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高中化学新教材同步必修第一册 第二章 第一节 第二课时 氧化钠和过氧化钠(同步讲义)
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这是一份高中化学新教材同步必修第一册 第二章 第一节 第二课时 氧化钠和过氧化钠(同步讲义)，共15页。
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。 一、氧化钠和过氧化钠的性质 1．物理性质 氧化钠是一种白色固体，过氧化钠是一种淡黄色固体。 注意 Na2O2中阴、阳离子数之比是1∶2而不是1∶1。 2．氧化钠的化学性质 氧化钠是碱性氧化物，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。 3．过氧化钠的化学性质 (1)实验探究过氧化钠与水的反应 (2)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。 (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与H2O的反应中，H2O是还原剂( ) 答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)× 1．为什么呼吸面具和潜水艇里常用过氧化钠作供氧剂？写出相关反应的化学方程式。 提示 过氧化钠与水和二氧化碳反应放出氧气，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。 2．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。 二、过氧化钠与水、二氧化碳反应的定量关系 1．化学方程式 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 回答下列问题。 (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，通过足量的Na2O2时，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(固体) 2×78 2×44 2×106 56 即发生反应时，固体增加的质量等于与CO2等分子数的CO的质量。 (2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ Δm(固体) 2×78 2×18 4×40 4 即发生反应时，固体增加的质量等于与H2O等分子数的H2的质量。 1．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 2．21.2 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 微专题4 过氧化钠与水、二氧化碳反应的综合实验探究题 1．过氧化钠与水反应实质的实验探究 例1 用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。 (1)由实验现象所得出的有关Na2O2和H2O反应的结论是： a．有氧气生成； b．__________________________________________________________________________。 (2)某学校研究性学习小组拟用如图所示装置进行实验，以证明上述结论。 ①用以验证结论a的实验操作方法及现象是_______________________________________。 ②用以验证结论b的实验_______________________________________________________。 (3)该研究性学习小组的同学认为Na2O2和H2O反应可生成H2O2，现请你设计一个简单的实验证明Na2O2和足量的H2O充分反应后的溶液中有H2O2存在。 试剂：_______________________________________________________________________。 操作及现象：_________________________________________________________________。 答案 (1)该反应是放热反应 (2)①将带火星的木条靠近导管口p处，木条复燃 ②将导管口q放入水槽中，反应过程中有气泡冒出 (3)MnO2 向反应后的溶液中加入少量MnO2粉末，立即冒出大量气泡，将带火星的木条放到瓶口，发现木条复燃 2．过氧化钠与二氧化碳反应的实验探究 例2 (2019·北京西城区期末)某课外活动小组设计了如图所示装置，验证CO2跟Na2O2反应时需要与水接触。 【装置分析】 (1)装置①中反应的离子方程式是_________________________________________________。 (2)装置②中的试剂是__________(填字母)。 a．饱和NaHCO3溶液 b．饱和Na2CO3溶液 c．浓H2SO4 (3)装置③中的试剂是________。 【进行实验】 步骤1：打开弹簧夹K2，关闭K1，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在a处。 步骤2：打开弹簧夹K1，关闭K2，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在a处。 (1)步骤1和步骤2中，a处带火星的木条产生的实验现象分别是_________________________。 (2)Na2O2与CO2反应的化学方程式是_______________________________________________。 【实验反思】 (1)有同学提出质疑：“上述实验不足以证明有水存在时Na2O2与CO2发生了化学反应。”其理由是_________________________________________________________________________。 (2)需要补充的实验操作：取装置⑤中反应后的少量固体，______________________________。 答案 【装置分析】 (1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑ (2)a (3)浓硫酸 【进行实验】 (1)步骤1中带火星的木条不复燃，步骤2中带火星的木条复燃 (2)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 【实验反思】 (1)气体中有水，水也可与Na2O2反应产生O2，使带火星的木条复燃 (2)加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中 解析 【装置分析】装置①为碳酸钙与盐酸反应制备二氧化碳的发生装置，装置②的作用是除去二氧化碳中的氯化氢气体，装置③的作用是除去二氧化碳中的水蒸气，装置④和⑤用以验证二氧化碳与过氧化钠反应时需要与水接触，带火星的木条能检验氧气的存在，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，当二氧化碳通过过氧化钠时，不可能完全反应，所以应先除去未反应完的二氧化碳，再用带火星的木条来检验是否产生了氧气，否则氧气浓度高低将影响带火星的木条是否复燃，则装置⑥的作用是吸收未反应完全的二氧化碳，防止干扰氧气的检验。 【进行实验】(1)步骤1中通过过氧化钠的二氧化碳中不含有水蒸气，干燥的二氧化碳不能和过氧化钠反应，没有氧气生成，a处带火星的木条不复燃，步骤2中，通过过氧化钠的二氧化碳中含有水蒸气，含有水蒸气的二氧化碳能和过氧化钠反应，有氧气生成，a处带火星的木条复燃。(2)过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。 【实验反思】(1)因水也能够和过氧化钠反应生成氧气，所以不能判断是二氧化碳和过氧化钠发生了反应。(2)二氧化碳和过氧化钠反应有碳酸钠生成，若⑤中反应后的固体中有碳酸钠，则其可以和盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。 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最终所得固体产物相同 B．氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳或水发生化合反应 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，而氧化钠只是一种碱性氧化物 答案 B 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，均先与溶液中的水反应生成碱而使溶液变为红色，但因Na2O2具有漂白性，最后又会将变成红色的溶液漂白，D项错误。 3．如图所示，试管b中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2粉末，U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮绳紧紧地系在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，将发生的现象是( ) A．U形管内浅红色的水褪色 B．试管内溶液变红 C．气球a被吹大 D．U形管内的水位：c高于d 答案 C 解析 U形管内浅红色的水不会褪色，A项错误；因为试管中没有滴入酚酞溶液，故试管内溶液不会变红，B项错误；Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2，O2使气球鼓起，C项正确；因为Na2O2与H2O反应放热，故U形管内的液面c低于d，D项错误。 4．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 根据CO2、H2O与固体Na2O2反应后，固体增重的质量即为CO、H2的质量，可得混合气体中m(O2)＝16.5 g－7.5 g＝9.0 g，w(O2)＝eq \f(9.0 g,16.5 g)×100%≈54.5%。 5．在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验仪器，用下图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。 (1)A是制取CO2的装置，写出A中发生反应的离子方程式：_________________________。 (2)填写表中空格： (3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：_____________________________________。 (4)用__________检验F中收集到的气体，现象是_____________________________________。 答案 (1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑ (2)除去CO2气体中混入的HCl 过氧化钠 与CO2和水反应产生O2 吸收未反应的CO2气体 (3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 (4)带火星的木条 木条复燃 解析 (1)A装置中制备CO2，无加热设备，所以应用分液漏斗盛装稀盐酸与锥形瓶中的石灰石反应制备CO2气体，离子方程式为：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。(2)CO2气体通过饱和碳酸氢钠溶液，除去盐酸挥发出的HCl气体，C装置中盛装过氧化钠固体，与二氧化碳和水反应生成氧气，再将混合气体通入氢氧化钠溶液中，以除去氧气中未反应的二氧化碳，最后用排水法收集氧气。(4)F利用排水法收集氧气，检验氧气可使用带火星的木条，若木条复燃则证明该气体为氧气。 A组 基础对点练 题组一 氧化钠和过氧化钠的性质 1．关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是( ) A．氧化钠比过氧化钠稳定 B．都能与二氧化碳、水反应产生氧气 C．所含氧元素的化合价都为－2价 D．阴、阳离子的个数比都为1∶2 答案 D 解析 氧化钠能被氧气氧化为过氧化钠，过氧化钠比氧化钠稳定；氧化钠与二氧化碳、水都能反应，但无氧气产生；氧化钠中氧元素的化合价为－2价，过氧化钠中氧元素的化合价为－1价；氧化钠中阴、阳离子分别为O2－、Na＋，过氧化钠中阴、阳离子分别为Oeq \o\al(2－,2)、Na＋，其个数比都为1∶2。 【考点】 钠的氧化物的性质 【题点】 氧化钠和过氧化钠性质对比 2．(2019·云南省大关一中月考)在滴入酚酞的水溶液中加入过氧化钠，观察到的现象是( ) A．变红 B．无色 C．先变红后褪色 D．上述说法都不正确 答案 C 解析 过氧化钠溶于水生成氢氧化钠和氧气，溶液显碱性，因此溶液变红。又因为过氧化钠还具有强氧化性，因此最终溶液褪色。 【考点】 过氧化钠的性质 【题点】 过氧化钠遇酚酞的颜色变化 3．下列叙述中正确的是( ) A．Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物 B．Na2O能继续被氧化成Na2O2 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．Na2O2只有还原性 答案 B 解析 A中，碱性氧化物是指与酸反应只生成盐和水的氧化物，而Na2O2和HCl反应还产生O2，故Na2O2不是碱性氧化物；C中，反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2不是置换反应；D中，Na2O2中O化合价为－1，既可升高又可降低，故既有氧化性，又有还原性。 【考点】 钠的氧化物的性质 【题点】 钠的氧化物性质的综合考查 4．下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是( ) A．Na2O、Na2O2都是钠的氧化物，都能与H2O反应生成O2 B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体 C．Na2O2是强氧化剂，具有漂白性，能够用来漂白食品 D．Na2O2与水反应时，1个Na2O2分子在反应中转移1个电子 答案 D 解析 Na2O2是淡黄色固体，B项错误；Na2O2有强氧化性，具有漂白性，但不能用来漂白食品，C项错误；Na2O2与水的反应中，Na2O2既作氧化剂又作还原剂，当1个Na2O2分子参与反应时转移1个电子，D项正确。 【考点】 钠的氧化物的性质 【题点】 钠的氧化物的性质综合考查 5．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＋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析出，仍为饱和溶液。溶液中的Na＋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。 【考点】 过氧化钠与水的反应 【题点】 过氧化钠与水反应过程中溶液的变化 题组二 氧化钠和过氧化钠的有关计算 6．将12.4 g氧化钠溶于87.6 g水中，所得溶液溶质的质量分数是( ) A．8.0% B．12.4% C．16% D．32% 答案 C 解析 设生成NaOH的质量为x，则根据方程式可知 Na2O＋H2O===2NaOH 62 80 12.4 g x 62∶80＝12.4 g∶x，解得x＝16 g。所得溶液为氢氧化钠溶液，其溶质的质量分数是eq \f(16 g,12.4 g＋87.6 g)×100%＝16%。 【考点】 氧化钠与水的反应 【题点】 氧化钠与水反应后溶液溶质质量分数的计算 7．在过氧化钠与水的反应中，发生氧化反应和还原反应的物质的质量之比是( ) A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．8∶53 答案 A 【考点】 过氧化钠与水的反应 【题点】 过氧化钠与水发生的歧化反应计算 题组三 过氧化钠性质的探究实验 8．(2019·合肥六中下学期开学考)下图是Na2O2和CO2定性、定量实验的装置示意图： 注射器1中抽取了100 mL CO2，U形管中装有适量小玻璃珠和约1.5 g Na2O2粉末。实验开始时，打开K1、K2、K4止水夹，关闭K3止水夹，推动注射器1活塞，缓缓将CO2压至U形管，注射器2活塞缓缓向外移动。下列叙述中不正确的是( ) A．U形管内的玻璃珠可防止过氧化钠粉末被吹和增大过氧化钠和二氧化碳的接触面积 B．U形管内淡黄色粉末渐渐变白 C．注射器1活塞推到底后，注射器2中收集到的气体大于50 mL，只是因为还含有CO2 D．打开胶塞，立即将带火星的木条伸入U形管中，可验证反应产物之一为氧气 答案 C 解析 缓慢推动注射器1的活塞时，二氧化碳将U形管中原有的空气推到注射器2中。由于气固接触不充分，也有未反应的CO2进入注射器2中，C项错误。 9．(2020·辽宁六校高一期中)某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应，设计装置如下，下列说法正确的是( ) A．若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到D装置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。 10.(2019·临沂高一检测)如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理的装置图(夹持仪器略)。 (1)B装置可除去A装置中可能挥发出的________，反应的离子方程式为_______________。 (2)C装置为O2的发生装置，反应的化学方程式为____________________________________、______________________________________________________________________________。 (3)D装置可除去C装置中未反应的_________________________________________________，反应的离子方程式为____________________________________________________________。 (4)E装置为排水法收集O2的装置，检验所收集的气体为O2的方法为__________________。 (5)C装置中固体由淡黄色完全变为白色，检验固体成分的实验方案为：取少量C装置中反应后的固体溶于水，向溶液中滴入过量________________溶液，若有白色沉淀生成，则证明固体中含有_____________；过滤，向滤液中滴入几滴酚酞溶液，若________且不褪色，则证明固体中含有____________。 答案 (1)HCl HCOeq \o\al(－,3)＋H＋===H2O＋CO2↑ (2)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ (3)CO2 2OH－＋CO2===COeq \o\al(2－,3)＋H2O (4)取出集气瓶正放于桌面上，将一根带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明所收集的气体为O2 (5)CaCl2 Na2CO3 溶液变红 NaOH 解析 (1)制得的CO2中混有HCl，通过饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl。(2)从B装置中出来的CO2中含有水蒸气，通过C装置时CO2、H2O均能与Na2O2反应产生氧气。(3)D装置中NaOH溶液的作用是除去CO2。(4)利用带火星的木条检验氧气。(5)C装置中反应后的固体可能含有NaOH、Na2CO3，先加入过量CaCl2溶液检验并除去Na2CO3，过滤后加入酚酞溶液检验NaOH。 【考点】 过氧化钠的性质 【题点】 过氧化钠作为供氧剂的实验探究 B组 综合强化练 1．把过氧化钠投入含有HCOeq \o\al(－,3)、Cl－、Mg2＋、Na＋的水溶液中，离子数目不变的是( ) A．HCOeq \o\al(－,3) B．Cl－ C．Mg2＋ D．Na＋ 答案 B 解析 过氧化钠先和水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠在水溶液中能电离出自由移动的氢氧根离子和钠离子，氢氧根离子能和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，氢氧根离子和碳酸氢根离子反应生成水和碳酸根离子，所以发生反应的离子方程式：2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑，2OH－＋Mg2＋===Mg(OH)2↓，HCOeq \o\al(－,3)＋OH－===H2O＋COeq \o\al(2－,3)，溶液中离子数目减少的为HCOeq \o\al(－,3)、Mg2＋，增加的为Na＋，不变的为Cl－。 【考点】 过氧化钠与水的反应 【题点】 过氧化钠与水反应的产物对溶液中离子的影响 2．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)的总数量一定，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CO2、H2O(g)反应的化学方程式及电子转移情况分别为： 由于两个反应中Na2O2与O2的数量之比都为2∶1，所以A正确；两个反应中：2Na2O2～2H2O(g)，2Na2O2～2CO2，所以B正确；根据上面方程式中的电子转移情况知选项C也正确；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，固体增加的质量大，当H2O所占的比例大时，固体所增加的质量较小，则D错误。 【考点】 过氧化钠的性质 【题点】 过氧化钠与水蒸气、二氧化碳混合气的反应 3．200 ℃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H2O，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 g 56 g m(CO2) eq \f(7,11)m(CO2) 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 质量增加 36 g 4 g m(H2O) eq \f(1,9)m(H2O) 所以m(CO2)＋m(H2O)＝11.6 g、eq \f(7,11)m(CO2)＋eq \f(1,9)m(H2O)＝3.6 g； 解得：m(CO2)＝4.4 g，m(H2O)＝7.2 g，故原混合物中CO2和H2O的质量比为4.4 g∶7.2 g＝11∶18。 【考点】 过氧化钠的性质 【题点】 差量法、方程组法的计算 4．(2020·济宁一中高一月考)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熔化后，黄色粉末立即变成白色，干燥管内硫酸铜未变成蓝色。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＋H2eq \o(=====,\s\up7(△))2NaOH 解析 (1)检查除启普发生器之外的装置的气密性可用微热法。 (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，Na2O2与H2常温下不反应；步骤④Na2O2熔化，黄色粉末变成白色，干燥管内硫酸铜未变成蓝色，说明反应没有生成H2O，说明Na2O2与H2加热时反应生成NaOH，反应的化学方程式为Na2O2＋H2eq \o(=====,\s\up7(△))2NaOH。 5．(2020·北京人大附中高一检测)某同学通过实验研究Na2O2与水的反应。 为了探究溶液变为无色的原因，该同学按照科学的程序，进行了如下实验： 【推理与假设】 (1)Na2O2与H2O反应的化学方程式：_____________________________________________。 向溶液a中滴加酚酞本应只会变红，而实验中发现酚酞变红后又褪色。由此提出如下的假设： 假设A：O2有漂白性 假设B：NaOH有漂白性 假设C：O2和NaOH共同作用有漂白性 【实验与观察】 (2)请完成下表： 【查阅资料】 该同学查阅资料：H2O2是一种在碱性条件下不稳定、具有漂白性的物质。 【推理与假设】 该同学认为褪色的原因可能是溶液a中存在H2O2，H2O2漂白了酚酞。 【实验与观察】 (3)通过实验证实了H2O2的存在：取少量溶液a，加入黑色粉末________________(填化学式)，快速产生了能使带火星木条复燃的气体。该同学进一步通过实验证实了溶液a中滴入酚酞后，H2O2与酚酞发生了化学反应。实验方案：取少量溶液a于试管中，__________________。 【解释与结论】 (4)由以上实验结果可知，Na2O2与H2O反应的化学方程式如果分两步书写，应为____________ _______________________________________________________________________________；但课本上没有写出中间产物H2O2，可能的原因是______________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案 (1)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ (2)B C A 假设A、B、C均不成立 (3)MnO2 加入MnO2，充分反应，向上层清液中滴入2滴酚酞后变红，10分钟溶液颜色不变 (4)Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2,2H2O2===2H2O＋O2↑ H2O2在碱性条件下不稳定，受热易分解，H2O2大部分已分解 解析 (1)根据实验现象产生能使带火星木条复燃的气体说明有氧气产生，溶液变红说明有碱生成，据此写化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。 (2)实验1，将酚酞滴入NaOH溶液中，如果先变红后褪色，说明假设B成立；实验2，将氧气通入NaOH和酚酞的红色混合溶液中，若红色褪色，说明假设C成立；实验3，将氧气通入Na2CO3溶液和酚酞的红色混合溶液中，若红色褪色，说明假设A成立；溶液变红后10分钟均无变化，结论：假设A、B、C均不成立。(3)能使H2O2分解产生氧气通常用黑色的MnO2作催化剂；要验证H2O2与酚酞发生了反应，将H2O2全部分解后，酚酞的红色不褪色，说明H2O2起了漂白作用；故该同学通过实验证实溶液a中滴入酚酞后，H2O2与酚酞发生了化学反应的实验方案为：取少量溶液a于试管中，加入MnO2，充分反应，向上层清液中滴入2滴酚酞后变红，10分钟溶液颜色不变。(4)由以上实验结果可知，Na2O2与H2O反应，有中间产物双氧水生成，Na2O2与H2O反应的化学方程式如果分两步书写，应为Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2，2H2O2===2H2O＋O2↑；但课本上没有写出中间产物H2O2，可能的原因是H2O2在碱性条件下不稳定，受热易分解，H2O2大部分已分解。 【考点】 过氧化钠与水反应的探究实验 【题点】 过氧化钠与水反应实质的探究实验 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试纸检验反应所得溶液呈碱性实验结论Na2O2与水反应放热，化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑仪器加入试剂加入该试剂的目的B饱和NaHCO3溶液CDNaOH溶液操作现象向盛有少量Na2O2的试管中加入蒸馏水，得到溶液a反应剧烈，产生能使带火星木条复燃的气体然后向溶液a中滴入两滴酚酞溶液先变红，再逐渐变浅，约10分钟溶液变为无色实验编号123实验装置实验假设(填“A”“B”或“C”)假设______假设______假设______实验现象溶液变红后10分钟均无变化实验结论__________________
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。 一、氧化钠和过氧化钠的性质 1．物理性质 氧化钠是一种白色固体，过氧化钠是一种淡黄色固体。 注意 Na2O2中阴、阳离子数之比是1∶2而不是1∶1。 2．氧化钠的化学性质 氧化钠是碱性氧化物，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。 3．过氧化钠的化学性质 (1)实验探究过氧化钠与水的反应 (2)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。 (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与H2O的反应中，H2O是还原剂( ) 答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)× 1．为什么呼吸面具和潜水艇里常用过氧化钠作供氧剂？写出相关反应的化学方程式。 提示 过氧化钠与水和二氧化碳反应放出氧气，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。 2．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。 二、过氧化钠与水、二氧化碳反应的定量关系 1．化学方程式 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 回答下列问题。 (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，通过足量的Na2O2时，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(固体) 2×78 2×44 2×106 56 即发生反应时，固体增加的质量等于与CO2等分子数的CO的质量。 (2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ Δm(固体) 2×78 2×18 4×40 4 即发生反应时，固体增加的质量等于与H2O等分子数的H2的质量。 1．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 2．21.2 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 微专题4 过氧化钠与水、二氧化碳反应的综合实验探究题 1．过氧化钠与水反应实质的实验探究 例1 用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。 (1)由实验现象所得出的有关Na2O2和H2O反应的结论是： a．有氧气生成； b．__________________________________________________________________________。 (2)某学校研究性学习小组拟用如图所示装置进行实验，以证明上述结论。 ①用以验证结论a的实验操作方法及现象是_______________________________________。 ②用以验证结论b的实验_______________________________________________________。 (3)该研究性学习小组的同学认为Na2O2和H2O反应可生成H2O2，现请你设计一个简单的实验证明Na2O2和足量的H2O充分反应后的溶液中有H2O2存在。 试剂：_______________________________________________________________________。 操作及现象：_________________________________________________________________。 答案 (1)该反应是放热反应 (2)①将带火星的木条靠近导管口p处，木条复燃 ②将导管口q放入水槽中，反应过程中有气泡冒出 (3)MnO2 向反应后的溶液中加入少量MnO2粉末，立即冒出大量气泡，将带火星的木条放到瓶口，发现木条复燃 2．过氧化钠与二氧化碳反应的实验探究 例2 (2019·北京西城区期末)某课外活动小组设计了如图所示装置，验证CO2跟Na2O2反应时需要与水接触。 【装置分析】 (1)装置①中反应的离子方程式是_________________________________________________。 (2)装置②中的试剂是__________(填字母)。 a．饱和NaHCO3溶液 b．饱和Na2CO3溶液 c．浓H2SO4 (3)装置③中的试剂是________。 【进行实验】 步骤1：打开弹簧夹K2，关闭K1，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在a处。 步骤2：打开弹簧夹K1，关闭K2，打开分液漏斗活塞加入盐酸，将带火星的木条放在a处。 (1)步骤1和步骤2中，a处带火星的木条产生的实验现象分别是_________________________。 (2)Na2O2与CO2反应的化学方程式是_______________________________________________。 【实验反思】 (1)有同学提出质疑：“上述实验不足以证明有水存在时Na2O2与CO2发生了化学反应。”其理由是_________________________________________________________________________。 (2)需要补充的实验操作：取装置⑤中反应后的少量固体，______________________________。 答案 【装置分析】 (1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑ (2)a (3)浓硫酸 【进行实验】 (1)步骤1中带火星的木条不复燃，步骤2中带火星的木条复燃 (2)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 【实验反思】 (1)气体中有水，水也可与Na2O2反应产生O2，使带火星的木条复燃 (2)加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中 解析 【装置分析】装置①为碳酸钙与盐酸反应制备二氧化碳的发生装置，装置②的作用是除去二氧化碳中的氯化氢气体，装置③的作用是除去二氧化碳中的水蒸气，装置④和⑤用以验证二氧化碳与过氧化钠反应时需要与水接触，带火星的木条能检验氧气的存在，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，当二氧化碳通过过氧化钠时，不可能完全反应，所以应先除去未反应完的二氧化碳，再用带火星的木条来检验是否产生了氧气，否则氧气浓度高低将影响带火星的木条是否复燃，则装置⑥的作用是吸收未反应完全的二氧化碳，防止干扰氧气的检验。 【进行实验】(1)步骤1中通过过氧化钠的二氧化碳中不含有水蒸气，干燥的二氧化碳不能和过氧化钠反应，没有氧气生成，a处带火星的木条不复燃，步骤2中，通过过氧化钠的二氧化碳中含有水蒸气，含有水蒸气的二氧化碳能和过氧化钠反应，有氧气生成，a处带火星的木条复燃。(2)过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。 【实验反思】(1)因水也能够和过氧化钠反应生成氧气，所以不能判断是二氧化碳和过氧化钠发生了反应。(2)二氧化碳和过氧化钠反应有碳酸钠生成，若⑤中反应后的固体中有碳酸钠，则其可以和盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。 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最终所得固体产物相同 B．氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳或水发生化合反应 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，而氧化钠只是一种碱性氧化物 答案 B 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，均先与溶液中的水反应生成碱而使溶液变为红色，但因Na2O2具有漂白性，最后又会将变成红色的溶液漂白，D项错误。 3．如图所示，试管b中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2粉末，U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮绳紧紧地系在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，将发生的现象是( ) A．U形管内浅红色的水褪色 B．试管内溶液变红 C．气球a被吹大 D．U形管内的水位：c高于d 答案 C 解析 U形管内浅红色的水不会褪色，A项错误；因为试管中没有滴入酚酞溶液，故试管内溶液不会变红，B项错误；Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2，O2使气球鼓起，C项正确；因为Na2O2与H2O反应放热，故U形管内的液面c低于d，D项错误。 4．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 根据CO2、H2O与固体Na2O2反应后，固体增重的质量即为CO、H2的质量，可得混合气体中m(O2)＝16.5 g－7.5 g＝9.0 g，w(O2)＝eq \f(9.0 g,16.5 g)×100%≈54.5%。 5．在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验仪器，用下图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。 (1)A是制取CO2的装置，写出A中发生反应的离子方程式：_________________________。 (2)填写表中空格： (3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：_____________________________________。 (4)用__________检验F中收集到的气体，现象是_____________________________________。 答案 (1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑ (2)除去CO2气体中混入的HCl 过氧化钠 与CO2和水反应产生O2 吸收未反应的CO2气体 (3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 (4)带火星的木条 木条复燃 解析 (1)A装置中制备CO2，无加热设备，所以应用分液漏斗盛装稀盐酸与锥形瓶中的石灰石反应制备CO2气体，离子方程式为：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。(2)CO2气体通过饱和碳酸氢钠溶液，除去盐酸挥发出的HCl气体，C装置中盛装过氧化钠固体，与二氧化碳和水反应生成氧气，再将混合气体通入氢氧化钠溶液中，以除去氧气中未反应的二氧化碳，最后用排水法收集氧气。(4)F利用排水法收集氧气，检验氧气可使用带火星的木条，若木条复燃则证明该气体为氧气。 A组 基础对点练 题组一 氧化钠和过氧化钠的性质 1．关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是( ) A．氧化钠比过氧化钠稳定 B．都能与二氧化碳、水反应产生氧气 C．所含氧元素的化合价都为－2价 D．阴、阳离子的个数比都为1∶2 答案 D 解析 氧化钠能被氧气氧化为过氧化钠，过氧化钠比氧化钠稳定；氧化钠与二氧化碳、水都能反应，但无氧气产生；氧化钠中氧元素的化合价为－2价，过氧化钠中氧元素的化合价为－1价；氧化钠中阴、阳离子分别为O2－、Na＋，过氧化钠中阴、阳离子分别为Oeq \o\al(2－,2)、Na＋，其个数比都为1∶2。 【考点】 钠的氧化物的性质 【题点】 氧化钠和过氧化钠性质对比 2．(2019·云南省大关一中月考)在滴入酚酞的水溶液中加入过氧化钠，观察到的现象是( ) A．变红 B．无色 C．先变红后褪色 D．上述说法都不正确 答案 C 解析 过氧化钠溶于水生成氢氧化钠和氧气，溶液显碱性，因此溶液变红。又因为过氧化钠还具有强氧化性，因此最终溶液褪色。 【考点】 过氧化钠的性质 【题点】 过氧化钠遇酚酞的颜色变化 3．下列叙述中正确的是( ) A．Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物 B．Na2O能继续被氧化成Na2O2 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．Na2O2只有还原性 答案 B 解析 A中，碱性氧化物是指与酸反应只生成盐和水的氧化物，而Na2O2和HCl反应还产生O2，故Na2O2不是碱性氧化物；C中，反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2不是置换反应；D中，Na2O2中O化合价为－1，既可升高又可降低，故既有氧化性，又有还原性。 【考点】 钠的氧化物的性质 【题点】 钠的氧化物性质的综合考查 4．下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是( ) A．Na2O、Na2O2都是钠的氧化物，都能与H2O反应生成O2 B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体 C．Na2O2是强氧化剂，具有漂白性，能够用来漂白食品 D．Na2O2与水反应时，1个Na2O2分子在反应中转移1个电子 答案 D 解析 Na2O2是淡黄色固体，B项错误；Na2O2有强氧化性，具有漂白性，但不能用来漂白食品，C项错误；Na2O2与水的反应中，Na2O2既作氧化剂又作还原剂，当1个Na2O2分子参与反应时转移1个电子，D项正确。 【考点】 钠的氧化物的性质 【题点】 钠的氧化物的性质综合考查 5．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＋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析出，仍为饱和溶液。溶液中的Na＋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。 【考点】 过氧化钠与水的反应 【题点】 过氧化钠与水反应过程中溶液的变化 题组二 氧化钠和过氧化钠的有关计算 6．将12.4 g氧化钠溶于87.6 g水中，所得溶液溶质的质量分数是( ) A．8.0% B．12.4% C．16% D．32% 答案 C 解析 设生成NaOH的质量为x，则根据方程式可知 Na2O＋H2O===2NaOH 62 80 12.4 g x 62∶80＝12.4 g∶x，解得x＝16 g。所得溶液为氢氧化钠溶液，其溶质的质量分数是eq \f(16 g,12.4 g＋87.6 g)×100%＝16%。 【考点】 氧化钠与水的反应 【题点】 氧化钠与水反应后溶液溶质质量分数的计算 7．在过氧化钠与水的反应中，发生氧化反应和还原反应的物质的质量之比是( ) A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．8∶53 答案 A 【考点】 过氧化钠与水的反应 【题点】 过氧化钠与水发生的歧化反应计算 题组三 过氧化钠性质的探究实验 8．(2019·合肥六中下学期开学考)下图是Na2O2和CO2定性、定量实验的装置示意图： 注射器1中抽取了100 mL CO2，U形管中装有适量小玻璃珠和约1.5 g Na2O2粉末。实验开始时，打开K1、K2、K4止水夹，关闭K3止水夹，推动注射器1活塞，缓缓将CO2压至U形管，注射器2活塞缓缓向外移动。下列叙述中不正确的是( ) A．U形管内的玻璃珠可防止过氧化钠粉末被吹和增大过氧化钠和二氧化碳的接触面积 B．U形管内淡黄色粉末渐渐变白 C．注射器1活塞推到底后，注射器2中收集到的气体大于50 mL，只是因为还含有CO2 D．打开胶塞，立即将带火星的木条伸入U形管中，可验证反应产物之一为氧气 答案 C 解析 缓慢推动注射器1的活塞时，二氧化碳将U形管中原有的空气推到注射器2中。由于气固接触不充分，也有未反应的CO2进入注射器2中，C项错误。 9．(2020·辽宁六校高一期中)某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应，设计装置如下，下列说法正确的是( ) A．若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到D装置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。 10.(2019·临沂高一检测)如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理的装置图(夹持仪器略)。 (1)B装置可除去A装置中可能挥发出的________，反应的离子方程式为_______________。 (2)C装置为O2的发生装置，反应的化学方程式为____________________________________、______________________________________________________________________________。 (3)D装置可除去C装置中未反应的_________________________________________________，反应的离子方程式为____________________________________________________________。 (4)E装置为排水法收集O2的装置，检验所收集的气体为O2的方法为__________________。 (5)C装置中固体由淡黄色完全变为白色，检验固体成分的实验方案为：取少量C装置中反应后的固体溶于水，向溶液中滴入过量________________溶液，若有白色沉淀生成，则证明固体中含有_____________；过滤，向滤液中滴入几滴酚酞溶液，若________且不褪色，则证明固体中含有____________。 答案 (1)HCl HCOeq \o\al(－,3)＋H＋===H2O＋CO2↑ (2)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ (3)CO2 2OH－＋CO2===COeq \o\al(2－,3)＋H2O (4)取出集气瓶正放于桌面上，将一根带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明所收集的气体为O2 (5)CaCl2 Na2CO3 溶液变红 NaOH 解析 (1)制得的CO2中混有HCl，通过饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl。(2)从B装置中出来的CO2中含有水蒸气，通过C装置时CO2、H2O均能与Na2O2反应产生氧气。(3)D装置中NaOH溶液的作用是除去CO2。(4)利用带火星的木条检验氧气。(5)C装置中反应后的固体可能含有NaOH、Na2CO3，先加入过量CaCl2溶液检验并除去Na2CO3，过滤后加入酚酞溶液检验NaOH。 【考点】 过氧化钠的性质 【题点】 过氧化钠作为供氧剂的实验探究 B组 综合强化练 1．把过氧化钠投入含有HCOeq \o\al(－,3)、Cl－、Mg2＋、Na＋的水溶液中，离子数目不变的是( ) A．HCOeq \o\al(－,3) B．Cl－ C．Mg2＋ D．Na＋ 答案 B 解析 过氧化钠先和水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠在水溶液中能电离出自由移动的氢氧根离子和钠离子，氢氧根离子能和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，氢氧根离子和碳酸氢根离子反应生成水和碳酸根离子，所以发生反应的离子方程式：2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑，2OH－＋Mg2＋===Mg(OH)2↓，HCOeq \o\al(－,3)＋OH－===H2O＋COeq \o\al(2－,3)，溶液中离子数目减少的为HCOeq \o\al(－,3)、Mg2＋，增加的为Na＋，不变的为Cl－。 【考点】 过氧化钠与水的反应 【题点】 过氧化钠与水反应的产物对溶液中离子的影响 2．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)的总数量一定，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CO2、H2O(g)反应的化学方程式及电子转移情况分别为： 由于两个反应中Na2O2与O2的数量之比都为2∶1，所以A正确；两个反应中：2Na2O2～2H2O(g)，2Na2O2～2CO2，所以B正确；根据上面方程式中的电子转移情况知选项C也正确；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，固体增加的质量大，当H2O所占的比例大时，固体所增加的质量较小，则D错误。 【考点】 过氧化钠的性质 【题点】 过氧化钠与水蒸气、二氧化碳混合气的反应 3．200 ℃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H2O，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 g 56 g m(CO2) eq \f(7,11)m(CO2) 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 质量增加 36 g 4 g m(H2O) eq \f(1,9)m(H2O) 所以m(CO2)＋m(H2O)＝11.6 g、eq \f(7,11)m(CO2)＋eq \f(1,9)m(H2O)＝3.6 g； 解得：m(CO2)＝4.4 g，m(H2O)＝7.2 g，故原混合物中CO2和H2O的质量比为4.4 g∶7.2 g＝11∶18。 【考点】 过氧化钠的性质 【题点】 差量法、方程组法的计算 4．(2020·济宁一中高一月考)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熔化后，黄色粉末立即变成白色，干燥管内硫酸铜未变成蓝色。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＋H2eq \o(=====,\s\up7(△))2NaOH 解析 (1)检查除启普发生器之外的装置的气密性可用微热法。 (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，Na2O2与H2常温下不反应；步骤④Na2O2熔化，黄色粉末变成白色，干燥管内硫酸铜未变成蓝色，说明反应没有生成H2O，说明Na2O2与H2加热时反应生成NaOH，反应的化学方程式为Na2O2＋H2eq \o(=====,\s\up7(△))2NaOH。 5．(2020·北京人大附中高一检测)某同学通过实验研究Na2O2与水的反应。 为了探究溶液变为无色的原因，该同学按照科学的程序，进行了如下实验： 【推理与假设】 (1)Na2O2与H2O反应的化学方程式：_____________________________________________。 向溶液a中滴加酚酞本应只会变红，而实验中发现酚酞变红后又褪色。由此提出如下的假设： 假设A：O2有漂白性 假设B：NaOH有漂白性 假设C：O2和NaOH共同作用有漂白性 【实验与观察】 (2)请完成下表： 【查阅资料】 该同学查阅资料：H2O2是一种在碱性条件下不稳定、具有漂白性的物质。 【推理与假设】 该同学认为褪色的原因可能是溶液a中存在H2O2，H2O2漂白了酚酞。 【实验与观察】 (3)通过实验证实了H2O2的存在：取少量溶液a，加入黑色粉末________________(填化学式)，快速产生了能使带火星木条复燃的气体。该同学进一步通过实验证实了溶液a中滴入酚酞后，H2O2与酚酞发生了化学反应。实验方案：取少量溶液a于试管中，__________________。 【解释与结论】 (4)由以上实验结果可知，Na2O2与H2O反应的化学方程式如果分两步书写，应为____________ _______________________________________________________________________________；但课本上没有写出中间产物H2O2，可能的原因是______________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案 (1)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ (2)B C A 假设A、B、C均不成立 (3)MnO2 加入MnO2，充分反应，向上层清液中滴入2滴酚酞后变红，10分钟溶液颜色不变 (4)Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2,2H2O2===2H2O＋O2↑ H2O2在碱性条件下不稳定，受热易分解，H2O2大部分已分解 解析 (1)根据实验现象产生能使带火星木条复燃的气体说明有氧气产生，溶液变红说明有碱生成，据此写化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。 (2)实验1，将酚酞滴入NaOH溶液中，如果先变红后褪色，说明假设B成立；实验2，将氧气通入NaOH和酚酞的红色混合溶液中，若红色褪色，说明假设C成立；实验3，将氧气通入Na2CO3溶液和酚酞的红色混合溶液中，若红色褪色，说明假设A成立；溶液变红后10分钟均无变化，结论：假设A、B、C均不成立。(3)能使H2O2分解产生氧气通常用黑色的MnO2作催化剂；要验证H2O2与酚酞发生了反应，将H2O2全部分解后，酚酞的红色不褪色，说明H2O2起了漂白作用；故该同学通过实验证实溶液a中滴入酚酞后，H2O2与酚酞发生了化学反应的实验方案为：取少量溶液a于试管中，加入MnO2，充分反应，向上层清液中滴入2滴酚酞后变红，10分钟溶液颜色不变。(4)由以上实验结果可知，Na2O2与H2O反应，有中间产物双氧水生成，Na2O2与H2O反应的化学方程式如果分两步书写，应为Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2，2H2O2===2H2O＋O2↑；但课本上没有写出中间产物H2O2，可能的原因是H2O2在碱性条件下不稳定，受热易分解，H2O2大部分已分解。 【考点】 过氧化钠与水反应的探究实验 【题点】 过氧化钠与水反应实质的探究实验 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试纸检验反应所得溶液呈碱性实验结论Na2O2与水反应放热，化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑仪器加入试剂加入该试剂的目的B饱和NaHCO3溶液CDNaOH溶液操作现象向盛有少量Na2O2的试管中加入蒸馏水，得到溶液a反应剧烈，产生能使带火星木条复燃的气体然后向溶液a中滴入两滴酚酞溶液先变红，再逐渐变浅，约10分钟溶液变为无色实验编号123实验装置实验假设(填“A”“B”或“C”)假设______假设______假设______实验现象溶液变红后10分钟均无变化实验结论__________________
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