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第一节　钠及其化合物
第1课时　活泼的金属单质——钠　钠的氧化物
[核心素养发展目标]　1.能从钠原子的结构(微观)分析认识钠是一种非常活泼的金属,具有很强的还原性(宏观)。2.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。3.设计实验探究钠与氧气和水的反应、过氧化钠与水的反应,会分析钠与酸、碱、盐溶液的反应,促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
一、钠的原子结构、物理性质及钠与非金属单质的反应
　　　　　　　　　　　 　　　　　
1.钠元素的原子结构及存在
2.钠与非金属单质的反应
(1)钠与氧气的反应
结合教材实验2 1、实验2 2完成下表:
条件 常温 加热
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,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体
化学方程式 4Na+O22Na2O(Na2O为白色) 2Na+O2Na2O2(Na2O2为淡黄色)
实验 结论 ①物理性质:钠具有银白色的金属光泽,硬度小,熔点低,密度大于煤油,通常保存在煤油或石蜡油中;②反应条件不同,钠与氧气反应的产物不同
思考　书写钠在常温及加热条件下分别和O2反应的化学方程式,并用双线桥标出电子转移,比较等质量的钠完全反应转移电子的关系。
提示　①生成Na2O:;
②生成Na2O2:。
则相同质量的两块钠,分别发生上述反应,转移的电子数:①=②。
(2)钠与其他非金属单质的反应
钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠只显+1价。
试写出钠和氯气反应的化学方程式:2Na+Cl22NaCl。
1.判断正误
(1)钠元素在自然界中有的以单质的形式存在 (　　)
(2)金属钠能存放于煤油中,也可存放于石蜡油中 (　　)
(3)常温下,钠与氧气反应生成淡黄色固体 (　　)
(4)取用钠时,可以用手直接接触 (　　)
(5)实验中取出的药品都不能再放回原试剂瓶 (　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
2.下列各组物质中的两种物质发生反应时,反应条件或反应物用量的改变,对生成物没有影响的是 (　　)
A.Ca(OH)2和CO2 B.Na和O2
C.Zn和盐酸 D.C和O2
答案　C
解析　Zn和盐酸反应只生成氯化锌和氢气,反应条件或反应物用量的改变,对生成物没有影响,故选C。
二、钠和水的反应
1.理论预测
(1)从物质组成的角度来看,钠含有Na元素,水含有H、O元素。
(2)从元素价态的角度来看,钠具有还原性,水具有氧化性,二者发生氧化还原反应生成NaOH和H2。
2.实验探究
实验操作 实验现象 结论或解释
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,反应放热
小球在水面上迅速游动 反应产生的氢气推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”的响声,逐渐变小,最后消失 钠与水剧烈反应,产生气体
反应后溶液的颜色逐渐变红 有碱性物质生成
3.实验结论
钠与水剧烈反应,生成氢氧化钠和氢气。
(1)化学方程式是2Na+2H2O2NaOH+H2↑;离子方程式是2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑。
(2)实质:钠置换水电离出的H+生成H2。
思考　某同学设计实验探究钠与酸、碱、盐溶液的反应,将一块绿豆粒大小的钠分别投入盛有①稀盐酸、②饱和澄清石灰水和③CuSO4溶液的三个烧杯中,回答下列问题。
(1)实验①中,钠与稀盐酸反应比钠与水反应更剧烈,试写出钠与稀盐酸反应的化学方程式。若稀盐酸不足量,金属钠能否剩余,为什么
提示　2Na+2HCl2NaCl+H2↑。不能剩余;稀盐酸不足,过量的钠会与溶剂水继续反应生成NaOH和H2。
(2)实验②中,饱和澄清石灰水出现白色浑浊,试分析原因。
提示　Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低,钠与水反应放出热量且消耗溶剂水,石灰水过饱和,析出Ca(OH)2固体,产生白色浑浊。
(3)实验③中,产生蓝色絮状沉淀,未观察到产生紫红色金属铜。请结合化学方程式分析产生上述现象的原因。
提示　钠先与水发生反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑,NaOH再与CuSO4发生复分解反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀:2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4。
特别提示　钠与酸、碱、盐反应的两个易错点
①钠投入碱溶液中,并非都析出溶质,产生浑浊,要考虑反应消耗水、碱溶液是否饱和等,若碱溶液不饱和,可能不产生沉淀。
②钠并非不能置换出金属。高温下,工业上常用钠作还原剂来冶炼金属Ti等:TiCl4+4Na4NaCl+Ti。
钠与溶液的反应
遇水记五点:浮熔游响红。遇酸酸优先,遇盐水在前。
1.判断正误
(1)钠的密度比水小,比煤油大 (　　)
(2)钠失火时不能用水扑灭,应该用干燥的沙土盖灭 (　　)
(3)钠与水反应的离子方程式为Na+H2ONa++OH-+H2↑ (　　)
(4)钠投入NaOH溶液中,无明显现象 (　　)
(5)钠投入饱和食盐水中,有晶体析出 (　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√
2.(2023·四川眉山仁寿一中高一期中)将少量的金属钠投入下列稀溶液中,充分反应后,最终不会产生沉淀的是 (　　)
A.硫酸铜溶液 B.氯化钠溶液
C.饱和氢氧化钠溶液 D.氯化镁溶液
答案　B
解析　钠和水反应生成NaOH和氢气,NaOH和硫酸铜、氯化镁分别反应生成Cu(OH)2、Mg(OH)2沉淀,饱和NaOH溶液中溶剂水反应被消耗且有NaOH生成,会有NaOH析出;少量钠投入到氯化钠稀溶液中,不会产生沉淀,故选B。
三、氧化钠和过氧化钠
1.Na2O的性质
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+H2O2NaOH。
(2)氧化钠与盐酸反应:Na2O+2HCl2NaCl+H2O。
(3)氧化钠与二氧化碳反应:Na2O+CO2Na2CO3。
2.Na2O2的性质
Na2O2是一种淡黄色固体。
(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+2H2O4NaOH+O2↑
(2)Na2O2与CO2反应也会产生O2,试写出反应的化学方程式:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。
思考1　利用化学方程式和单线桥,对比分析过氧化钠与水、过氧化钠与二氧化碳的反应。
提示　
①与H2O反应:
②与CO2反应:
相同质量的Na2O2分别与H2O和CO2反应,转移的电子数:①=②,若1个Na2O2与H2O反应则转移1个电子。
思考2　把Na2O2固体加入盛有酚酞溶液的试管中,观察到有气泡冒出,溶液变红后又褪色。结合Na2O2的性质解释其原因。
提示　Na2O2与水反应生成NaOH 和O2,可看到有气体生成;NaOH使酚酞溶液变红,Na2O2具有强氧化性,又使溶液褪色。
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.判断正误
(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 (　　)
(5)将Na2O投入盛有水(滴有酚酞溶液)的试管中,溶液变成红色,振荡试管后溶液褪色 (　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×
2.下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的是 (　　)
A.Na2O2、Na2O久置于空气中变为白色NaOH固体
B.Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体
C.Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D.Na2O2、Na2O均可作供氧剂
答案　C
解析　Na2O、Na2O2久置于空气中变为白色Na2CO3固体,故A项错误;Na2O2是淡黄色固体,故B项错误;Na2O2与CO2反应时,Na2O2中的氧元素发生了氧化还原反应,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,故C项正确; Na2O与CO2或H2O反应时无氧气产生,不能作供氧剂,故D项错误。
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
1.在探究钠与冷水的反应实验中,无法体现的性质是 (　　)
A.钠的密度小于水
B.金属钠具有良好的导热性
C.金属钠的熔点低
D.钠具有很强的还原性
答案　B
解析　钠和水反应时,钠浮在水面上,说明钠的密度小于水,故A不符合题意;钠与水反应的实验中,无法体现金属钠具有良好的导热性,故B符合题意;钠与水反应时,钠迅速熔成小球,说明金属钠的熔点低,故C不符合题意;钠能和冷水反应说明钠的性质很活泼,容易失去电子,具有很强的还原性,故D不符合题意。
2.(2024·江西庐山一中高一期末)下列关于钠及其化合物的说法不正确的是 (　　)
A.Na2O中氧元素的化合价为-2价,Na2O2中氧元素的化合价为-1价
B.当火灾现场存放有大量金属钠时,不可以用泡沫灭火器来灭火,要用沙土
C.钠在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成白色固体
D.钠与水反应时能看到钠浮在水面上并四处游动
答案　C
解析　Na在空气中点燃,生成的主要产物为淡黄色的Na2O2,故选C。
3.“神舟”号载人航天器中,宇航员所在的返回舱都是密封的,宇航员吸入氧气,呼出二氧化碳,如果二氧化碳浓度过大,会使宇航员困乏,呼吸频率加快,严重的会窒息,为使二氧化碳浓度降低而保持舱内氧气的适当比例,可以在返回舱内放入 (　　)
A.Na2O2 B.Na2CO3
C.NaOH D.氧气瓶
答案　A
解析　由于2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,所以Na2O2可以使CO2浓度降低而保持舱内O2的适当比例。
4.(2023·江苏梅村高中高一期中)现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,装置如图所示。
请回答下列问题:
(1)为完成实验应将装置丁接在装置　　　　(填“甲乙”或“乙丙”)之间,且装置丁中盛放的试剂是　　　　　。
(2)装置丙的作用是　　　　。
(3)为制得更纯的Na2O2,应先　　　　　,后　　　　　。
(4)点燃酒精灯后,观察到装置乙中的现象为钠先熔化成闪亮的小球,后剧烈燃烧　　　　　　　　　　　　　(请把乙中现象补充完整)。
答案　 (1)甲乙　浓硫酸　(2)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置乙中　(3)通空气　点燃酒精灯　(4)产生黄色火焰,生成淡黄色固体
解析　(1)空气中的H2O、CO2均能影响Na2O2的纯度,且钠能与水反应,利用NaOH溶液可除去空气中的CO2,利用浓硫酸可干燥空气,所以装置丁中盛放的试剂是浓硫酸,为完成实验应将装置丁接在装置甲和装置乙之间。
课时对点练
[分值:100分]
　　　　　　　　　　　 　　　　　
(选择题1~12题,每小题6分,共72分)
题组一　金属钠的存在、保存、性质
1.下列有关钠的存在、保存及取用方法的描述正确的是 (　　)
A.钠在自然界中主要以化合物的形式存在,少量以单质的形式存在
B.钠需要密封保存在四氯化碳中
C.实验室中可直接用药匙取用钠
D.实验室中取用后剩余的钠要放回原试剂瓶中
答案　D
解析　钠在自然界中都以化合物的形式存在,A项错误;四氯化碳的密度比钠大,不能用来保存钠,B项错误;实验室中用镊子取用钠,C项错误;取用后剩余的钠必须放回原试剂瓶中,D项正确。
2.(2024·广东汕头高一统考)物质间的转化是认识化学的重要途径,下列物质之间的转化不能通过一步实现的是 (　　)
A.Na→Na2O2 B.Na→Na2CO3
C.Na→NaOH D.Na→NaCl
答案　B
3.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块与足量氧气在常温下充分反应,则下列说法正确的是 (　　)
A.第一块钠失去电子数多
B.两块钠失去电子数一样多
C.第二块钠的反应产物质量较大
D.两块钠的反应产物质量一样大
答案　B
解析　不论是加热还是常温缓慢氧化,最终都是→,故等质量的两块钠失去的电子数一样多;但加热时产物为Na2O2,而常温时产物为Na2O,故第一块钠的反应产物质量大,B正确。
4.(2023·北京人大附中高一月考)已知Fe(OH)3为红褐色、难溶于水的物质。下列关于钠的反应现象的叙述不正确的是 (　　)
选项 操作 反应现象
A 切开钠,持续观察颜色变化 钠切面颜色先变暗,最后呈淡黄色
B 把小块钠投入硫酸铁溶液中 钠浮在水面上四处游动,产生红褐色沉淀
C 把小块钠投入饱和氢氧化钠溶液中 钠浮在水面上四处游动,产生白色浑浊
D 把钠放入坩埚中加热 钠先熔化后燃烧,产生黄色火焰
答案　A
解析　切开钠,钠切面由银白色变暗,不会变为淡黄色,A错误。
题组二　Na2O和Na2O2的性质
5.将(NH4)2CO3固体置于试管中加热,生成的气体依次通过盛有足量Na2O2的干燥管、足量浓硫酸的洗气瓶,最终得到的气体是 (　　)
A.NH3 B.O2
C.H2O D.CO2
答案　B
解析　(NH4)2CO3受热分解生成NH3、H2O、CO2,通过过氧化钠,H2O、CO2转化成O2,再通过足量浓硫酸,NH3被吸收,只剩下O2,答案选B。
6.(2023·福建德化一中高一月考)下列叙述正确的是 (　　)
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,Na2O2比Na2O稳定
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.Na2O有氧化性,Na2O2只有还原性
答案　B
解析　Na2O是碱性氧化物,Na2O2与酸反应生成盐、水和氧气,不是碱性氧化物,A错误;Na2O2与CO2发生氧化还原反应生成O2,不符合置换反应的定义,C错误。
题组三　Na、Na2O2性质探究实验
7.如图所示,在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化成小球时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与其接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。下列说法错误的是 (　　)
A.钠受热易熔成小球说明其熔点低
B.钠与CuSO4粉末反应时放出大量热
C.一定条件下,Na可与CuSO4反应生成Cu
D.将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,反应现象相同
答案　D
解析　在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化,说明钠的熔点低,故A正确;根据题意可知,反应放热,一定条件下,Na可与CuSO4反应生成Cu,故B、C正确;将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,则钠先与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜,不会置换出铜单质,反应现象不同,故D错误。
8.某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应,设计装置如图,下列说法正确的是 (　　)
A.装置A中锌粒可用铁粉代替
B.装置B中盛放碱石灰,目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C.装置C加热前,必须先用试管在干燥管管口处收集气体,检验气体纯度
D.装置D中的试剂用碱石灰代替也可以达到实验目的
答案　C
解析　盐酸易挥发,B装置中应为碱石灰,目的是除去A中挥发出来的HCl和水蒸气,故B错误;氢气具有可燃性,不纯时加热易发生爆炸,则加热试管前,必须先用试管在干燥管管口处收集气体,检验气体纯度,应先收集气体并点燃,通过爆鸣声判断气体的纯度,故C正确;装置D中的无水硫酸铜是检验Na2O2和H2反应是否生成了H2O,用碱石灰代替无法达到目的,故D错误。
9.(2024·昆明高一期末)下列关于钠及其化合物的说法正确的是 (　　)
A.Na和Na+都具有强还原性
B.Na2O和Na2O2长期露置于空气中,最终产物不相同
C.将足量的Na2O和Na2O2分别加入含有酚酞的水中,最终所得溶液均为红色
D.将少量Na和Na2O2分别加入CuSO4溶液中,均产生蓝色沉淀同时放出无色气体
答案　D
解析　Na具有强还原性,Na+没有还原性,A错误;Na2O和Na2O2长期露置于空气中,最终产物都是碳酸钠,B错误;将足量的Na2O加入含有酚酞的水中,溶液为红色;将足量的Na2O2加入含有酚酞的水中,溶液先变红后褪色,C错误;将少量Na加入CuSO4溶液中,产生蓝色沉淀同时放出氢气;将少量Na2O2加入CuSO4溶液中,产生蓝色沉淀同时放出氧气,D正确。
10.(2024·太原高一期末)下列各组物质相互混合反应,最终有白色沉淀生成的是 (　　)
①金属钠投入到MgCl2溶液中　②Na2O2投入到CuSO4溶液中　③Ca(OH)2溶液和Na2CO3溶液
④向CaCl2溶液中通入少量CO2
A.③④ B.①③ C.②③ D.②③④
答案　B
解析　①金属钠投入到MgCl2溶液中,钠和水反应生成NaOH和氢气,NaOH和MgCl2反应生成白色沉淀Mg(OH)2;②Na2O2投入到CuSO4溶液中,过氧化钠和水反应生成NaOH和氧气,NaOH和硫酸铜反应生成蓝色氢氧化铜沉淀;③Ca(OH)2溶液和Na2CO3溶液反应生成白色沉淀碳酸钙;④CaCl2与CO2不反应。
11.(2024·湖南长郡中学高一期末)过氧化钠可作呼吸面具中的供氧剂,实验室可用如图装置制取少量纯净过氧化钠。下列说法正确的是 (　　)
A.实验时先点燃酒精灯,再打开仪器①的开关
B.装置X也可以用于制取H2、CO2等气体的发生装置
C.②中所盛试剂为饱和NaHCO3溶液
D.③的作用是吸收尾气
答案　B
解析　实验时先打开仪器①的开关,将装置中的空气排尽后,再点燃酒精灯,防止空气中的水蒸气与钠直接反应,使制得的产品不纯,A错误;装置X是固加液不需要加热的装置,实验室利用锌与稀硫酸制取H2,利用碳酸钙与稀盐酸制取CO2,均可利用装置X进行制取,B正确;②中应盛浓硫酸,除去氧气中含有的水蒸气,C错误。
12.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
答案　D
解析　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。
13.(20分)金属钠及其化合物在人类社会发展进程中起着重要的作用,请回答:
(1)将一小块金属钠投入盛有水的烧杯中:
①B中发生反应的化学方程式是　　　　　。
②下列现象与解释正确的是　　　　　(填字母)。
选项 实验现象 解释
A 钠浮在水面上 钠的密度比水小
B 钠熔成小球 钠与水反应放热且钠的熔点低
C 钠四处游动,嘶嘶作响 产生了气体
D 向烧杯C中滴入酚酞溶液,溶液变为红色 生成了碱性物质
(2)实验室利用如图所示的装置(夹持仪器略)研究潜水艇中供氧体系的反应原理。
①A装置为CO2的制备装置,反应的离子方程式为
　　　　。
②C装置为O2的制备装置,写出C中过氧化钠发生反应的化学方程式:　　　　。
③D装置中盛放的试剂是　　　　　。
④当装置内气流平稳后开始收集气体,若该气体能　　　　　　　　　　,证明过氧化钠可做供氧剂。
(3)过氧化钠若长期保存不当,容易生成　　　　　(填化学式),证明过氧化钠变质情况的一种实验方案如下。
操作 现象 结论
取少量样品于试管中,加水溶解,加入　　　　　　溶液,充分振荡 有白色沉淀生成
另取少量样品于试管中,再加入适量的水,用带火星的木条靠近管口 带火星的木条复燃
答案　(1)①2Na+2H2O2NaOH+H2↑　②ABCD
(2)①CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O　②2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑　③NaOH溶液　④使带火星的木条复燃　(3)Na2CO3　BaCl2(或CaCl2)　过氧化钠样品已经变质　过氧化钠样品部分变质
解析　(3)过氧化钠若长期保存不当,容易生成Na2CO3,碳酸根离子和Ca2+或Ba2+生成碳酸钙或碳酸钡沉淀,滴加氯化钡或氯化钙溶液生成白色沉淀,证明含碳酸根离子,说明过氧化钠样品已经变质。另取少量样品于试管中,再加入适量的水,用带火星的木条靠近试管口,带火星的木条复燃说明生成了氧气,说明过氧化钠部分变质。
14.(8分)过氧化钠是重要的工业漂白剂。实验小组研究Na2O2与水的反应。
操作 现象
实验一:向盛有0.2 g Na2O2的烧杯中加入50 mL蒸馏水 剧烈反应,产生能使带火星木条复燃的气体,得到溶液a
实验二:恢复室温后,向溶液a中滴入两滴酚酞溶液 溶液先变红,约10 min后溶液颜色明显变浅,最终溶液变为无色
(1)甲同学向褪色的溶液中滴入两滴酚酞,观察到的现象与实验二相同,甲同学这样做的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)查阅资料得知,实验二中溶液褪色可能是溶液a中存在较多的H2O2,H2O2将酚酞氧化导致。乙同学通过设计实验三证实了H2O2的存在。
实验三:取少量溶液a,加入试剂　　　　(填化学式),有大量使带火星木条复燃的无色气体产生。
(3)为探究实验二现象中红色褪去的原因,同学们在相同温度下,继续进行了如下实验:
实验四:向H2O2溶液中滴入两滴酚酞溶液,振荡,一段时间后,加入5滴0.4%的NaOH溶液,溶液变红又迅速褪色且产生气体,10 min后溶液变无色。
实验五:向0.4%的NaOH溶液中滴入两滴酚酞溶液,振荡,溶液变红,10 min后溶液颜色无明显变化;向该溶液中通入氧气,溶液颜色无明显变化。
①实验五通入氧气的目的是　　　　　。
②从实验四和实验五中,可得出的结论是　　　　　　　　。
答案　(1)证实是酚酞被消耗引起该实验现象
(2)MnO2　(3)①证明不是NaOH溶液中的O2使溶液褪色　②碱性条件下H2O2将酚酞氧化使其褪色
解析　(1)甲同学向褪色的溶液中滴入两滴酚酞溶液,观察到的现象与实验二相同,说明是酚酞被消耗,因此甲同学这样做的目的是证实是酚酞被消耗引起该实验现象。(3)①实验四中产生氧气,实验四中溶液褪色,而实验五中通入氧气,溶液不褪色,则实验五通入氧气的目的是证明不是NaOH溶液中的O2使溶液褪色。②从实验四和实验五中,NaOH溶液中的O2不能使酚酞溶液褪色,因此可得出的结论是碱性条件下H2O2将酚酞氧化使其褪色。第一节　钠及其化合物
第1课时　活泼的金属单质——钠　钠的氧化物
[核心素养发展目标]　1.能从钠原子的结构(微观)分析认识钠是一种非常活泼的金属,具有很强的还原性(宏观)。2.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。3.设计实验探究钠与氧气和水的反应、过氧化钠与水的反应,会分析钠与酸、碱、盐溶液的反应,促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
一、钠的原子结构、物理性质及钠与非金属单质的反应
　　　　　　　　　　　 　　　　　
1.钠元素的原子结构及存在
2.钠与非金属单质的反应
(1)钠与氧气的反应
结合教材实验2 1、实验2 2完成下表:
条件 常温 加热
实验现象 新切开的钠具有__________色的金属光泽,在空气中很快__________ 钠先__________,然后剧烈燃烧,火焰呈__________,生成__________固体
化学方程式 ____________________(Na2O为__________色) ____________________(Na2O2为__________色)
实验 结论 ①物理性质:钠具有__________色的金属光泽,硬度__________,熔点__________,密度大于煤油,通常保存在__________或__________中;②反应条件不同,钠与氧气反应的产物不同
思考　书写钠在常温及加热条件下分别和O2反应的化学方程式,并用双线桥标出电子转移,比较等质量的钠完全反应转移电子的关系。
(2)钠与其他非金属单质的反应
钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠只显__________价。
试写出钠和氯气反应的化学方程式:____________________。
1.判断正误
(1)钠元素在自然界中有的以单质的形式存在 (　　)
(2)金属钠能存放于煤油中,也可存放于石蜡油中 (　　)
(3)常温下,钠与氧气反应生成淡黄色固体 (　　)
(4)取用钠时,可以用手直接接触 (　　)
(5)实验中取出的药品都不能再放回原试剂瓶 (　　)
2.下列各组物质中的两种物质发生反应时,反应条件或反应物用量的改变,对生成物没有影响的是 (　　)
A.Ca(OH)2和CO2 B.Na和O2
C.Zn和盐酸 D.C和O2
二、钠和水的反应
1.理论预测
(1)从物质组成的角度来看,钠含有Na元素,水含有__________元素。
(2)从元素价态的角度来看,钠具有__________性,水具有__________性,二者发生氧化还原反应生成__________和__________。
2.实验探究
实验操作 实验现象 结论或解释
钠__________在水面上 钠的密度比水__________
钠__________成闪亮的小球 钠的熔点__________,反应放热
小球在水面上__________ 反应产生的__________推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”的响声,逐渐变小,最后消失 钠与水__________反应,产生气体
反应后溶液的颜色逐渐变__________ 有__________物质生成
3.实验结论
钠与水剧烈反应,生成__________和__________。
(1)化学方程式是____________________;离子方程式是____________________。
(2)实质:钠置换水电离出的__________生成__________。
思考　某同学设计实验探究钠与酸、碱、盐溶液的反应,将一块绿豆粒大小的钠分别投入盛有①稀盐酸、②饱和澄清石灰水和③CuSO4溶液的三个烧杯中,回答下列问题。
(1)实验①中,钠与稀盐酸反应比钠与水反应更剧烈,试写出钠与稀盐酸反应的化学方程式。若稀盐酸不足量,金属钠能否剩余,为什么
(2)实验②中,饱和澄清石灰水出现白色浑浊,试分析原因。
(3)实验③中,产生蓝色絮状沉淀,未观察到产生紫红色金属铜。请结合化学方程式分析产生上述现象的原因。
特别提示　钠与酸、碱、盐反应的两个易错点
①钠投入碱溶液中,并非都析出溶质,产生浑浊,要考虑反应消耗水、碱溶液是否饱和等,若碱溶液不饱和,可能不产生沉淀。
②钠并非不能置换出金属。高温下,工业上常用钠作还原剂来冶炼金属Ti等:TiCl4+4Na4NaCl+Ti。
钠与溶液的反应
遇水记五点:浮熔游响红。遇酸酸优先,遇盐水在前。
1.判断正误
(1)钠的密度比水小,比煤油大 (　　)
(2)钠失火时不能用水扑灭,应该用干燥的沙土盖灭 (　　)
(3)钠与水反应的离子方程式为Na+H2ONa++OH-+H2↑ (　　)
(4)钠投入NaOH溶液中,无明显现象 (　　)
(5)钠投入饱和食盐水中,有晶体析出 (　　)
2.(2023·四川眉山仁寿一中高一期中)将少量的金属钠投入下列稀溶液中,充分反应后,最终不会产生沉淀的是 (　　)
A.硫酸铜溶液 B.氯化钠溶液
C.饱和氢氧化钠溶液 D.氯化镁溶液
三、氧化钠和过氧化钠
1.Na2O的性质
Na2O是一种__________色固体,属于__________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:____________________。
(2)氧化钠与盐酸反应:____________________。
(3)氧化钠与二氧化碳反应:____________________。
2.Na2O2的性质
Na2O2是一种__________色固体。
(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__________,带火星的木条__________;②用pH试纸检验反应所得溶液呈__________性
实验结论 Na2O2与水反应__________,化学方程式为____________________
(2)Na2O2与CO2反应也会产生O2,试写出反应的化学方程式:____________________。
思考1　利用化学方程式和单线桥,对比分析过氧化钠与水、过氧化钠与二氧化碳的反应。
思考2　把Na2O2固体加入盛有酚酞溶液的试管中,观察到有气泡冒出,溶液变红后又褪色。结合Na2O2的性质解释其原因。
3.Na2O2的应用
(1)Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为__________的来源。
(2)Na2O2中氧元素的化合价为__________价,具有__________,可作漂白剂。
1.判断正误
(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 (　　)
(5)将Na2O投入盛有水(滴有酚酞溶液)的试管中,溶液变成红色,振荡试管后溶液褪色 (　　)
2.下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的是 (　　)
A.Na2O2、Na2O久置于空气中变为白色NaOH固体
B.Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体
C.Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D.Na2O2、Na2O均可作供氧剂
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
1.在探究钠与冷水的反应实验中,无法体现的性质是 (　　)
A.钠的密度小于水
B.金属钠具有良好的导热性
C.金属钠的熔点低
D.钠具有很强的还原性
2.(2024·江西庐山一中高一期末)下列关于钠及其化合物的说法不正确的是 (　　)
A.Na2O中氧元素的化合价为-2价,Na2O2中氧元素的化合价为-1价
B.当火灾现场存放有大量金属钠时,不可以用泡沫灭火器来灭火,要用沙土
C.钠在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成白色固体
D.钠与水反应时能看到钠浮在水面上并四处游动
3.“神舟”号载人航天器中,宇航员所在的返回舱都是密封的,宇航员吸入氧气,呼出二氧化碳,如果二氧化碳浓度过大,会使宇航员困乏,呼吸频率加快,严重的会窒息,为使二氧化碳浓度降低而保持舱内氧气的适当比例,可以在返回舱内放入 (　　)
A.Na2O2 B.Na2CO3
C.NaOH D.氧气瓶
4.(2023·江苏梅村高中高一期中)现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,装置如图所示。
请回答下列问题:
(1)为完成实验应将装置丁接在装置__________(填“甲乙”或“乙丙”)之间,且装置丁中盛放的试剂是__________。
(2)装置丙的作用是__________。
(3)为制得更纯的Na2O2,应先__________,后__________。
(4)点燃酒精灯后,观察到装置乙中的现象为钠先熔化成闪亮的小球,后剧烈燃烧__________(请把乙中现象补充完整)。
答案精析
一、
1.1　还原　　化合物　NaCl
2.(1)银白　变暗　熔化　黄色　淡黄色　4Na+O22Na2O　白　2Na+O2Na2O2　淡黄　银白　小　低
煤油　石蜡油
思考　①生成Na2O：；
②生成Na2O2：。
则相同质量的两块钠，分别发生上述反应，转移的电子数：①=②。
(2)+1　2Na+Cl22NaCl
应用体验
1.(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
2.C
二、
1.(1)H、O　(2)还原　氧化　NaOH　H2
2.浮　小　熔化　低　迅速游动　氢气　剧烈　红　碱性
3.氢氧化钠　氢气　(1)2Na+2H2O2NaOH+H2↑　2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑　(2)H+　H2
思考　(1)2Na+2HCl2NaCl+H2↑。不能剩余；稀盐酸不足，过量的钠会与溶剂水继续反应生成NaOH和H2。
(2)Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低，钠与水反应放出热量且消耗溶剂水，石灰水过饱和，析出Ca(OH)2固体，产生白色浑浊。
(3)钠先与水发生反应：2Na+2H2O2NaOH+H2↑，NaOH再与CuSO4发生复分解反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀：2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4。
应用体验
1.(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√
2.B
三、
1.白　碱　(1)Na2O+H2O2NaOH　(2)Na2O+2HCl2NaCl+H2O　(3)Na2O+CO2Na2CO3
2.淡黄　(1)发烫　复燃　碱　放热　2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑　(2)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
思考1　①与H2O反应：
②与CO2反应：
相同质量的Na2O2分别与H2O和CO2反应，转移的电子数：①=②，若1个Na2O2与H2O反应则转移1个电子。
思考2　Na2O2与水反应生成NaOH 和O2，可看到有气体生成；NaOH使酚酞溶液变红，Na2O2具有强氧化性，又使溶液褪色。
3.(1)氧气　(2)-1　强氧化性
应用体验
1.(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×
2.C
随堂演练　知识落实
1.B　[钠和水反应时，钠浮在水面上，说明钠的密度小于水，故A不符合题意；钠与水反应的实验中，无法体现金属钠具有良好的导热性，故B符合题意；钠与水反应时，钠迅速熔成小球，说明金属钠的熔点低，故C不符合题意；钠能和冷水反应说明钠的性质很活泼，容易失去电子，具有很强的还原性，故D不符合题意。]
2.C　3.A
4.(1)甲乙　浓硫酸　(2)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置乙中　(3)通空气　点燃酒精灯　(4)产生黄色火焰，生成淡黄色固体(共83张PPT)
活泼的金属单质——钠
钠的氧化物
第1课时
第二章　第一节
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核心素养
发展目标
1.能从钠原子的结构(微观)分析认识钠是一种非常活泼的金属,具有很强的还原性(宏观)。
2.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。
3.设计实验探究钠与氧气和水的反应、过氧化钠与水的反应,会分析钠与酸、碱、盐溶液的反应,促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
内容索引
一、钠的原子结构、物理性质及钠与非金属单质的反应
二、钠和水的反应
课时对点练
随堂演练　知识落实
三、氧化钠和过氧化钠
钠的原子结构、物理性质
及钠与非金属单质的反应
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一
1.钠元素的原子结构及存在
1
一、钠的原子结构、物理性质及钠与非金属单质的反应
还原
NaCl
化合物
条件 常温 加热
实验现象 新切开的钠具有 色的金属光泽,在空气中很快_____ 钠先 ,然后剧烈燃烧,火焰呈 ,生成 固体
2.钠与非金属单质的反应
(1)钠与氧气的反应
结合教材【实验2 1】、【实验2 2】完成下表:
银白
变暗
熔化
黄色
淡黄色
条件 常温 加热
化学方程式 __________________(Na2O为 色) _________________(Na2O2
为 色)
实验结论 ①物理性质:钠具有 色的金属光泽,硬度 ,熔点 ,密度大于煤油,通常保存在 或 中;②反应条件不同,钠与氧气反应的产物不同
4Na+O2===2Na2O
白
2Na+O2 Na2O2
淡黄
银白
小
低
煤油
石蜡油
思考　书写钠在常温及加热条件下分别和O2反应的化学方程式,并用双线桥标出电子转移,比较等质量的钠完全反应转移电子的关系。
提示　①生成Na2O: ;
②生成Na2O2: 。
则相同质量的两块钠,分别发生上述反应,转移的电子数:①=②。
(2)钠与其他非金属单质的反应
钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠只显 价。
试写出钠和氯气反应的化学方程式: 。
+1
2Na+Cl2 2NaCl
1.判断正误
(1)钠元素在自然界中有的以单质的形式存在
(2)金属钠能存放于煤油中,也可存放于石蜡油中
(3)常温下,钠与氧气反应生成淡黄色固体
(4)取用钠时,可以用手直接接触
(5)实验中取出的药品都不能再放回原试剂瓶
×
×
√
×
×
2.下列各组物质中的两种物质发生反应时,反应条件或反应物用量的改变,对生成物没有影响的是
A.Ca(OH)2和CO2 B.Na和O2
C.Zn和盐酸 D.C和O2
√
Zn和盐酸反应只生成氯化锌和氢气,反应条件或反应物用量的改变,对生成物没有影响,故选C。
返回
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二
钠和水的反应
1.理论预测
(1)从物质组成的角度来看,钠含有Na元素,水含有 元素。
(2)从元素价态的角度来看,钠具有 性,水具有 性,二者发生氧化还原反应生成 和 。
H、O
二、钠和水的反应
还原
氧化
NaOH
H2
实验操作 实验现象 结论或解释
钠 在水面上 钠的密度比水___
钠 成闪亮的小球 钠的熔点 ,反应放热
小球在水面上_________ 反应产生的 推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”的响声,逐渐变小,最后消失 钠与水 反应,产生气体
反应后溶液的颜色逐渐变___ 有 物质生成
浮
小
熔化
低
迅速游动
氢气
剧烈
红
碱性
2.实验探究
3.实验结论
钠与水剧烈反应,生成 和 。
(1)化学方程式是 ;离子方程式是___________
。
(2)实质:钠置换水电离出的 生成 。
氢氧化钠
氢气
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2Na+2H2O
===2Na++2OH-+H2↑
H+
H2
思考　某同学设计实验探究钠与酸、碱、盐溶液的反应,将一块绿豆粒大小的钠分别投入盛有①稀盐酸、②饱和澄清石灰水和③CuSO4溶液的三个烧杯中,回答下列问题。
(1)实验①中,钠与稀盐酸反应比钠与水反应更剧烈,试写出钠与稀盐酸反应的化学方程式。若稀盐酸不足量,金属钠能否剩余,为什么
提示　2Na+2HCl===2NaCl+H2↑。不能剩余;稀盐酸不足,过量的钠会与溶剂水继续反应生成NaOH和H2。
(2)实验②中,饱和澄清石灰水出现白色浑浊,试分析原因。
提示　Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低,钠与水反应放出热量且消耗溶剂水,石灰水过饱和,析出Ca(OH)2固体,产生白色浑浊。
(3)实验③中,产生蓝色絮状沉淀,未观察到产生紫红色金属铜。请结合化学方程式分析产生上述现象的原因。
提示　钠先与水发生反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,NaOH再与CuSO4发生复分解反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀:2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓
+Na2SO4。
特别提示　钠与酸、碱、盐反应的两个易错点
①钠投入碱溶液中,并非都析出溶质,产生浑浊,要考虑反应消耗水、碱溶液是否饱和等,若碱溶液不饱和,可能不产生沉淀。
②钠并非不能置换出金属。高温下,工业上常用钠作还原剂来冶炼金属
Ti等:TiCl4+4Na 4NaCl+Ti。
归纳总结
钠与溶液的反应
遇水记五点:浮熔游响红。遇酸酸优先,遇盐水在前。
1.判断正误
(1)钠的密度比水小,比煤油大
(2)钠失火时不能用水扑灭,应该用干燥的沙土盖灭
(3)钠与水反应的离子方程式为Na+H2O===Na++OH-+H2↑
(4)钠投入NaOH溶液中,无明显现象
(5)钠投入饱和食盐水中,有晶体析出
×
×
√
√
√
2.(2023·四川眉山仁寿一中高一期中)将少量的金属钠投入下列稀溶液中,充分反应后,最终不会产生沉淀的是
A.硫酸铜溶液 B.氯化钠溶液
C.饱和氢氧化钠溶液 D.氯化镁溶液
√
钠和水反应生成NaOH和氢气,NaOH和硫酸铜、氯化镁分别反应生成Cu(OH)2、Mg(OH)2沉淀,饱和NaOH溶液中溶剂水反应被消耗且有NaOH生成,会有NaOH析出;少量钠投入到氯化钠稀溶液中,不会产生沉淀,故选B。
返回
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三
氧化钠和过氧化钠
1.Na2O的性质
Na2O是一种 色固体,属于 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: 。
(2)氧化钠与盐酸反应: 。
(3)氧化钠与二氧化碳反应: 。
白
三、氧化钠和过氧化钠
碱
Na2O+H2O===2NaOH
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
Na2O+CO2===Na2CO3
2.Na2O2的性质
Na2O2是一种 色固体。
淡黄
实验操作
实验现象 ①试管外壁 ,带火星的木条 ;②用pH试纸检验反应所得溶液呈 性
实验结论 Na2O2与水反应 ,化学方程式为______________________
_______
(1)实验探究过氧化钠与水的反应
发烫
复燃
碱
放热
2Na2O2+2H2O===4NaOH
+O2↑
(2)Na2O2与CO2反应也会产生O2,试写出反应的化学方程式:_________
。
2Na2O2
+ 2CO2===2Na2CO3+O2
思考1　利用化学方程式和单线桥,对比分析过氧化钠与水、过氧化钠与二氧化碳的反应。
提示　①与H2O反应:
②与CO2反应:
相同质量的Na2O2分别与H2O和CO2反应,转移的电子数:①=②,若1个Na2O2与H2O反应则转移1个电子。
思考2　把Na2O2固体加入盛有酚酞溶液的试管中,观察到有气泡冒出,溶液变红后又褪色。结合Na2O2的性质解释其原因。
提示　Na2O2与水反应生成NaOH 和O2,可看到有气体生成;NaOH使酚酞溶液变红,Na2O2具有强氧化性,又使溶液褪色。
3.Na2O2的应用
(1)Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为 的来源。
(2)Na2O2中氧元素的化合价为 价,具有 ,可作漂白剂。
氧气
-1
强氧化性
1.判断正误
(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
(5)将Na2O投入盛有水(滴有酚酞溶液)的试管中,溶液变成红色,振荡试管后溶液褪色
×
×
√
√
×
2.下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的是
A.Na2O2、Na2O久置于空气中变为白色NaOH固体
B.Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体
C.Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D.Na2O2、Na2O均可作供氧剂
√
Na2O、Na2O2久置于空气中变为白色Na2CO3固体,故A项错误;
Na2O2是淡黄色固体,故B项错误;
Na2O2与CO2反应时,Na2O2中的氧元素发生了氧化还原反应,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,故C项正确;
Na2O与CO2或H2O反应时无氧气产生,不能作供氧剂,故D项错误。
归纳总结
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
归纳总结
物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2)
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
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随堂演练　知识落实
1.在探究钠与冷水的反应实验中,无法体现的性质是
A.钠的密度小于水
B.金属钠具有良好的导热性
C.金属钠的熔点低
D.钠具有很强的还原性
√
1
2
3
4
1
2
3
4
钠和水反应时,钠浮在水面上,说明钠的密度小于水,故A不符合题意;
钠与水反应的实验中,无法体现金属钠具有良好的导热性,故B符合题意;
钠与水反应时,钠迅速熔成小球,说明金属钠的熔点低,故C不符合题意;
钠能和冷水反应说明钠的性质很活泼,容易失去电子,具有很强的还原性,故D不符合题意。
1
2
3
4
2.(2024·江西庐山一中高一期末)下列关于钠及其化合物的说法不正确的是
A.Na2O中氧元素的化合价为-2价,Na2O2中氧元素的化合价为-1价
B.当火灾现场存放有大量金属钠时,不可以用泡沫灭火器来灭火,要用沙土
C.钠在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成白色固体
D.钠与水反应时能看到钠浮在水面上并四处游动
√
Na在空气中点燃,生成的主要产物为淡黄色的Na2O2,故选C。
3.“神舟”号载人航天器中,宇航员所在的返回舱都是密封的,宇航员吸入氧气,呼出二氧化碳,如果二氧化碳浓度过大,会使宇航员困乏,呼吸频率加快,严重的会窒息,为使二氧化碳浓度降低而保持舱内氧气的适当比例,可以在返回舱内放入
A.Na2O2 B.Na2CO3
C.NaOH D.氧气瓶
1
2
3
4
√
由于2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,所以Na2O2可以使CO2浓度降低而保持舱内O2的适当比例。
4.(2023·江苏梅村高中高一期中)现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,装置如图所示。
请回答下列问题:
(1)为完成实验应将装置丁接在装置
　 (填“甲乙”或“乙丙”)之间,且装置丁中盛放的试剂是　 。
1
2
3
4
甲乙
浓硫酸
空气中的H2O、CO2均能影响Na2O2的纯度,且钠能与水反应,利用NaOH溶液可除去空气中的CO2,利用浓硫酸可干燥空气,所以装置丁中盛放的试剂是浓硫酸,为完成实验应将装置丁接在装置甲和装置乙之间。
(2)装置丙的作用是_______________
___________________________。
(3)为制得更纯的Na2O2,应先　　　 ,
后　　　　　　。
(4)点燃酒精灯后,观察到装置乙中的现象为钠先熔化成闪亮的小球,后剧烈燃烧　　　　 　　　　　　　　　(请把乙中现象补充完整)。
1
2
3
4
防止空气中的水
蒸气和二氧化碳进入装置乙中
通空气
点燃酒精灯
产生黄色火焰,生成淡黄色固体
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课时对点练
题组一　金属钠的存在、保存、性质
1.下列有关钠的存在、保存及取用方法的描述正确的是
A.钠在自然界中主要以化合物的形式存在,少量以单质的形式存在
B.钠需要密封保存在四氯化碳中
C.实验室中可直接用药匙取用钠
D.实验室中取用后剩余的钠要放回原试剂瓶中
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
钠在自然界中都以化合物的形式存在,A项错误;
四氯化碳的密度比钠大,不能用来保存钠,B项错误;
实验室中用镊子取用钠,C项错误;
取用后剩余的钠必须放回原试剂瓶中,D项正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
2.(2024·广东汕头高一统考)物质间的转化是认识化学的重要途径,下列物质之间的转化不能通过一步实现的是
A.Na→Na2O2 B.Na→Na2CO3
C.Na→NaOH D.Na→NaCl
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
3.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块与足量氧气在常温下充分反应,则下列说法正确的是
A.第一块钠失去电子数多
B.两块钠失去电子数一样多
C.第二块钠的反应产物质量较大
D.两块钠的反应产物质量一样大
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
不论是加热还是常温缓慢氧化,最终都是→,故等质量的两块钠失去的电子数一样多;但加热时产物为Na2O2,而常温时产物为Na2O,故第一块钠的反应产物质量大,B正确。
选项 操作 反应现象
A 切开钠,持续观察颜色变化 钠切面颜色先变暗,最后呈淡黄色
B 把小块钠投入硫酸铁溶液中 钠浮在水面上四处游动,产生红褐色
沉淀
C 把小块钠投入饱和氢氧化钠溶液中 钠浮在水面上四处游动,产生白色浑浊
D 把钠放入坩埚中加热 钠先熔化后燃烧,产生黄色火焰
1
2
3
4
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4.(2023·北京人大附中高一月考)已知Fe(OH)3为红褐色、难溶于水的物质。下列关于钠的反应现象的叙述不正确的是
√
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切开钠,钠切面由银白色变暗,不会变为淡黄色,A错误。
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题组二　Na2O和Na2O2的性质
5.将(NH4)2CO3固体置于试管中加热,生成的气体依次通过盛有足量Na2O2的干燥管、足量浓硫酸的洗气瓶,最终得到的气体是
A.NH3 B.O2
C.H2O D.CO2
√
(NH4)2CO3受热分解生成NH3、H2O、CO2,通过过氧化钠,H2O、CO2转化成O2,再通过足量浓硫酸,NH3被吸收,只剩下O2,答案选B。
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6.(2023·福建德化一中高一月考)下列叙述正确的是
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,Na2O2比Na2O稳定
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.Na2O有氧化性,Na2O2只有还原性
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Na2O是碱性氧化物,Na2O2与酸反应生成盐、水和氧气,不是碱性氧化物,A错误;
Na2O2与CO2发生氧化还原反应生成O2,不符合置换反应的定义,C错误。
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题组三　Na、Na2O2性质探究实验
7.如图所示,在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化成小球时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与其接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。下列说法错误的是
A.钠受热易熔成小球说明其熔点低
B.钠与CuSO4粉末反应时放出大量热
C.一定条件下,Na可与CuSO4反应生成Cu
D.将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,反应现象相同
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在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化,说明钠的熔点低,
故A正确;
根据题意可知,反应放热,一定条件下,Na可与CuSO4反
应生成Cu,故B、C正确;
将无水CuSO4粉末改为CuSO4溶液,则钠先与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜,不会置换出铜单质,反应现象不同,故D错误。
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8.某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应,设计装置如图,下列说法正确的是
A.装置A中锌粒可用铁粉代替
B.装置B中盛放碱石灰,目的是除去
A中挥发出来的少量水蒸气
C.装置C加热前,必须先用试管在干
燥管管口处收集气体,检验气体纯度
D.装置D中的试剂用碱石灰代替也可以达到实验目的
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盐酸易挥发,B装置中应为碱石灰,
目的是除去A中挥发出来的HCl和
水蒸气,故B错误;
氢气具有可燃性,不纯时加热易发
生爆炸,则加热试管前,必须先用试管在干燥管管口处收集气体,检验气体纯度,应先收集气体并点燃,通过爆鸣声判断气体的纯度,故C正确;
装置D中的无水硫酸铜是检验Na2O2和H2反应是否生成了H2O,用碱石灰代替无法达到目的,故D错误。
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9.(2024·昆明高一期末)下列关于钠及其化合物的说法正确的是
A.Na和Na+都具有强还原性
B.Na2O和Na2O2长期露置于空气中,最终产物不相同
C.将足量的Na2O和Na2O2分别加入含有酚酞的水中,最终所得溶液均为红色
D.将少量Na和Na2O2分别加入CuSO4溶液中,均产生蓝色沉淀同时放出无色
气体
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Na具有强还原性,Na+没有还原性,A错误;
Na2O和Na2O2长期露置于空气中,最终产物都是碳酸钠,B错误;
将足量的Na2O加入含有酚酞的水中,溶液为红色;将足量的Na2O2加入含有酚酞的水中,溶液先变红后褪色,C错误;
将少量Na加入CuSO4溶液中,产生蓝色沉淀同时放出氢气;将少量Na2O2加入CuSO4溶液中,产生蓝色沉淀同时放出氧气,D正确。
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10.(2024·太原高一期末)下列各组物质相互混合反应,最终有白色沉淀生成的是
①金属钠投入到MgCl2溶液中　②Na2O2投入到CuSO4溶液中　③Ca(OH)2溶液和Na2CO3溶液　④向CaCl2溶液中通入少量CO2
A.③④ B.①③ C.②③ D.②③④
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①金属钠投入到MgCl2溶液中,钠和水反应生成NaOH和氢气,NaOH和MgCl2反应生成白色沉淀Mg(OH)2;②Na2O2投入到CuSO4溶液中,过氧化钠和水反应生成NaOH和氧气,NaOH和硫酸铜反应生成蓝色氢氧化铜沉淀;③Ca(OH)2溶液和Na2CO3溶液反应生成白色沉淀碳酸钙;④CaCl2与CO2不反应。
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11.(2024·湖南长郡中学高一期末)过氧化钠可作呼吸面具中的供氧剂,实验室可用如图装置制取少量纯净过氧化钠。下列说法正确的是
A.实验时先点燃酒精灯,再打开仪器①的开关
B.装置X也可以用于制取H2、CO2等
气体的发生装置
C.②中所盛试剂为饱和NaHCO3溶液
D.③的作用是吸收尾气
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实验时先打开仪器①的开关,
将装置中的空气排尽后,再点
燃酒精灯,防止空气中的水蒸
气与钠直接反应,使制得的产品不纯,A错误;
装置X是固加液不需要加热的装置,实验室利用锌与稀硫酸制取H2,利用碳酸钙与稀盐酸制取CO2,均可利用装置X进行制取,B正确;
②中应盛浓硫酸,除去氧气中含有的水蒸气,C错误。
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12.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
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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;
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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。
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13.金属钠及其化合物在人类社会发展进程中起着重要的作用,请回答:
(1)将一小块金属钠投入盛有水
的烧杯中:
①B中发生反应的化学方程式
是　　　　　　　 　　　　。
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
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②下列现象与解释正确的是________
(填字母)。
ABCD
选项 实验现象 解释
A 钠浮在水面上 钠的密度比水小
B 钠熔成小球 钠与水反应放热且钠的熔点低
C 钠四处游动,嘶嘶作响 产生了气体
D 向烧杯C中滴入酚酞溶液,溶液变为红色 生成了碱性物质
①A装置为CO2的制备装置,反应的离子方程式为_____________________
_____________。
②C装置为O2的制备装置,写出C中过氧化钠发生反应的化学方程式:
　　 　　。
(2)实验室利用如图所示的装置(夹持仪器略)研究潜水艇中供氧体系的反应原理。
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CaCO3+2H+===Ca2+
+CO2↑+H2O
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
③D装置中盛放的试剂是　　 　　　。
④当装置内气流平稳后开始收集气体,若该气体能　　　　　　　　　　,证明过氧化钠可做供氧剂。
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NaOH溶液
使带火星的木条复燃
操作 现象 结论
取少量样品于试管中,加水溶解,加入 ______________溶液,充分振荡 有白色沉淀生成
另取少量样品于试管中,再加入适量的水,用带火星的木条靠近管口 带火星的木条复燃
(3)过氧化钠若长期保存不当,容易生成　　　　(填化学式),证明过氧化钠变质情况的一种实验方案如下。
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Na2CO3
BaCl2(或CaCl2)
过氧化钠样品已经
变质
过氧化钠样品部分
变质
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过氧化钠若长期保存不当,容易生成Na2CO3,碳酸根离子和Ca2+或Ba2+生成碳酸钙或碳酸钡沉淀,滴加氯化钡或氯化钙溶液生成白色沉淀,证明含碳酸根离子,说明过氧化钠样品已经变质。另取少量样品于试管中,再加入适量的水,用带火星的木条靠近试管口,带火星的木条复燃说明生成了氧气,说明过氧化钠部分变质。
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14.过氧化钠是重要的工业漂白剂。实验小组研究Na2O2与水的反应。
(1)甲同学向褪色的溶液中滴入两滴酚酞,观察到的现象与实验二相同,甲同学这样做的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。
操作 现象
实验一:向盛有0.2 g Na2O2的烧杯中加入50 mL蒸馏水 剧烈反应,产生能使带火星木条复燃的气体,得到溶液a
实验二:恢复室温后,向溶液a中滴入两滴酚酞溶液 溶液先变红,约10 min后溶液颜色明显变浅,最终溶液变为无色
证实是酚酞被消耗引起该实验现象
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甲同学向褪色的溶液中滴入两滴酚酞溶液,观察到的现象与实验二相同,说明是酚酞被消耗,因此甲同学这样做的目的是证实是酚酞被消耗引起该实验现象。
(2)查阅资料得知,实验二中溶液褪色可能是溶液a中存在较多的H2O2,H2O2将酚酞氧化导致。乙同学通过设计实验三证实了H2O2的存在。
实验三:取少量溶液a,加入试剂　　　　(填化学式),有大量使带火星木条复燃的无色气体产生。
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MnO2
(3)为探究实验二现象中红色褪去的原因,同学们在相同温度下,继续进行了如下实验:
实验四:向H2O2溶液中滴入两滴酚酞溶液,振荡,一段时间后,加入5滴0.4%的NaOH溶液,溶液变红又迅速褪色且产生气体,10 min后溶液变无色。
实验五:向0.4%的NaOH溶液中滴入两滴酚酞溶液,振荡,溶液变红,10 min后溶液颜色无明显变化;向该溶液中通入氧气,溶液颜色无明显变化。
①实验五通入氧气的目的是　　　 。
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证明不是NaOH溶液中的O2使溶液褪色
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实验四中产生氧气,实验四中溶液褪色,而实验五中通入氧气,溶液不褪色,则实验五通入氧气的目的是证明不是NaOH溶液中的O2使溶液褪色。
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②从实验四和实验五中,可得出的结论是____________________________
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从实验四和实验五中,NaOH溶液中的O2不能使酚酞溶液褪色,因此可得出的结论是碱性条件下H2O2将酚酞氧化使其褪色。
碱性条件下H2O2将酚酞氧化使
其褪色
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