高中 化学 必修 第一册 第二章 海水中的重要元素 钠和氯《第一节 第2课时 钠的氧化物》教学设计

第2课时钠的氧化物[课程标准]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。2.会设计实验探究过氧化钠与水的反应。3.掌握与Na2O2相关的定量计算。任务一氧化钠和过氧化钠1．氧化钠氧化钠为白色固体，是一种碱性氧化物，与氧化钙化学性质相似。请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．过氧化钠的性质过氧化钠是一种淡黄色固体，属于过氧化物，其中氧元素的化合价为－1价。(1)过氧化钠与水的反应①实验操作(如图)②现象及解释a．产生大量气泡，带火星的木条复燃，说明生成氧气。b．试管发烫，说明反应放热。c.用pH计测得反应后的溶液pH大于7，说明生成碱性物质。③实验结论：化学方程式为2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑。(2)过氧化钠与二氧化碳反应化学方程式为2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2。[交流研讨](1)写出Na2O2与H2O反应的化学方程式，用双线桥法标出电子转移的方向和数目，指出氧化剂和还原剂。提示：Na2O2既是氧化剂，又是还原剂。(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，有蓝色沉淀生成，同时溶液颜色变浅。2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，2NaOH＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋Na2SO4。(3)适量的过氧化钠与H2O反应后的溶液中滴入酚酞溶液，溶液先变红后褪色，向反应后的溶液中再加入少量MnO2，又会产生气泡。试着写出过氧化钠与水反应过程的化学方程式。提示：Na2O2＋2H2O=2NaOH＋H2O2、2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑。(4)Na2O2与足量CO2、H2O混合气体反应应视作谁优先反应？为什么？提示：CO2。若先与H2O反应，则有2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，由于CO2存在，又发生2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O，则H2O相当于进去又出来。CO2存在前提下，应视作CO2优先反应。3．过氧化钠的用途(1)用在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。(2)过氧化钠具有强氧化性，可做漂白剂。1．下列关于Na2O和Na2O2的叙述，正确的是()A．都是白色固体B．都是碱性氧化物C．都能与水反应生成强碱溶液D．都是强氧化剂答案：C2．向紫色石蕊溶液中加入足量的Na2O2粉末，振荡，观察到的现象为()A．产生大量气泡 B．溶液无变化C．最后溶液变为红色 D．最后溶液变为蓝色答案：A解析：Na2O2与H2O反应放出O2，故产生大量气泡；由于Na2O2足量且Na2O2具有漂白性，可使石蕊溶液褪色，故A正确。3．(1)根据Na2O2中氧元素的化合价，预测过氧化钠具有的性质为。(2)试写出Na2O2与盐酸反应的化学方程式：。(3)Na2O2(选填“是”或“不是”)碱性氧化物，理由为。答案：(1)氧化性和还原性(2)2Na2O2＋4HCl=4NaCl＋2H2O＋O2↑(3)不是因为Na2O2与酸反应除生成盐和H2O外，还产生O2氧化钠和过氧化钠的比较名称氧化钠过氧化钠色、态白色固体淡黄色固体阴、阳离子个数比1∶21∶2氧的化合价－2－1是否是碱性氧化物是否任务二Na2O2的增重问题[交流研讨]1．agH2在O2中完全燃烧，将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体，Na2O2固体质量增加多少克？写出推导过程。提示：ag2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O①2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑②eq\f(1,2)×(①＋②)得：H2＋Na2O2=2NaOH。2．agCO在O2中完全燃烧，将其燃烧产物通过足量的Na2O2固体，Na2O2固体质量增加多少克？写出推导过程。提示：ag2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2①2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2②eq\f(1,2)×(①＋②)得：CO＋Na2O2=Na2CO3。3．如果是agH2和CO的混合气体在O2中完全燃烧，产物通过足量Na2O2呢？提示：ag。4．若ag某物质在O2中完全燃烧，产物通过足量的Na2O2固体，Na2O2固体增加ag，那么，该物质需要满足什么条件？提示：通式为(CO)m(H2)n，m、n其中之一可以为0。1．(2023·郑州七中高一月考)在一定条件下，将12gCO和O2的混合气体充入盛有足量的Na2O2固体的密闭容器中，用电火花引燃充分反应，结果固体增重7g，则原混合气体中O2的质量分数约为()A．30.3% B．41.7%C．58.3% D．66.7%答案：B解析：由“2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2①2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2②eq\f(1,2)×(①＋②)得：CO＋Na2O2=Na2CO3”知混合气体中含7gCO。进一步知混合气体中含5gO2。则O2的质量分数可能为eq\f(5,12)×100%≈41.7%；若参与反应的CO质量就是7g，则物质的量为0.25mol，引燃过程消耗氧气是0.125mol，质量为4g，而总质量为12g，则O2的质量分数可能为eq\f(4,12)×100%≈33.3%，故选B。2．(2023·上海建平中学月考)一定温度下，Wg下列物质在足量氧气中充分燃烧，产物与过量的过氧化钠完全反应，过氧化钠固体增重Wg，符合此要求的是()①H2②CO③CO和H2④HCOOCH3⑤HOOC—COOHA．全部 B．仅④⑤C．仅①②③ D．除⑤以外答案：D解析：符合通式(CO)m(H2)n(m、n其中之一可以为0)的可燃物均符合题目要求。其中，HCOOCH3可以改写成(CO)2·(H2)2，HOOC—COOH可以改写成(CO)2·(OH)2，故④符合，⑤不符合，故选D。1．Na2O和Na2O2在下列哪一点性质上是相似的()A．颜色 B．水溶液的酸碱性C．氧化性 D．漂白性答案：B解析：Na2O为白色，无氧化性、漂白性，Na2O2为淡黄色，具有氧化性、漂白性，水溶液都为NaOH溶液。2．(2023·河南洛阳高一检测)一个集气瓶中放有一团棉花，向其中倒入CO2气体时棉花燃烧起来，则棉花中可能包有()A．烧碱 B．氧化钾C．过氧化钠 D．纯碱答案：C解析：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，反应生成氧气且放出热量，使棉花燃烧起来。3．向装有Na2O2的试管中加入一定量水，再滴入2滴酚酞试液并振荡，下列叙述正确的是()A．加水后，用燃着的木条放到试管口，燃着的木条熄灭B．滴入酚酞溶液先变红，振荡后褪色C．滴入酚酞溶液，溶液仍为无色D．因为Na2O2与酚酞发生氧化还原反应使溶液变为红色答案：B解析：Na2O2与水发生如下反应：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，O2能使燃着的木条燃烧更旺，NaOH与酚酞作用使无色的酚酞溶液变红色，在反应过程中Na2O2表现出强氧化性，它能将红色物质氧化而褪色，故滴入酚酞溶液先变红，振荡后褪色。B项正确。4．用脱脂棉包住约0.2g过氧化钠粉末，置于陶土网上，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：。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，反应过程中水槽中有气泡冒出课时测评12钠的氧化物(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)题点一钠的氧化物的性质1．下列物质溶于水有气体产生的是()A．Na2O B．Na2O2C．NaOH D．NaNO3答案：B2．某无色透明溶液中加入Na2O2后，有无色无味气体产生，同时产生白色沉淀。则原溶液中可能含有的离子是()A．Cu2＋ B．Mg2＋C．Ba2＋ D．Fe3＋答案：B3．(2023·武威高一检测)下列物质中，有一种物质的颜色与其他三种物质不同，这种物质是()A．NaOH B．Na2OC．Na2O2 D．Na2CO3答案：C解析：Na2O2为淡黄色固体，其他三种皆为白色固体。4．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，A错误；氧化钠与二氧化碳、水都能反应，但无氧气产生，B错误；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，C错误；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，D正确。5．下列反应Na2O2只表现出氧化性的是()A．2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑B．2Na2O2＋2H2SO4=2Na2SO4＋2H2O＋O2↑C．Na2O2＋SO2=Na2SO4D．5Na2O2＋2KMnO4＋8H2SO4=5Na2SO4＋K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O答案：C解析：A、B项中Na2O2化合价既升高又降低，因此Na2O2既表现出还原性又表现出氧化性，A、B项错误；C项中Na2O2化合价降低，所以只表现出氧化性，C项正确；D项中Na2O2化合价只升高，只表现出还原性，D项错误。题点二过氧化钠的增重问题6．将10.4gNa2O和Na2O2的固体混合物投入到水中，充分反应后收集到O2的质量为1.6g，则混合物中Na2O的质量分数为()A．20% B．75%C．25% D．66%答案：C解析：设混合物中Na2O2的质量为x，根据题意可得：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑2×78 32 x 1.6geq\f(2×78,x)＝eq\f(32,1.6g)，解之x＝7.8g。混合物中m(Na2O)＝10.4g－7.8g＝2.6g，则混合物中Na2O的质量分数为eq\f(2.6g,10.4g)×100%＝25%。7．将CO2和O2的混合气体7.6g通入Na2O2，充分反应后，气体质量变为4.8g，原混合气体中O2的质量是()A．6.4g B．3.2gC．1.6g D．0.8g答案：B解析：将CO2和O2的混合气体7.6g通入Na2O2，发生下列反应：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，消耗2mol(即88g)二氧化碳，气体质量减少2×44g－32g＝56g，则参与反应的二氧化碳质量为(7.6g－4.8g)×eq\f(88g,56g)＝4.4g，原混合气体中O2的质量是7.6g－4.4g＝3.2g。题点三过氧化钠性质探究实验8．某化学兴趣小组在学校科技节活动中表演了“滴水生火”、“吹气生火”的小魔术。如图所示，在蒸发皿上放一小团脱脂棉，在里面裹入一种淡黄色的化合物，对着脱脂棉吹气或者用胶头滴管滴几滴水，一会儿脱脂棉会燃烧起来。下列说法不正确的是()A．淡黄色化合物为Na2O2B．“滴水生火”的小魔术本质上是发生了反应：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑C．“吹气生火”的小魔术中的火不可以用泡沫灭火器扑灭D．在活动中为了更清楚地观察现象，需要近距离俯视蒸发皿答案：D解析：A项，氧化钠为白色固体，淡黄色固体为过氧化钠，正确；B项，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气，方程式为2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，正确；C项，过氧化钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠与氧气，因此钠着火不能用泡沫灭火器灭火，正确；D项，反应过程中有明火，近距离俯视存在安全隐患，错误。9．如图所示装置，试管中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒。U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，下列说法正确的是()A．U形管内浅红色的水褪色B．试管内溶液变的更红C．气球a膨胀，充满氢气D．U形管水位：d＞c答案：D解析：Na2O2和水反应放热，广口瓶内气体膨胀，U形管内c端液面下降、d端液面上升，浅红色的水不褪色，故A错误；Na2O2有漂白性，试管内溶液不会变的更红，故B错误；Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气，气球a膨胀，充满氧气，故C错误；Na2O2和水反应放热，广口瓶内气体膨胀，U形管内c端液面下降、d端液面上升，U形管水位：d＞c，故D正确。10．(2023·成都高一检测)有关Na2O2性质实验如下：已知：①Na2O2与水反应经历了Na2O2＋2H2O=2NaOH＋H2O2；②酚酞褪色原因与溶液的强碱性或强氧化性有关。根据上述实验可以得出的结论是()A．双氧水能使酚酞褪色B．浓氢氧化钠能使酚酞褪色C．双氧水和浓氢氧化钠都能使酚酞褪色D．可利用二氧化锰和水来完善实验方案答案：D解析：由实验现象和题给信息可知，实验中酚酞褪色可能是过氧化钠和双氧水具有强氧化性将酚酞氧化而漂白褪色，也可能是氢氧化钠溶液浓度过大导致酚酞褪色，所以还必须补充除去过氧化氢、降低氢氧化钠溶液浓度的实验来验证褪色原因。由实验不能得到双氧水能使酚酞褪色的结论，故A错误；由实验不能得到浓氢氧化钠能使酚酞褪色的结论，故B错误；由实验不能得到双氧水和浓氢氧化钠都能使酚酞褪色的结论，故C错误；还必须补充向反应后的试管中加入二氧化锰除去过氧化氢、加入水稀释氢氧化钠溶液的实验来验证褪色原因，故D正确。11．200℃时，11.6gCO2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3.6g(如图所示)，其原混合物中CO2和H2O的质量之比是()A．11∶18 B．22∶3C．1∶9 D．21∶9答案：A解析：向足量的固体Na2O2中通入11.6gCO2和H2O，固体只增加3.6g，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88g 56g m(CO2) eq\f(7,11)m(CO2)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑质量增加 36g 4g m(H2O) eq\f(1,9)m(H2O)所以m(CO2)＋m(H2O)＝11.6g，eq\f(7,11)m(CO2)＋eq\f(1,9)m(H2O)＝3.6g；解得：m(CO2)＝4.4g，m(H2O)＝7.2g，故原混合物中CO2和H2O的质量之比为4.4g∶7.2g＝11∶18。12．(2023·北京人大附中高一检测)为了制取纯净干燥的气体A，可用如图所示装置，生成A的速度可通过滴入液体B的速度控制，已知A是一种无色、无味、不能使酸碱指示剂变色、不会在空气中燃烧的气体，但能使带火星的木条复燃。(1)A是。(2)若C是一种淡黄色固体，则烧瓶中发生反应的化学方程式是__。(3)若C是一种黑色粉末，则B物质是，C物质的作用是。答案：(1)O2(2)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑(3)H2O2催化剂解析：无色、无味且不燃烧的气体主要有O2、N2、稀有气体，而能使带火星的木条复燃的气体只能是氧气。可用淡黄色固体(Na2O2)与液体(H2O)反应制得O2，也可由黑色固体(MnO2)和液体(H2O2)作用制得。1