO2、盐酸等物质反应，Na2O也能与这些物质反应。
(2)Na2O和Na2O2是常见的两种钠的氧化物，试分析两种物质中离子的种类以及O元素的化合价。
提示：Na2O中所含离子为Na＋、O2－，O元素的化合价为－2；Na2O2中所含离子为Na＋、O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(2)) ，O元素的化合价为－1。
过氧化钠与CO2、H2O的反应
(1)金属钠着火时，能否用H2O或CO2灭火？为什么？
提示：不能。钠着火生成Na2O2，Na2O2与H2O、CO2均反应产生O2助燃，应用沙子等与之不反应的物质进行灭火。
(2)如何判断Na2O2与H2O反应所得的气体是氢气还是氧气？
提示：用排水法收集Na2O2与H2O反应所得的气体，然后利用检验两种气体的方法检验。若是H2，点燃时会燃烧，并听到爆鸣声；若是O2，则可以使带火星的木条复燃。
氧化钠、过氧化钠的比较
(1)Na2O和Na2O2都能与二氧化碳、水发生反应生成碳酸钠、氢氧化钠，不同的是Na2O2与二氧化碳、水的反应，生成Na2CO3、NaOH的同时生成氧气。
(2)Na2O2的稳定性比Na2O强。
(3)Na2O和Na2O2长期置于空气中最终产物都是碳酸钠。
(4)有关过氧化钠的几点说明：
①过氧化钠投入含有酚酞(石蕊)的溶液中，不可忽视过氧化钠的漂白性，溶液先变红(蓝)色，后褪色。
②过氧化钠中的阴离子是O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(2)) ，而不是O2－或O eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ，Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2，而不是1∶1。
③过氧化钠与某些盐(如CuSO4)溶液反应时，一般是先与水反应，生成的碱再与盐反应。
【思考讨论】
将过氧化钠加入紫色石蕊试液中有什么现象？并说明理由。
提示：试液先变蓝后褪色。过氧化钠与水反应生成碱，使紫色石蕊试液变蓝，过氧化钠有漂白性，故褪色。
【典例】下列叙述中不正确的是( )
A.Na2O2是淡黄色固体，Na2O是白色固体，二者都能与水反应生成NaOH
B.Na和O2在加热时反应生成Na2O2，在常温下反应生成Na2O
C.Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2发生置换反应生成O2
D.2 g H2充分燃烧后产物被Na2O2完全吸收，Na2O2固体增重2 g
【解题指南】解答本题时应注意以下三点：
(1)注意Na2O与Na2O2的性质对比；
(2)注意Na与O2反应条件的不同造成的影响；
(3)理解Na2O2与CO2、H2O的反应。
【解析】选C。Na2O2与CO2反应生成O2：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，该反应不是置换反应。2 g H2充分燃烧后生成18 g水，完全被Na2O2固体吸收发生反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，由质量守恒定律可知，固体由2Na2O2→4NaOH，其质量增加的量等于2H2O→O2质量减少的量，18 g水被吸收后生成16 g O2，即Na2O2固体增重为2 g。
(1)Na2O粉末中若混有少量的Na2O2，如何进行检验？
提示：取少量粉末于试管中，滴加少量水，若有气体生成，则说明含有Na2O2。
(2)将一定量的Na2O2、Na2O分别加入滴有酚酞溶液的水中，二者现象是否相同？
提示：不同。Na2O2加入滴有酚酞溶液的水中可以观察到有气体生成，溶液先变为红色后褪色；而Na2O加入滴有酚酞溶液的水中只观察到溶液变为红色。
(3)若将D项中的H2改为CO，此选项是否正确？为什么？
提示：正确。因为CO完全燃烧生成CO2，然后和Na2O2反应后，固体质量的增加即为CO的质量。
Na2O2与H2O、CO2反应后固体质量的变化
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作发生相应的反应：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。
【备选例题】
(2021·广州高一检测)下列关于钠的氧化物叙述正确的是( )
A.氧化钠和过氧化钠都是白色固体，都能和冷水反应
B.过氧化钠与水反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液变红色
C.Na2O和Na2O2都能由金属钠和O2化合生成
D.氧化钠和过氧化钠都能与CO2发生化合反应
【解析】选C。Na2O2为淡黄色固体，A项错误；Na2O2具有强氧化性，向其水溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液先变蓝后褪色，B项错误；Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，不属于化合反应，D项错误。
1．(2021·沈阳高一检测)下列对Na2O2的叙述不正确的是( )
A.Na2O2是淡黄色固体，久置于空气中变成白色
B.Na2O2不如Na2O稳定
C.Na2O2与水反应可以制取O2
D.Na2O2放入饱和NaOH溶液中有氧气放出，恢复常温后有晶体析出
【解析】选B。Na2O2在空气中先与H2O反应生成NaOH，NaOH再吸收空气中的CO2生成Na2CO3白色固体，A正确；氧化钠在加热条件下能与氧气反应生成过氧化钠，故过氧化钠比氧化钠稳定，B错误；过氧化钠与水反应放出氧气，可用于制取氧气，C正确；过氧化钠与水反应，消耗水放出氧气，恢复常温后会使部分NaOH析出，D正确。
2．(2021·成都高一检测)下列有关Na2O和Na2O2异同点的叙述不正确的是( )
A.Na2O和Na2O2长期置于空气中最终产物不同
B.Na2O和Na2O2都能与二氧化碳或水发生反应
C.Na2O可以继续被氧化成Na2O2，所以Na2O2比Na2O稳定
D.Na2O是一种碱性氧化物，而过氧化钠不是碱性氧化物
【解析】选A。Na2O和Na2O2长期置于空气中最终产物都是碳酸钠，A错误；Na2O和Na2O2都能与二氧化碳、水发生反应生成碳酸钠、氢氧化钠，不同的是Na2O2与二氧化碳或水反应的同时生成氧气，B正确；Na2O2的稳定性比Na2O强，C正确；Na2O与酸反应生成盐和水，是一种碱性氧化物，D正确。
【拔高题组】
1．(2021·衡水高一检测)等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气中(常温)充分反应，下列说法正确的是( )
A.第一块钠消耗的氧气多
B.两块钠消耗的氧气一样多
C.第二块钠的反应产物质量大
D.两块钠的反应产物质量一样大
【解析】选A。钠与氧气在加热条件下反应生成Na2O2，在常温下反应生成Na2O，等质量的两块钠在两种条件下反应，第一块钠消耗的氧气多，得到的反应产物质量大。
2．(2021·泰安高一检测)下列判断正确的是( )
A.可用水来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
B.可用CO2来检验Na2O粉末中是否含有Na2O2
C.可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
D.将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中，最终溶液均为红色
【解析】选A。H2O与Na2O2、Na2O均能反应，但与Na2O2反应时能产生气体，A项正确；CO2与Na2O2反应生成的O2是无色无味的气体，故B项错误；在空气中加热Na2O和Na2O2的混合物，Na2O会转化为Na2O2，C项错误；将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中，均先与溶液中的水反应生成碱而使溶液变为红色，但Na2O2具有漂白性而将变成红色的溶液漂白，D项错误。
为了探究“二氧化碳是否在水存在时才能和过氧化钠反应”，某课题研究小组的同学们设计了如图所示的实验装置，分别进行甲、乙两个实验：
实验甲：干燥的二氧化碳和过氧化钠的反应：在干燥的试管Ⅱ中装入过氧化钠，在通入二氧化碳之前，关闭K1和K2。在试管Ⅰ内装入试剂X后，打开K1和K2，通入二氧化碳，几分钟后将带火星的木条插入试管Ⅲ中至液面以上，观察到木条不复燃且Ⅱ中的淡黄色固体没有变化。
实验乙：潮湿的二氧化碳和过氧化钠的反应：在试管Ⅰ内装入试剂Y，其他操作同实验甲，观察到木条复燃且Ⅱ中的淡黄色固体变为白色固体。
试回答下列问题：
(1)在装入过氧化钠后，通入二氧化碳前，关闭K1和K2的目的是____________。
(2)在实验甲中，试剂X是____________(填选项字母)，其作用是______________。在实验乙中，试剂Y是__________。
A．浓H2SO4 B．NaOH溶液
C．H2O D．KOH溶液
(3)根据上述两个实验现象，得到的结论是________________________________。
(4)试管Ⅲ中的NaOH溶液的作用是_____________________________________。
(5)为了确保实验现象的准确性，制备二氧化碳所用的反应物最好选用________(填字母)。
A．大理石 B．小苏打 C．烧碱
D．盐酸 E．稀硫酸 F．稀硝酸
【解析】(1)为了防止溶液中的水蒸气混入二氧化碳，所以在装入Na2O2后，通入CO2前，关闭K1和K2；
(2)试剂X作用是干燥二氧化碳，所以X为浓硫酸；试剂Y作用是给二氧化碳提供水蒸气，所以Y为水；
(3)干燥的二氧化碳通过过氧化钠，然后将带火星的木条插入试管Ⅲ的液面上，观察到木条不复燃，且Ⅱ中的淡黄色没有变化，说明没有氧气生成，即干燥的二氧化碳与过氧化钠不反应；在试管Ⅰ内装入试剂Y，其他操作同实验甲，观察到木条复燃，且Ⅱ中的淡黄色固体变为白色固体，说明混有水蒸气的二氧化碳与过氧化钠反应；则二氧化碳只有在水存在时才能和过氧化钠反应；
(4)根据上面的分析可知，试管Ⅲ中的NaOH溶液可以吸收未反应的二氧化碳，以便使木条复燃；
(5)小苏打与稀硫酸反应生成二氧化碳，大理石与稀硫酸反应生成的硫酸钙是微溶物质，所以选用小苏打与稀硫酸制备二氧化碳，故选B、E。
答案：(1)防止CO2受潮 (2)A 吸收气体中的水蒸气 C
(3)二氧化碳只有在水存在时才能和过氧化钠反应
(4)吸收未反应完的CO2以便使木条复燃 (5)B、E
1．(水平1)某同学将一小块金属钠和一块铁分别放在表面皿中，研究它们在空气中的稳定性，该学生采用的研究方法是( )
①假说法 ②实验法 ③分类法 ④比较法
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
【解析】选D。此研究过程中采用了实验法和比较法。
【补偿训练】
(2021·河西区高一检测)查阅资料发现，金属钠不仅能跟氧气和水反应，还能跟多种其他物质发生反应，其中包括与乙醇在常温下反应。要研究金属钠跟乙醇反应的性质以及它与金属钠跟水反应的异同点，下列研究方法中用不到的是( )
A．观察法 B．实验法
C．分类法 D．比较法
【解析】选C。钠与水和钠与乙醇反应的异同，进行实验、观察实验异同并进行比较，用不到分类法。
2．(水平1)下列变化属于物理变化的是( )
A．将金属钠和金属钾混合研磨得到液体
B．刚切开的金属钠放置在空气中变暗
C．刚切开的金属钠放置在空气中加热变成淡黄色
D．一小块钠投入水中熔成闪亮的小球
【解析】选A。B项，4Na＋O2===2Na2O；C项，2Na＋O2 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2O2；D项，2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
3．(水平2)(2021·临沂高一检测)如图所示，在坩埚中放一小块钠，加热至熔化，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。据此判断下列说法中不正确的是( )
A.上述反应是置换反应
B．上述反应过程中释放热量
C．上述反应中CuSO4表现了吸水性
D．加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu
【解析】选C。上述过程发生的反应为钠与硫酸铜反应生成硫酸钠和铜，属于置换反应，故A正确；根据以上分析，反应放出热量，故B正确；过程中没有水参加，所以不能体现硫酸铜的吸水性，故C错误；依据分析可知加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu，故D正确。
4．(水平1)下列各组中的两种物质作用时，反应条件(温度、反应物用量)改变，不会引起产物种类改变的是( )
A．Na与O2 B．NaOH与CO2
C．Na2O2与CO2 D．C与O2
【解析】选C。Na与O2可以在不同的条件下生成氧化钠和过氧化钠，NaOH与CO2在相对用量不同的情况下生成碳酸钠和碳酸氢钠，C与O2在氧气充足和不充足的情况下生成二氧化碳和一氧化碳，只有C选项中的Na2O2与CO2无论反应条件如何改变，只生成碳酸钠和氧气两种产物。
5．(水平1)将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：表面迅速变暗―→“出汗”―→变成白色固体(粉末)，下列有关叙述正确的是( )
A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了过氧化钠
B．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的CO2在表面形成了溶液
C．最后变成碳酸钠粉末
D．该过程的所有变化均为化学变化
【解析】选C。钠露置在空气中迅速变暗，是因为Na与O2反应生成了Na2O；Na2O与水反应生成NaOH，NaOH在表面潮解形成NaOH溶液而“出汗”；NaOH溶液又吸收空气中的CO2，生成Na2CO3·10H2O，Na2CO3·10H2O逐渐风化脱水，最后变成Na2CO3粉末；该过程中NaOH的潮解不属于化学变化。
【补偿训练】
(2021·绵阳高一检测)一小块钠长时间置于空气中，可能有下列现象，这些现象出现的先后顺序是( )
①变成白色粉末 ②变暗 ③变成白色固体
④固体表面出现液体
A．①②③④ B．②③④①
C．②③①④ D．③②④①
【解析】选B。钠在空气中发生如下变化：Na―→Na2O―→NaOH―→Na2CO3·10H2O―→Na2CO3，反应现象为银白色变暗之后变成白色固体(NaOH)，白色固体逐渐潮湿，与空气中CO2、H2O结合生成白色晶体(Na2CO3·10H2O)，最后晶体风化脱水，变成白色粉末(Na2CO3)。
6．(水平2)在元旦晚会上，化学老师表演了“滴水生火”的魔术。他向包裹有过氧化钠(Na2O2)粉末的脱脂棉上滴了几滴水，脱脂棉燃烧起来了，同学们产生了浓厚的兴趣，同学们针对这一现象进行探究。
【猜想】根据燃烧条件，知道脱脂棉是可燃物，小新认为过氧化钠(Na2O2)与水反应生成了可以支持燃烧的物质；小海又进行了补充：此反应还会________(填“吸收”或“放出”)很多热量，进而满足了燃烧的另一个条件是____________________。
【实验与探究】设计装置如图所示
(1)打开分液漏斗的活塞，控制水滴加的速度，看到试管中有大量气泡产生，将带火星的木条靠近P出口，看到木条复燃，推测此气体是________。
(2)实验中还观察到M处有大量气泡冒出，产生这一现象的原因是_______________________________________________________________________________________，由此证明上述猜想是正确的。
【拓展与交流】
(1)完成了以上实验，同学们又进一步探究过氧化钠(Na2O2)与水反应后生成的另一种物质是什么？小新认为是NaOH，小华认为是NaOH和Na2CO3的混合物。大家经过讨论认为小新的猜想是正确的，不可能生成碳酸钠，判断依据是________________________________________________________________。
(2)根据以上探究，要保证“滴水生火”魔术成功，从燃烧的条件考虑，滴入水的量要适量，不能太多，也不能太少，则说明满足燃烧的条件是___________________________________________________________________。
【解析】【猜想】根据物质燃烧的条件：脱脂棉是可燃物，小新认为过氧化钠(Na2O2)与水反应生成了可以支持燃烧的物质，脱脂棉要燃烧还需达到其着火点，据此分析；
【实验与探究】(1)用带火星的木条靠近P处，木条复燃，说明该气体具有助燃性，是氧气；
(2)导管口冒出气泡，可能生成了气体，也可能是气体的温度升高，通过分析没有生成气体，只能是吸滤瓶中的气体温度升高，故可知过氧化钠与水反应放热使吸滤瓶内压强增大；
【拓展与交流】(1)过氧化钠(Na2O2)与水反应后生成的另一种物质不可能是NaOH和Na2CO3的混合物，根据质量守恒定律，反应物中不含有碳元素，故不可能生成碳酸钠；
(2)水不能太多，因为水能灭火，所以要使魔术成功必须控制反应物用量。
答案：【猜想】放出 达到着火点 【实验与探究】(1)氧气 (2)过氧化钠与水反应放热使吸滤瓶内压强增大 【拓展与交流】(1)质量守恒定律 (2)必须控制反应物的用量颜色
状态
熔点
密度
硬度
银白色
块状固体
低
比水小，
比煤油大
小
实验步骤
实验现象
现象分析
钠浮在水面上
钠的密度比水小
钠熔化成闪亮的小球
钠的熔点低，反应放出热量
小球在水面上四处游动，最后完全消失
反应产生的气体推动小球运动
与水反应发出嘶嘶响声
钠与水反应产生气体
反应后溶液变为红色
反应生成碱性物质
实验结论
常温下，钠与水剧烈反应，生成NaOH和H2。反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
反应条件
室温
加热或点燃
实验现象
新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快变暗
钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体
化学方程式
缓慢氧化：4Na＋O2===2Na2O
剧烈燃烧：2Na＋O2 eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( )) Na2O2
现象
原因解释
浮
浮在水面上
钠的密度比水小
熔
熔成闪亮的小球
钠熔点低，反应放热
游
钠球在水面游动
反应有气体生成
响
发出“嘶嘶”的响声
红
溶液变红
反应有碱生成
名 称
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
色 态
白色固体
淡黄色固体
O的
化合价
－2
－1
生成条件
在空气中缓慢氧化
加热单质或加热氧化物
稳定性
不稳定，易转化成Na2O2
较稳定
与H2O
反应
Na2O＋H2O===
2NaOH
2Na2O2＋2H2O===
4NaOH＋O2↑
与CO2
反应
Na2O＋CO2===
Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===
2Na2CO3＋O2
联系
2Na2O＋O2 eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( )) 2Na2O2
用途
用于制造碳酸钠
潜艇或宇宙飞船中的供氧剂，也可作漂白剂
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