2023-2024学年人教版2019高中化学必修1 第二章 第一节 第2课时　氧化钠和过氧化钠（学案+课时对点练 word版含解析）

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第2课时　氧化钠和过氧化钠
[核心素养发展目标]　1.从物质类别、元素化合价的角度认识氧化钠与过氧化钠的性质，熟知过氧化钠与水和二氧化碳反应的应用。2.会设计实验探究过氧化钠与水的反应，增强科学探究与创新意识。3.掌握Na2O2的相关计算。
一、氧化钠和过氧化钠的性质
1．Na2O的性质
氧化钠(Na2O)是一种白色固体。属于碱性氧化物，能与水、酸、酸性氧化物等发生化学反应。
写出下列反应的化学方程式：
(1)氧化钠与水反应：Na2O＋H2O===2NaOH。
(2)氧化钠与盐酸反应：Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O。
(3)氧化钠与二氧化碳反应：Na2O＋CO2===Na2CO3。
2．Na2O2的性质
过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体。Na2O2中氧元素为－1价，既有氧化性也有还原性。
(1)实验探究过氧化钠与水的反应
实验操作

实验现象
①试管外壁发烫，带火星的木条复燃；②用pH试纸检验，试纸变蓝
实验结论
Na2O2与水反应放热，化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

(2)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
3．Na2O2的应用
(1)Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。
(2)Na2O2中氧元素的化合价为－1价，具有强氧化性，可作漂白剂。

(1)Na2O与Na2O2均为碱性氧化物(　　)
(2)Na2O与Na2O2中的氧元素的化合价不相同，钠元素的化合价相同(　　)
(3)Na2O与Na2O2的阴、阳离子个数比均为1∶2(　　)
(4)Na2O2有强氧化性，能漂白酸碱指示剂(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)√

1．类比Na与H2O反应的分析方法及Na2O2与H2O反应的化学方程式，试着分析以下问题。
(1)将适量过氧化钠投入盐酸中，有什么现象？写出化学方程式。
提示　有气泡产生。2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O。
(2)将适量过氧化钠投入硫酸铜溶液中，有什么现象？写出相关反应的化学方程式。
提示　有气泡放出，溶液颜色变浅，同时有蓝色沉淀生成。2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。
2．在鲜活水产品的长途运输中，必须考虑以下几点：①水中需要保持适量的O2；②及时去除鱼类等排出的CO2；③防止细菌的大量繁殖。
(1)过氧化物具有杀菌消毒的性质，金属的过氧化物能与H2O反应产生O2，如2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。现有两种在水中能起供氧灭菌作用的物质：Na2O2和CaO2，已知CaO2能缓慢与水反应。根据以上介绍，运输鲜活水产品时应选择________放入水中，理由是______________________________________________________________________________。
(2)写出过氧化钙与水反应的化学方程式：___________________________________________。
答案　(1)CaO2　Na2O2与水反应剧烈，生成的NaOH溶液碱性太强，不利于鲜活水产品的存活(或CaO2能缓慢与水反应，供氧时间长，水溶液碱性弱，有利于鲜活水产品的长途运输)
(2)2CaO2＋2H2O===2Ca(OH)2＋O2↑
解析　(1)根据题给信息可知，选择的物质应该能持续吸收CO2并能不断提供O2，还要抑制细菌的大量繁殖，结合Na2O2的性质可知Na2O2不适合，因为Na2O2与水反应剧烈，且生成物NaOH为强碱，不利于鲜活水产品的存活。

氧化钠与过氧化钠的比较
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
色、态
白色固体
淡黄色固体
氧元素化合价
－2
－1
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
是否为碱性氧化物
是
否
化学性质
相同点
都能与水反应生成氢氧化钠，都能与CO2反应生成Na2CO3
不同点
过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生，具有强氧化性，而Na2O不具有强氧化性

二、过氧化钠与水、二氧化碳反应的定量关系
1．Na2O2与H2O、CO2反应的氧化还原关系
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
(1)Na2O2中氧的化合价为－1，在两个反应中Na2O2的作用是既做氧化剂又做还原剂(填“氧化剂”“还原剂”或“既做氧化剂又做还原剂”)，从电子转移角度分析，每生成一分子氧气转移2个电子。每消耗一个Na2O2转移1个电子。
(2)从化学方程式的计量数分析可知，无论是CO2、H2O还是二者的混合物，与足量的Na2O2反应时，参与反应的CO2或H2O与放出O2的分子个数之比均为2∶1。
2．Na2O2与CO2、H2O反应的质量关系
(1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　Δm(2CO)
2×78 2×44 2×106 2×28
固体增加2个碳原子和2个氧原子，固体增加的质量相当于与CO2等分子数的CO的质量。
(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　Δm(4H)
2×78 2×18 4×40 2×2
固体增加4个氢原子，固体增加的质量相当于与H2O等分子数的H2的质量。

1．21.2 g H2在一定条件下与氧气充分反应后产生的水蒸气全部通入足量Na2O2中，固体质量增加(　　)
A．21.2 g B．14 g
C．6.78 g D．不能确定
答案　A
2．常温常压下，二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28 g，反应中消耗的二氧化碳的质量是________g，生成的碳酸钠的质量是________g。
答案　44　106
3．一定温度下，m g甲醛(HCHO)在足量的O2中充分燃烧，生成的产物与足量的Na2O2充分反应，Na2O2增加了n g，则n与m的大小关系为n________m(填“>”“<”或“＝”)。
答案　＝

1．下面是比较氧化钠和过氧化钠性质异同点的有关叙述，其中错误的是(　　)
A．氧化钠和过氧化钠长期置于空气中都较稳定
B．氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳或水发生反应
C．氧化钠和过氧化钠与水反应都有氢氧化钠生成
D．过氧化钠是强氧化剂
答案　A
2．(2022·山东潍坊阶段检测)学习小组进行如下实验：
序号
实验①
实验②
实验③
实验



现象
出现白色沉淀
无明显现象
出现白色沉淀

实验①、③的白色沉淀经检验为BaO2。下列说法合理的是(　　)
A．实验说明H2O2一定能电离得到O
B．实验①、②、③证明Na2O2与H2O反应过程存在反应Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2
C．实验①和③生成白色沉淀的反应属于氧化还原反应
D．可用BaCl2、H2O检验长期放置的Na2O2中是否含有Na2CO3
答案　B
解析　实验①中Na2O2和H2O反应生成H2O2和NaOH，实验①生成BaO2白色沉淀，说明在碱性条件下H2O2电离得到O，故A错误；实验①、②、③中Na2O2和H2O反应生成H2O2和NaOH，BaCl2与H2O2反应生成BaO2和HCl，无化合价变化，不是氧化还原反应，故B正确、C错误；H2O与Na2O2反应生成H2O2，为避免BaO2白色沉淀的干扰，应该加入MnO2分解H2O2，再加入BaCl2观察是否有BaCO3白色沉淀，即可证明长期放置的过氧化钠中是否含有Na2CO3，故D错误。
3．对Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体的反应来说，下列说法错误的是(　　)
A．只要参加反应的Na2O2一定，反应生成的氧气就一定
B．只要CO2和H2O(g)的总量一定，反应所消耗的Na2O2的量就一定
C．只要气体的总数量一定，反应中所转移的电子的数量就一定
D．只要混合气体的总数量一定，固体所增加的质量就一定
答案　D
解析　Na2O2与H2O(g)、CO2反应的化学方程式分别为：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。由于两个反应中Na2O2与O2的化学计量数之比都为2∶1，A正确；两个反应中：2Na2O2～2H2O(g)，2Na2O2～2CO2，B正确；根据上面化学方程式中的电子转移情况知，C正确；根据化学方程式知，CO2、H2O与Na2O2反应时，固体增加的质量为“CO2”中“CO”的质量和“H2O”中“H2”的质量，所以当数量固定的混合气体中CO2气体所占的比例大时，固体增加的质量较大，当H2O所占的比例大时，固体所增加的质量较小，D错误。


题组一　Na2O和Na2O2的性质
1．(2021·黑河月考)下列叙述正确的是(　　)
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物
②Na2O2中O元素的化合价为－2价
③Na2O是淡黄色物质，Na2O2是白色物质
④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不可
⑤向Na2O2与水反应后的溶液中滴加酚酞溶液，溶液先变红后褪色
A．都正确 B．④⑤
C．②③⑤ D．②③④⑤
答案　B
解析　Na2O是碱性氧化物，Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气，不是碱性氧化物，故①错误；Na2O2中O元素的化合价为－1价，故②错误；Na2O是白色物质，Na2O2是淡黄色物质，故③错误。
2．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．可利用在纯氧中加热的方法除去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
答案　A
解析　CO2、H2O与Na2O2、Na2O均能反应，但与Na2O2反应时能产生气体，因O2和CO2都是无色无味气体，故CO2和Na2O2的反应无明显的现象产生，水与Na2O2反应产生气泡，A项正确、B项错误；在纯氧中加热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，均与溶液中的水反应生成碱而使溶液变为红色，但因Na2O2反应生成的H2O2具有漂白性，最后又会将变成红色的溶液漂白，D项错误。
3．已知：2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑，对此反应，下列说法正确的是(　　)
A．Na2O2只做氧化剂
B．还原剂只有 FeSO4
C．氧化产物只有Na2FeO4
D．Na2FeO4既是还原产物，又是氧化产物
答案　D
4．某溶液中含有Na＋、SO、CO、HCO 四种离子，若向其中加入少量的过氧化钠固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是(　　)
A．HCO B．Na＋
C．CO D．SO
答案　D
解析　加入少量过氧化钠固体后，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，Na＋浓度增大；HCO＋OH－===CO＋H2O，CO浓度增大，HCO浓度减小。
题组二　与Na2O2有关的计算
5．将3.2 g H2和CO的混合气体(其密度为相同条件下氧气密度的)，通入一盛有足量Na2O2的密闭容器中，再通入过量O2，并用电火花点燃使其充分反应，最后容器中固体的质量增加了(　　)
A．3.2 g B．4.4 g
C．5.6 g D．6.4 g
答案　A
解析　CO与氧气反应的化学方程式为2CO＋O22CO2，二氧化碳与过氧化钠反应的化学方程式为2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，总反应的化学方程式为CO＋Na2O2===Na2CO3，固体增加的质量为CO的质量；氢气与氧气反应的化学方程式为2H2＋O22H2O，Na2O2与H2O反应的化学方程式为2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑，总反应的化学方程式为H2＋Na2O2===2NaOH，固体增加的质量为氢气的质量。
6．在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2，用电火花引燃，使其恰好完全反应，Na2O2增重7.5 g，则原混合气体中O2的质量分数是(　　)
A．54.5% B．40%
C．36% D．33.3%
答案　A
解析　CO与氧气反应的化学方程式为2CO＋O22CO2，二氧化碳与过氧化钠反应的化学方程式为2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，总反应的化学方程式为CO＋Na2O2===Na2CO3，固体增加的质量为CO的质量；氢气与氧气反应的化学方程式为2H2＋O22H2O，Na2O2与H2O反应的化学方程式为2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑，总反应的化学方程式为H2＋Na2O2===2NaOH，固体增加的质量为氢气的质量；Na2O2增重7.5 g，即CO与H2质量之和为7.5 g，w(O2)＝×100%≈54.5%。
题组三　过氧化钠性质的探究实验
7．向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末，振荡，正确的叙述是(　　)
A．最后溶液变蓝色
B．溶液先变蓝色后褪色
C．溶液仍为紫色
D．因为Na2O2与石蕊发生氧化还原反应而无气泡产生
答案　B
8.(2021·龙岩高一检测)如图所示装置，试管中盛有水，气球a盛有干燥的固体过氧化钠颗粒，U形管中注有浅红色的水，已知过氧化钠与水反应是放热的。将气球用橡皮筋紧缚在试管口，实验时将气球中的固体颗粒抖落到试管b的水中，将不会出现的现象是(　　)

A．气球a变大
B．试管b内有气泡冒出
C．U形管内红色褪去
D．U形管水位d高于c
答案　C
解析　过氧化钠与水反应生成氧气，气球a变大，故A、B正确；由于浅红色的水是在U形管中而非试管中，则U形管内浅红色的水不褪色，故C错误；该反应放出大量热量，使集气瓶中的空气受热膨胀使U形管中水位d高于c，故D正确。
9．某实验小组通过如图所示实验，探究Na2O2与水的反应。下列说法不正确的是(　　)

A．②中的大量气泡主要成分是氧气
B．③中溶液变红，说明有碱性物质生成
C．④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的
D．⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度
答案　D
解析　过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，A正确；氢氧化钠是强碱，使酚酞溶液变成红色，B正确；过氧化钠与水反应可能生成了过氧化氢，过氧化氢具有强氧化性，能够使溶液褪色，C正确；生成的过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下发生了分解反应，生成氧气因此有气泡产生，D错误。
10．向一定量的饱和NaOH溶液中加入少量Na2O2固体，恢复到原温度时，下列说法正确的是(　　)
A．溶液中的Na＋个数增多
B．溶液的碱性增强
C．溶质的质量分数不变
D．溶液的质量不变
答案　C
解析　加入少量Na2O2固体后发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，该反应消耗水，生成NaOH，溶质增加，溶剂减少，因此恢复到原温度时溶液中有NaOH固体析出，仍为饱和溶液。溶液中的Na＋个数减少，A项错误；溶液仍为饱和溶液，碱性不变，B项错误；溶液仍为饱和溶液，溶质的质量分数不变，C项正确；溶液的质量减小，D项错误。

11．(2021·临沂高一月考)Na2O2是呼吸面具中常用的供氧剂，下列关于Na2O2的叙述正确的是(　　)
A．Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶1
B．Na2O2分别与H2O、CO2反应，产生相同质量的O2时，消耗H2O和CO2分子的数量相等
C．在Na2O2与CO2反应过程中，Na2O2只做氧化剂
D．Na2O2能漂白所有的有色物质
答案　B
解析　Na2O2中阴、阳离子分别为O、Na＋，个数比为1∶2，A项错误；Na2O2与H2O、CO2反应的化学方程式分别为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，由反应的化学方程式可知，生成相同质量的O2时消耗H2O和CO2分子的数量相同，B项正确；2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，Na2O2中氧元素的化合价一部分从－1价升高为0价、一部分降低为－2价，所以Na2O2既是氧化剂又是还原剂，C项错误；Na2O2因具有强氧化性而有漂白性，能漂白某些有机色质，但不能漂白所有的有色物质，D项错误。
12.200 ℃时，11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6 g(如图所示)，其原混合物中CO2和H2O的质量之比是(　　)

A．11∶18 B．22∶3
C．1∶9 D．21∶9
答案　A
解析　向足量的固体Na2O2中通入11.6 g CO2和水蒸气，固体只增加3.6 g，令混合物中CO2和水蒸气的质量分别为m(CO2)、m(H2O)，则：
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　　质量增加
　　　 88　　　　　　　　　　　 56
　　　 m(CO2)　　　　　　　　 m(CO2)
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　质量增加
　　　 36　　　　　　　　　　　4
　　　 m(H2O)　　　　　　　　 m(H2O)
所以
解得m(CO2)＝4.4 g，m(H2O)＝7.2 g，故原混合物中CO2和H2O的质量之比为4.4 g∶7.2 g＝11∶18。
13．下列说法正确的是(　　)
A．7.8 g Na2O2和6.2 g Na2O分别溶于100 g水中得到溶质的质量分数前者更大
B．Na2O2在空气中久置后由淡黄色变白色的原因为2Na2O2===2Na2O＋O2↑
C．制O2时，用Na2O2或H2O2作反应物不能选择相同的气体发生装置
D．Na2O2与CO2反应放出O2，可用于制作呼吸面具
答案　D
14．某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应，设计实验装置如下，下列说法正确的是(　　)

A．若装置D中无水硫酸铜变蓝，则说明Na2O2与H2反应生成水
B．装置B中盛放浓硫酸，目的是除去装置A中挥发出来的少量水蒸气
C．装置C加热前，用试管在干燥管管口处收集气体，点燃，通过声音判断气体纯度
D．装置A不能直接用于H2O2与MnO2反应制取氧气
答案　C
解析　若D中无水硫酸铜变蓝，不能说明Na2O2与H2反应生成水，因为空气中的水蒸气会进入装置D中使无水硫酸铜变蓝，故A错误；装置B是U形管，只能装固体干燥剂碱石灰，目的是除去装置A中挥发出来的少量水蒸气和HCl，故B错误；装置C加热前，应该先检验氢气的纯度，方法是用试管在干燥管管口处收集气体，点燃，通过声音判断气体纯度，故C正确。
15．(2021·淄博高一月考)Na2O2是中学化学常用的强氧化剂，除了能与CO2、H2O反应外，还可与其他还原剂如H2、C发生反应，某化学课外兴趣小组为探究Na2O2与H2的反应情况，设计了如图所示装置进行有关实验。

(1)此装置中，怎样检查除启普发生器之外的装置的气密性？________________________。
(2)请完成该实验的有关操作步骤。
①检查装置气密性；
②打开a、b，产生氢气，观察试管内物质的颜色变化；
③___________________________________________________________________________；
④加热过氧化钠，观察试管内物质的颜色变化；
⑤反应完全后，_______________________________________________________________；
⑥拆卸装置。
(3)该装置中，碱石灰的作用是__________________________________________________。
(4)实验过程中观察到(2)中步骤②无明显变化，步骤④Na2O2熔化，黄色粉末立即变成白色，干燥管内无水硫酸铜未变成蓝色。则Na2O2与H2反应的化学方程式为_________________
______________________________________________________________________________。
答案　(1)关闭a，在b处连接一导管并伸入水槽中，用手捂热试管(或稍稍加热试管)，若观察到导管口有气泡冒出，冷却试管后导管中能形成一段稳定的水柱，则说明装置气密性良好　(2)在干燥管上倒插一支小试管收集H2，检验H2的纯度　先撤离酒精灯，待试管冷却后关闭b
(3)除去H2中的HCl和水蒸气　(4)Na2O2＋H22NaOH
解析　(2)步骤②用来探究H2与Na2O2常温下能否发生反应，同时可将装置中的空气排出；步骤④加热过氧化钠，用来探究H2与Na2O2加热时的反应；由于要加热，而H2不纯时会发生爆炸，所以加热过氧化钠之前要检验H2的纯度，则步骤③为在干燥管上倒插一支小试管收集H2，检验H2的纯度；实验结束时，为了防止外界空气从干燥管进入试管中使H2不纯发生爆炸，步骤⑤应先撤离酒精灯，待试管冷却后关闭b(即待试管冷却后停止通入H2)。(3)用锌粒和稀盐酸反应制得的H2中混有HCl和水蒸气，HCl和水蒸气都能与Na2O2反应，干扰探究Na2O2与H2的反应，碱石灰的作用是除去H2中的HCl和水蒸气。
(4)步骤②中无明显变化，说明Na2O2与H2常温下不反应；步骤④Na2O2熔化，黄色粉末变成白色，干燥管内无水硫酸铜未变成蓝色，说明反应没有生成H2O，Na2O2与H2加热时反应生成NaOH，反应的化学方程式为Na2O2＋H22NaOH。
16．查阅相关文献可知，潮湿的CO2才能与Na2O2反应，而干燥的CO2与Na2O2不反应。潮湿的CO2与Na2O2反应的过程可以表示如下：
先：Na2O2(淡黄色)＋2H2O===2NaOH＋H2O2；
2H2O2===2H2O＋O2↑；
后：CO2＋2NaOH===Na2CO3(白色)＋H2O。
某同学设计了如下装置，验证上述理论的正确性(已知无水氯化钙能吸收水分，但不与CO2反应)。

(1)装置1实验过程中的现象有___________________________________________________。
(2)装置2的目的是_____________________________________________________________。
(3)分别取上述两装置实验后硬质试管中的固体，进行下列实验。

①若取用装置1中的固体进行实验，则加入酚酞溶液后溶液的颜色是___________________。
②若取用装置2中的固体进行实验，则加入酚酞溶液后的现象是________________________。
答案　(1)具支试管中有大量气泡生成，硬质试管中淡黄色粉末变白，蜡烛燃烧更旺
(2)作对照实验，验证干燥的CO2能否与Na2O2反应
(3)①红色　②溶液先变红后褪色
解析　(2)装置2作为对照实验，目的是验证干燥的CO2能否与Na2O2反应。(3)①装置1中的固体是碳酸钠，所以加水后不能使带火星的木条复燃，但是溶液显碱性，所以加入酚酞溶液后显红色。②装置2中的固体是过氧化钠，加入水后产生氧气，能使带火星的木条复燃，加入酚酞溶液后先变红后褪色。