高中化学人教版 (2019)必修 第一册钠及其化合物第2课时学案及答案

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导学设计
实验探究Na2O2与H2O反应
1.Na2O2与H2O反应中,氧化剂和还原剂分别是什么物质?若生成一个O2分子,转移几个电子?Na2O2是碱性氧化物吗?
2.写出Na2O与H2O反应的化学方程式,Na2O是碱性氧化物吗?
3.Na2O2与CO2的反应类似Na2O2与H2O反应,也生成O2,写出Na2O2与CO2反应的化学方程式,反应中氧化剂和还原剂是什么物质?
4.Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源,为什么?
[系统融通知能]
氧化钠和过氧化钠的比较
[微点拨] 过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生,具有强氧化性,从而具有漂白性,可以使酚酞先变红后褪色,也可以用来漂白织物、羽毛等,而Na2O不具有强氧化性。
[题点多维训练]
题点(一) Na2O与Na2O2的性质及其比较
1.下面是对Na2O2和Na2O性质异同点的有关叙述,其中错误的是( )
A.Na2O2和Na2O长期置于空气中,最终产物相同
B.Na2O2和Na2O都能与CO2、H2O发生化合反应
C.Na2O2和Na2O分别与H2O反应都有NaOH生成
D.Na2O2是漂白剂,而Na2O只是一种碱性氧化物
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: 。
题点(二) Na2O2性质的实验探究
3.(2025·海安市高一月考)某实验小组通过如图所示实验,探究Na2O2与水的反应,下列说法中不正确的是( )
A.②中的大量气泡的主要成分是氧气
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漂白性物质造成的
D.⑤中MnO2的主要作用是作氧化剂
4.某兴趣小组欲探究:①干燥的CO2不与Na2O2反应;②有水条件下,CO2才能与Na2O2反应。设计实验装置如图所示,实验过程中先滴加稀盐酸,打开K1,关闭K2,一段时间后再加热铜丝;充分反应后,再关闭K1,打开K2,观察整个过程中铜丝的变化。
下列说法错误的是( )
A.先滴加稀盐酸,后加热的目的是排除装置内的空气
B.饱和NaHCO3溶液的作用是除去CO2中的HCl
C.试剂X是浓硫酸
D.反应过程中铜丝先变黑后变红
新知探究(二)——Na2O2与CO2、H2O反应的有关计算
典例导学
[典例] a g由CO和H2组成的混合气体在足量的O2中充分燃烧后,将生成的所有产物通过足量的Na2O2固体,Na2O2固体增加的质量为( )
A.a g B.3a4 g C.3a2 g D.4a3 g
听课记录:
[系统融通知能]
1.Na2O2与CO2、H2O反应的电子转移关系
Na2O2与CO2、H2O反应时,每生成1分子O2转移电子均为2e-,且两反应中的氧化剂与还原剂均为Na2O2。当Na2O2与CO2、H2O的混合气体反应时,可以考虑先与CO2反应再与H2O反应进行分析计算。
2.Na2O2与CO2、H2O反应的质量关系
①2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2 Δm(固体)
2×78 2×44 2×106 2×28
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。
②2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑ Δm(固体)
2×78 2×18 4×40 2×2
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。
3.Na2O2与CO2、H2O反应的数量关系
①2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
②2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量Na2O2时,CO2(或H2O)与放出O2的分子个数之比均为2∶1。
[题点多维训练]
1.对于反应:2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑,下列说法正确的是( )
A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂
B.当2分子H2O参加反应时,生成1分子O2
C.当生成1分子O2时,转移的电子数为4
D.每有18 g H2O与足量Na2O2反应,固体增重4 g
2.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%
课下请完成课时跟踪检测(十二)
第2课时 氧化钠和过氧化钠
新知探究(一)
[导学设计]
发热 复燃 变蓝 放热 2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
1.提示:氧化剂和还原剂均是Na2O2,转移2个电子,Na2O2不是碱性氧化物。
2.提示:Na2O+H2O==2NaOH,Na2O是碱性氧化物。
3.提示:2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2,Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
4.提示:人呼出的CO2和H2O(g)与Na2O2均反应生成O2。
[题点多维训练]
1.选B 过氧化钠和氧化钠长期置于空气中,最终都生成碳酸钠,故A正确。过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,均不属于化合反应;氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠,氧化钠和水反应生成氢氧化钠,均属于化合反应,故B错误。过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,氧化钠和水反应生成氢氧化钠,故C正确。Na2O2具有强氧化性,具有漂白作用,是漂白剂,而Na2O与酸反应生成盐和水,氧化钠是一种碱性氧化物,故D正确。
2.(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↑
3.选D 过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,则②中的大量气泡的主要成分是氧气,故A正确;酚酞与碱性物质变红,③中溶液变红,说明有碱性物质生成,故B正确;④中现象可能是由于溶液中含有漂白性物质造成的,主要是过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和过氧化氢,过氧化氢具有强氧化性,能够使溶液褪色,故C正确;⑤中MnO2的主要作用是作催化剂,过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应生成氧气和水,故D错误。
4.选D 先滴加稀盐酸,利用产生的CO2排出装置内的空气,防止空气中O2对实验产生影响,A正确;石灰石与稀盐酸反应制取的CO2中混有HCl,饱和NaHCO3溶液的作用是除去CO2中的HCl,防止HCl对实验产生干扰,B正确;试剂X是浓硫酸,打开K2,关闭K1时,含水蒸气的CO2进入Na2O2,打开K1,关闭K2时,干燥CO2进入Na2O2,可达到预期目的,C正确;反应产生的O2与Cu加热时反应生成CuO,铜丝由红色变为黑色,D错误。
新知探究(二)
[典例] 选A 由于CO与H2燃烧的反应为
2CO+O22CO2①
2H2+O22H2O②
将生成的CO2和水蒸气通过Na2O2后发生的反应为2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2③
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑④
将反应①与③相加可得:
Na2O2+CO==Na2CO3⑤
将反应②与④相加可得:
Na2O2+H2==2NaOH⑥
由反应⑤⑥可知,当H2、CO在O2中充分燃烧后的产物通入足量Na2O2完全反应后,Na2O2增加的质量就是CO和H2的质量和。
[题点多维训练]
1.选B A项,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,错误;C项,生成1分子O2,转移2个电子,错误;D项,18 g水参与反应,固体增重2 g,错误。
2.选A 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,ω(O2)=×100%≈54.5%。
实验
操作
实验
现象
①试管外壁 ,带火星的木条 ;
②用pH试纸检验,试纸
实验
结论
Na2O2与水反应 ,化学方程式为
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
组成
结构
由Na+与O2-构成,N(Na+)N(O2-)=2
由Na+与O22-构成,N(Na+)N(O22-)=2
阳、阴离子个数比为2∶1
类别
碱性氧化物
过氧化物
生成条件
Na与O2常温下反应
Na与O2在点燃或加热条件下反应
热稳定性
不稳定,易转化为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
与H+反应
Na2O+2H+==2Na++H2O
2Na2O2+4H+==4Na++2H2O+O2↑
转化
2Na2O+O22Na2O2