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第9讲　钠及其氧化物
第四章　金属及其化合物
1.掌握钠及其氧化物的性质及应用。
2.初步建立由宏观现象推测物质性质、结构决定性质的思维模型。
复习目标
考点一　钠的性质
考点二　钠的氧化物
课时测评
内容索引
考点一
钠的性质
1.物理性质
(1)色态：______色固体。
(2)硬度：质地____，可以用小刀切割。
(3)密度：钠与水、煤油密度大小关系为_______________。
(4)熔点：____100 ℃。
必备知识 整合
银白
软
ρ水＞ρNa＞ρ煤油
＜
2.化学性质
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
O2
Cl2：2Na＋Cl22NaCl
S：2Na＋SNa2S
1
1 mol Na完全反应生成Na2O2转移的电子数为　　　　。
(2)与H2O反应
离子方程式：____________________________________。
(3)与盐酸反应
离子方程式：__________________________。
NA
2Na＋2H2O2Na＋＋2OH－＋H2↑
2Na＋2H＋2Na＋＋H2↑
1
(4)与盐的反应
①与熔融盐的反应
4Na＋TiCl44NaCl＋Ti
Na＋KClNaCl＋K↑
②与盐溶液的反应(以CuSO4溶液为例)
2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑
CuSO4＋2NaOHCu(OH)2↓＋Na2SO4
总方程式为_________________________________________________。
2Na＋CuSO4＋2H2OCu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
2
(1)将一小块金属钠分别投入盛有：a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三个小烧杯中，反应速率由快到慢的顺序为　　 　 　 。解释反应速率不同的原因：_____________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_______________________________________________________。
c＞a＞b
钠与水、乙醇、稀H2SO4三种物质反应的实质都是钠与H＋间的置换反应，H＋浓度的大小决定了反应速率的快慢，由三种物质电离出H＋的能力可知H＋浓度的大小顺序为c＞a＞b，因而反应速率大小顺序为c＞a＞b
2
(2)钠与盐溶液的反应
Na NaOH 发生复分解反应
思考回答下列问题：
将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体又有白色沉淀________产生的(填序号)。
①MgSO4溶液　 ②BaCl2溶液　 ③饱和澄清石灰水
④Ca(HCO3)2溶液　⑤CuSO4溶液
①③④
3.制取与保存
(1)制取：化学方程式为2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。
(2)保存：密封保存，通常保存在_________________。
4.用途
(1)钠、钾合金(液态)可用作原子反应堆的导热剂。
(2)用作电光源，制作高压钠灯。
(3)作强还原剂，冶炼某些金属。
石蜡油或煤油中
3
工业上可用钠与氯化钾在850 ℃时制取钾，化学方程式为Na(l)＋KCl(l)K(g)＋NaCl(l)。解释用该反应制备金属钾的原理是
_________________________________________________________　　　　　　　　　
_________________________________________________________ 　　　　　　 重 。
工业上用钠制取钾利用的是化学平衡移动原理，反应生成气态钾，从体系中蒸出钾，生成物的浓度降低，化学平衡向正反应方向移动即向生成钾的方向移动
考向1 钠的性质
1.下列关于钠及其化合物的叙述正确的是　　　　 (填序号)。
①金属钠着火，可用水扑灭
②钠是最活泼的金属
③用瓷坩埚灼烧Na、Na2O、NaOH等
④电解饱和食盐水可以制得金属钠
⑤钠投入硫酸铜溶液中，先与水反应，不能置换出铜
⑥将一小块钠放在陶土网上，用酒精灯加热后，剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成氧化钠
⑦比较水与乙醇中氢的活泼性的方法是分别将少量的钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中
⑧钠在空气中燃烧可生成Na2O2，23 g钠充分燃烧时转移电子数为NA
⑨23 g钠与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子
⑩将钠投入水中，产生气体，其化学方程式为2Na＋2H2O2NaOH＋H2
关键能力 提升
⑤⑦⑧⑩
考向2 钠与Cl2、CO2的反应
2.实验：将一小粒钠放在陶土网上，微热，待钠熔成球状
时，将盛有氯气的集气瓶迅速倒扣在钠的上方，钠剧烈燃
烧，有白烟生成。下列分析不正确的是
A.钠熔化后体积增大，说明钠原子间的平均距离增大
B.反应过程中，Cl2的p-p σ键断裂
C.NaCl的形成过程可表示为
D.该实验说明Cl2的氧化性比O2的强
√
钠熔化后体积增大，说明钠原子间的平均距离增大，故A正确；反应过程中，Cl2的p-p σ键断裂，故B正确；NaCl的形成过程是钠原子失去电子，氯原子得到电子，可表示为 ，故C正确；该
实验没有对比，无法说明Cl2的氧化性比O2的强，故D错误。
3.某同学探究金属Na与CO2的反应，实验如下：
√
编号 实验Ⅰ 实验Ⅱ
操作 将点燃的金属钠伸到盛有CO2的集气瓶中 将实验Ⅰ的集气瓶用水冲洗，过滤。取黑色滤渣灼烧；取滤液分别滴加酚酞和氯化钡溶液
现象 ①火焰呈黄色 ②底部有黑色固体，瓶壁上附有白色固体 ①黑色滤渣可燃
②滤液能使酚酞溶液变红，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成
下列说法不正确的是
A.生成的黑色固体中含有C B.白色固体是Na2O
C.实验Ⅱ中滤液呈碱性 D.金属Na着火不能用CO2灭火
由实验Ⅰ可知钠能够在二氧化碳中燃烧，根据质量守恒定律，反应物中含有钠元素、氧元素、碳元素；由实验Ⅱ中黑色滤渣可燃可知，集气瓶底部的黑色固体为碳，由滤液能使酚酞溶液变红，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成可知，瓶壁上附有的白色固体为碳酸钠，则钠在二氧化碳气体中燃烧生成碳酸钠和碳单质，反应的化学方程式为
编号 实验Ⅰ 实验Ⅱ
操作 将点燃的金属钠伸到盛有CO2的集气瓶中 将实验Ⅰ的集气瓶用水冲洗，过滤。取黑色滤渣灼烧；取滤液分别滴加酚酞和氯化钡溶液
现象 ①火焰呈黄色 ②底部有黑色固体，瓶壁上附有白色固体 ①黑色滤渣可燃
②滤液能使酚酞溶液变红，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成
4Na＋3CO22Na2CO3＋C。由分析可知，生成的黑色固体中含有C，A正确；由分析可知，白色固体为碳酸钠，B错误；实验Ⅱ中滤液能使酚酞溶液变红，说明滤液呈碱性，C正确；由实验Ⅰ可知钠能够在二氧化碳中燃烧，则金属Na着火不能用CO2灭火，应用沙土覆盖，D正确。
编号 实验Ⅰ 实验Ⅱ
操作 将点燃的金属钠伸到盛有CO2的集气瓶中 将实验Ⅰ的集气瓶用水冲洗，过滤。取黑色滤渣灼烧；取滤液分别滴加酚酞和氯化钡溶液
现象 ①火焰呈黄色 ②底部有黑色固体，瓶壁上附有白色固体 ①黑色滤渣可燃
②滤液能使酚酞溶液变红，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成
考向3 钠与水反应的拓展延伸
4.向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 mol·L－1盐酸、100 mL 0.01 mol·L－1 NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 mol Na。下列有关说法正确
的是
A.三个烧杯中均发生的离子反应为2Na＋2H2O2Na＋＋2OH－＋H2↑
B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且X烧杯中的反应最剧烈
C.三个烧杯反应后，溶质的物质的量浓度相同
D.三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同
√
钠与盐酸反应时钠先与H＋反应，离子方程式为2Na＋2H＋2Na＋＋H2↑，A错误；三个烧杯中，Y烧杯中的氢离子浓度最大，反应最剧烈，B错误；X烧杯中生成的溶质为NaOH，Y烧杯中生成的溶质为NaCl、NaOH，Z烧杯中生成NaOH，且Z烧杯中原溶质为NaOH，故三个烧杯中溶质的物质的量浓度不同，C错误；因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完，故生成H2的质量相同，D正确。
5.如图甲是演示金属钠与水反应的重要实验，为收集检验气体产物，某兴趣小组将甲装置改进成如图乙或丙，请根据要求回答下列问题。
(1)写出钠与水反应的离子方程式：　　　　　 　　　　　　　　。
2Na＋2H2O2Na＋＋2OH－＋H2↑
(2)按乙装置实验，液体添加完毕后，关闭活塞，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞，可观察到的现象是　　　　(填字母)。
A.钠块始终保持在a处，直至完全消失
B.钠沉入U形管b处而后又慢慢浮到a处
C.钠处于煤油和水的交界处上下浮动
D.随反应的进行煤油与胶塞处液面下降，
漏斗中液面上升
E.最终钠块在煤油中燃烧起来
CD
因钠的密度比水小，比煤油大，钠与水接触时反应产生氢
气，生成的气体将钠块带离水层，进入煤油层后停止反应
又下沉，如此往复，直至钠反应完，反应过程中没有氧气，
钠不可能燃烧，所以钠处于煤油和水的交界处，上下浮动。
(3)乙装置中漏斗在反应过程中的主要作用是　　　　　　　　 　 　。
(4)用乙装置实验，点燃气体产物时，是否需要检验纯度？　　　　　(填“是”或“否”)。
液体充满U形管，反应过程中只产生氢气，不可能含有氧气，点燃时不会产生爆炸，因而不需要检验氢气的纯度。
储存反应过程中排出的水
否
(5)按图丙所示方法来收集产生的气体，需将钠包
好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体，在相同条件下体积的关系是　　　　(填字母)。
①用铝箔包住钠　②用铜箔包住钠
a.二者收集气体一样多　
b.①收集气体体积较大
c.②收集气体体积较大
b
Na和H2O反应产生H2的同时产生NaOH，NaOH可以和Al发生反应：2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，故用铝箔包住Na时产生H2的体积较大。
1.钠与水、酸反应的实质都是与H＋的反应。
2.钠与乙醇反应的特点——慢、沉
钠与乙醇反应，钠块先沉在液面下，后上下浮动、能看到表面冒出气泡，并不能熔化成小球。
3.钠与酸反应的特点——快，可能燃烧或爆炸。
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归纳总结
考点二
钠的氧化物
氧化钠与过氧化钠的比较
必备知识 整合
Na2O Na2O2
电子式 Na＋ Na＋ Na＋ Na＋
氧元素化合价 _____ _____
色、态 __________ ____________
阴、阳离子个数比 ______ ______
是否为碱性氧化物 ______ ______
－2
－1
白色固体
淡黄色固体
1∶2
1∶2
是
否
Na2O Na2O2
与水反应 Na2O＋H2O2NaOH __________________________________
与CO2反应 Na2O＋CO2Na2CO3 __________________________________
与盐酸反应 __________________________ 2Na2O2＋4HCl4NaCl＋2H2O＋O2↑
用途 氧化剂、供氧剂、漂白剂
2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑
2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2
Na2O＋2HCl2NaCl＋H2O
1
金属钠露置在空气中会发生一系列变化，其过程如下：
银白色金属钠表面变暗出现白色固体接着表面变稀白色块状固体白色粉末状物质。
请写出上述各步反应的化学方程式。
提示：①4Na＋O22Na2O
②Na2O＋H2O2NaOH
③2NaOH＋CO2＋9H2ONa2CO3·10H2O
④Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O
2
(Na2O2的强氧化性与还原性)从元素化合价角度分析Na2O2的性质。
(1)Na2O2的强氧化性
①向氢硫酸饱和溶液中加入少量Na2O2，产生浅黄色沉淀，其化学方程式为　　　　　　　 。
②Na2O2吸收SO2气体，生成Na2SO4，其化学方程式为__________________
　　　 。
(2)Na2O2的还原性
在酸性高锰酸钾溶液中加入适量Na2O2粉末，溶液褪色，并产生无色气体，Na2O2表现出　　　　性，氧化产物是　　　　。
Na2O2＋3H2SS＋2NaHS＋2H2O
Na2O2＋SO2
Na2SO4
还原
O2
考向1 过氧化钠的性质
1.下列说法正确的是　　　　(填序号)。
①过氧化钠能与酸反应生成盐和水，所以过氧化钠是碱性氧化物
②过氧化钠能与水反应，所以过氧化钠可以作气体的干燥剂
③过氧化钠中阴阳离子个数比为1∶1
④可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
⑤将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中，最终溶液均为红色
⑥Na2O由两种单质直接反应生成，将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生
⑦1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA
⑧7.8 g Na2O2含有的共用电子对数为0.1NA
⑨7.8 g Na2O2和CO2充分反应转移的电子数为0.1NA
关键能力 提升
④⑧⑨
2.(2024·重庆万州二中月考)将1.95 g Na2O2加入水中，反应后配成50 mL溶液A，进行如下实验。下列说法错误的是
A.由实验可知，Na2O2与水反应有H2O2生成
B.②、③溶液褪色与OH－浓度较大有关
C.若向①褪色后的溶液中滴加5滴6 mol·L－1盐酸，溶液将变红
D若向④中继续滴加6 mol·L－1盐酸或6 mol·L－1 NaOH溶液，溶液均可能褪色
√
编号 ① ② ③ ④
操作
现象 溶液变红色，20秒后褪色 ⅰ.产生大量使带火星的木条复燃的气体ⅱ.溶液变红色，10分钟后褪色 ⅰ.溶液变红色，10分钟后溶液褪色ⅱ.溶液变红色 溶液变红色，2小时后无明显变化
由实验可知，滴加酚酞后溶液变红，说明有碱生成，后褪色，说明有漂白性物质生成，同时结合实验②，加入二氧化锰产生使带火星木条复燃的气体即氧气，说明Na2O2与水反应有H2O2生成，故A正确；对比②、③、④，可知溶液褪色与OH－浓度较大有关，故B正确；①中溶液褪色的主要原因为生成强氧化性的过氧化氢，将有色物质氧化为无色物质，向溶液中滴加5滴6 mol·L－1盐酸，溶液不会变红，故C错误；
编号 ① ② ③ ④
操作
现象 溶液变红色，20秒后褪色 ⅰ.产生大量使带火星的木条复燃的气体ⅱ.溶液变红色，10分钟后褪色 ⅰ.溶液变红色，10分钟后溶液褪色ⅱ.溶液变红色 溶液变红色，2小时后无明显变化
由③、④可知，在碱溶液中酚酞变红色与OH－的浓度有关，1 mol/L的氢氧化钠溶液中滴加酚酞变红，10分钟后溶液褪色，再滴加盐酸后，OH－浓度减小，溶液再次变红，若向④中继续滴加6 mol·L－1 NaOH溶液，溶液可能褪色，若继续滴加6 mol·L－1盐酸，氢氧化钠浓度不断减小，当溶液呈酸性时，溶液也会褪色，故D正确。
编号 ① ② ③ ④
操作
现象 溶液变红色，20秒后褪色 ⅰ.产生大量使带火星的木条复燃的气体ⅱ.溶液变红色，10分钟后褪色 ⅰ.溶液变红色，10分钟后溶液褪色ⅱ.溶液变红色 溶液变红色，2小时后无明显变化
考向2 钠的氧化物与H2O、CO2反应的定量关系
3.当0.2 mol NO2与足量CO2完全反应后，下列说法正确的是
选项 生成Na2CO3的质量 关于所生成氧气的描述
A 21.2 g 该氧气的摩尔质量是36 g·mol－1
B 21.6 g 生成的氧气在标准状况下的体积为2.24 L
C 21.2 g 该氧气的摩尔质量是32 g·mol－1
D 22.4 g 生成的氧气在标准状况下的体积为2.24 L
√
Na2O2与CO2反应的实质是－1价的氧发生歧化反应，生成物Na2CO3中有一个O为18O，摩尔质量是108 g·mol－1；0.2 mol NO2与足量CO2完全反应，生成0.2 mol Na2C18OO2，质量为108 g·mol－1×0.2 mol＝21.6 g；生成的氧气为18O2，摩尔质量是36 g·mol－1，反应生成0.1 mol 18O2，在标准状况下气体体积为2.24 L。综上所述，B项正确。
选项 生成Na2CO3的质量 关于所生成氧气的描述
A 21.2 g 该氧气的摩尔质量是36 g·mol－1
B 21.6 g 生成的氧气在标准状况下的体积为2.24 L
C 21.2 g 该氧气的摩尔质量是32 g·mol－1
D 22.4 g 生成的氧气在标准状况下的体积为2.24 L
4.现有Na2O和Na2O2的混合物14 g，加入适量水使其充分溶解得到溶液A和1.12 L气体B(标准状况下)。
(1)混合物中Na2O的物质的量为　　　　mol。
Na2O和Na2O2的混合物溶于水发生反应：Na2O＋H2O2NaOH，2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑，气体B为氧气，其物质的量为0.05 mol，则Na2O2的物质的量为0.1 mol，质量为7.8 g，Na2O的质量为14 g－7.8 g＝6.2 g，物质的量为0.1 mol。
0.1
(2)在25 ℃下将溶液A加水稀释至400 mL，则该溶液的pH为　　　　。
14
溶液A中NaOH的物质的量为0.1 mol×2＋0.05 mol×4＝0.4 mol，则稀释后溶液中c(OH－)＝c(NaOH)＝＝1 mol·L－1，c(H＋)＝10－14 mol·L－1，溶液pH＝14。
Na2O2与H2O、CO2的反应规律
探规守律
电子转 移关系 当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量的关系为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2)
气体体积变化关系 CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2时，气体体积的减少量是原来气体体积的，等于生成氧气的量，即ΔV＝V(O2)＝V(混合)
固体质量变化关系 CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”，所以固体增加的质量Δm(CO2)＝28 g·mol－1×n(CO2)，Δm(H2O)＝2 g·mol－1×n(H2O)
1.正误判断
(1)(2024·浙江6月选考)Na2O2能与CO2反应产生O2，可作供氧剂 (　　)
(2)(2024·黑吉辽卷)金属K着火，用湿抹布盖灭 (　　)
(3)(2024·黑吉辽卷)用过氧碳酸钠漂白衣物：Na2CO4具有较强氧化性 (　　)
(4)(2024·黑吉辽卷)除去乙醇中少量的水，可以加入金属Na，然后过滤 (　　)
(5)(2024·河北卷)观察烧杯中钠与水反应的实验现象时，不能近距离俯视 (　　)
高考真题 感悟
√
×
×
√
√
2.(2023·北京卷)离子化合物Na2O2和CaH2与水的反应分别为①2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑；②CaH2＋2H2OCa(OH)2＋2H2↑。下列说法正确的是
A.Na2O2、CaH2中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应，②中水发生还原反应
C.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2，CaH2中阴、阳离子个数比为2∶1
D.当反应①和②中转移的电子数相同时，产生的O2和H2的物质的量相同
√
Na2O2中有离子键和非极性共价键，CaH2中只有离子键而不含非极性共价键，A错误；①中水的化合价不发生变化，不涉及氧化还原反应，②中水发生还原反应，B错误；Na2O2由Na＋和组成，阴、阳离子个数之比为1∶2，CaH2由Ca2＋和H－组成，阴、阳离子个数之比为2∶1，C正确；①中每生成1个氧气分子转移2个电子，②中每生成1个氢气分子转移1个电子，转移电子数相同时，生成氧气和氢气的物质的量之比为1∶2，D错误。
3.(2022·天津卷)金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题：
(1)NaCl熔点为800.8 ℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na，电解反应方程式：2NaCl(l) 2Na(l)＋Cl2(g)，加入CaCl2的目的是______
　　　　　　　　　　　　　　　　。
熔剂，降低NaCl的熔点，降低能耗
作助
NaCl熔点为800.8 ℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na，电解反应方程式：2NaCl(l)2Na(l)＋Cl2(g)，电解时温度降低了即熔点降低了，说明加入CaCl2的目的是作助熔剂，降低NaCl的熔点，降低能耗。
(2)Na2O2的电子式为　　　　　　　 。在25 ℃和101 kPa时，Na与O2反应生成1 mol Na2O2，放热510.9 kJ，写出该反应的热化学方程式：　　　　　　 。
Na＋ Na＋
2Na(s)＋O2(g)Na2O2(s)　ΔH＝－510.9 kJ·mol－1
Na2O2含有钠离子和过氧根离子，其电子式为Na＋ Na＋。在25 ℃和101 kPa时，Na与O2反应生成1 mol Na2O2放热510.9 kJ，则该反应的热化学方程式：2Na(s)＋O2(g)Na2O2(s)　ΔH＝
－510.9 kJ·mol－1。
(3)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融金属Na反应前需依次通过　 、　 (填字母)。
a.浓硫酸 b.饱和食盐水
c.NaOH溶液 d.KMnO4溶液
c
a
采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2，由于空气中含有二氧化碳和水蒸气，因此要用氢氧化钠除掉二氧化碳，用浓硫酸除掉水蒸气，一般最后除掉水蒸气，因此空气与熔融金属Na反应前需依次通过NaOH溶液、浓硫酸。
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课 时 测 评
1.(2024·海南模拟预测)钠与水的反应是一个经典实验，下列有关该实验的操作或现象说法错误的是
A.用镊子从煤油中取出钠块
B.切取绿豆粒大小的钠块，用滤纸吸干煤油，放入盛有水的烧杯中
C.钠在水面上快速游动，并有轻微的嘶嘶声
D.将剩余的钠放入废液缸中
√
钠存放在煤油中，则用镊子从煤油中取出钠块，故A正确；钠质地软，可以用小刀切取绿豆粒大小的钠块，用滤纸吸干煤油，放入盛有水的烧杯中，故B正确；钠与水反应剧烈，产生氢气，密度比水小，钠在水面上快速游动，并有轻微的嘶嘶声，故C正确；取钠切割后，将剩余的钠块应放回原试剂瓶，钠易被氧化且与水反应生成强碱，不能放入废液缸，故D错误。
2.下列说法错误的是
①金属Na着火时立即用冷水扑灭　
②向装有Na2O2的试管中滴加少量水，观察是否有气泡产生，检验Na2O2是否变质　
③Na2O2用棉花包裹放在陶土网上，向棉花上滴几滴水，观察棉花是否燃烧，探究Na2O2与H2O反应放热　
④向乙醇中加入一小粒金属钠，观察是否产生无色气体，检验乙醇中是否含有水
A.①②④ B.①②③
C.①③④ D.②③④
√
Na着火时应立即用沙土扑灭，①错误；Na2O2未变质或部分变质时，滴加少量水，均会产生气泡，②错误；若棉花燃烧，则温度达到了棉花的着火点，说明Na2O2与H2O反应放热，③正确；Na与乙醇、水反应，均会产生气体，④错误。
3.(2024·江苏扬州模拟预测)钠钾合金常温下呈液态，可用作快中子反应堆的热交换剂，这主要是因为钠钾合金
A.易与O2反应 B.易与H2O反应
C.熔点低、导热性好 D.密度小、硬度小
钠、钾为金属，具有良好的导电、导热能力，钠钾合金熔点低，常温下呈液态，具有良好的导热性，可用作快中子反应堆的热交换剂，故C符合题意。
√
4.(2025·河北保定期末)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　②钠在常温下不容易被氧化③Na2O2可作供氧剂，而Na2O不行　④石蕊溶液中加入Na2O2粉末，先变蓝后褪色，并有气泡生成　⑤钠与浓NH4Cl溶液反应，放出的气体中含H2和NH3
A.都正确 B.①②③④
C.③④⑤ D.②④⑤
√
①Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气，不满足碱性氧化物与水反应只生成相应碱的定义，因此Na2O2不属于碱性氧化物，故错误；②钠单质为活泼金属单质，在常温下能与氧气反应生成氧化钠，故错误；③Na2O2可与二氧化碳、水反应生成氧气，可以作供氧剂，而Na2O与二氧化碳、水反应不生成氧气，故Na2O不能作供氧剂，故正确；④Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气，石蕊遇碱变蓝，Na2O2具有漂白性，会使蓝色溶液褪色，故正确；⑤浓NH4Cl溶液呈酸性，钠单质能与溶液中H＋反应生成H2，促进NH4Cl水解生成NH3·H2O，该反应为放热反应，温度升高会使NH3·H2O分解生成NH3，故正确；综上所述，叙述正确的是③④⑤，故C正确。
5.(2024·黑龙江三模)钠及其化合物在生活中有重要的应用，下列说法正确的是
A.Na2O2与SO2的反应与CO2类似，最终生成Na2SO3和O2
B.鉴别Na2CO3和NaHCO3可用饱和澄清石灰水
C.金属钠投入饱和NaCl溶液中可观察到有气体和沉淀生成
D.固体钠变成钠蒸气有金属键断裂，属于化学变化
√
Na2O2有氧化性，SO2有还原性，两者反应最终生成Na2SO4，没有O2生成，A错误；饱和澄清石灰水与Na2CO3和NaHCO3反应都会直接产生沉淀，不能用于鉴别两者，B错误；金属钠投入饱和氯化钠溶液中，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，Na＋浓度增加，会有氯化钠固体析出，则观察到的实验现象为有无色气体放出和白色沉淀生成，C正确；物质的三态变化没有新物质生成，属于物理变化，D错误。
6.(2024·吉林二模)关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是
A.等物质的量时所含阴离子数目相同
B.颜色相同
C.所含化学键类型相同
D.化合物种类不同
Na2O中阴离子是O2－，Na2O2中阴离子是，等物质的量时所含阴离子数目相同，故A正确；Na2O固体为白色，Na2O2固体为淡黄色，故B错误；Na2O中含有离子键，Na2O2中含有离子键和共价键，故C错误；Na2O和Na2O2都属于金属氧化物，故D错误。
√
7.图示为证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中作供氧剂的实验装置图，其中a装置是实验室制备二氧化碳的装置，c中盛放的是过氧化钠。下列说法正确的是
A.a中可以用Na2CO3和稀盐酸来制备CO2
B.b装置中是饱和Na2CO3溶液，作用是除去a中产生的HCl
C.c中只发生2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2
D.f中收集的气体是纯净的O2
√
碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水，则a装置可以用碳酸钠和稀盐酸制备CO2，选项A正确；由于a中的盐酸易挥发，制得的二氧化碳中含有HCl，则b装置中应盛放饱和NaHCO3溶液，其作用是除去a中产生的HCl，不能盛放碳酸钠溶液，因为碳酸钠也会与二氧化碳反应，选项B错误；从装置b中出来的气体没有干燥，二氧化碳中混有水蒸气，c中不仅仅发生反应2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2，还有反应2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑，选项C错误；f中用排水法收集的气体是湿润的O2，不纯，选项D错误。
8.(2024·重庆高三期中)已知氢化钠(NaH)可由氢气和钠在高温下化合形成，NaH遇水放出H2，下列说法正确的是
A.取钠与氢气反应后的产物，加水若产生H2，即可证明产物为纯净的NaH
B.NaH与水反应产生的H2，通过盛有碱石灰的干燥管，再用向上排空气法
收集
C.高温下NaH将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛的原理为4NaH＋TiCl4Ti＋4NaCl＋2H2↑
D.NaH在无水条件下除去钢铁表面铁锈的原理为3NaH＋Fe2O32Fe＋3NaOH
√
由于2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑，取钠与氢气反应后的产物，加水若产生H2，不能证明产物为纯净的NaH，A错误；NaH与水反应产生的H2，通过盛有碱石灰的干燥管，H2的密度比空气的小，应该用向下排空气法收集，B错误；高温下NaH将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛的原理为2NaH＋TiCl4Ti＋2NaCl＋2HCl↑，C错误；NaH中H－具有强还原性，故NaH在无水条件下除去钢铁表面铁锈的原理为3NaH＋Fe2O32Fe＋3NaOH，D正确。
9.某学习小组设计实验制备供氢剂氢化钠(NaH)，实验装置如下图所示。
下列说法错误的是
A.相同条件下，粗锌比纯锌反应速率快
B.装置a还能用来制备CO2和H2S气体
C.实验时先打开活塞K，再点燃c处酒精灯
D.判断钠是否剩余，可取c中固体加水检验
√
A项，粗锌与酸R形成原电池，会加快化学反应速率，正确；B项，启普发生器使用条件：块状固体与液体反应制取气体；气体难溶于水(或溶解度不大)；反应不需要加热，氢气、二氧化碳(用大理石和盐酸制取)、硫化氢(用FeS和稀硫酸制取)等气体制取符合启普发生器使用条件，因此可以制CO2、H2S气体，正确；C项，实验时先打开活塞K，利用氢气排尽装置内的空气，然后再加热，防止氢气与空气的混合气体加热发生爆炸，正确；D项，产物氢化钠也会与水反应产生氢气，因此不能使用该方法进行检验，错误。
10.(6分)金属钠及其化合物在人类生产、生活中起着重要作用。
(1)Na2O2的电子式为　　　　　　　 　。
(2)向酸性KMnO4溶液中加入Na2O2粉末，观察到溶液褪色，发生如下反应：　　　　Mn＋　　　　H＋＋　　　　Na2O2　　　Mn2＋＋
　　　　Na＋＋　　　　O2↑＋　　　　H2O
配平上述离子方程式。该反应说明Na2O2具有　　　　(选填“氧化性”“还原性”或“漂白性”)。
Na＋ Na＋
还原性
8
2
16
5
2
10
5
根据得失电子守恒和质量守恒配平离子方程式为2Mn＋16H＋＋5Na2O22Mn2＋＋10Na＋＋5O2↑＋8H2O，该反应中，Na2O2为还原剂，说明Na2O2具有还原性；
(3)在密闭容器中，将a mol Na2O2和b mol NaHCO3固体混合物加热至250 ℃，充分反应后，若剩余固体为Na2CO3和NaOH、排出气体为O2和H2O时，a∶b的取值范围为　　　　　　。
＜a∶b＜1
残余的固体为Na2CO3和NaOH，生成的气体为O2和H2O，则有总反应式为bNaHCO3＋aNa2O2bNa2CO3＋(2a－b)NaOH＋(b－a)H2O＋O2，2a－b＞0，则a∶b＞，b－a＞0，则a∶b＜1，则a∶b的取值范围为＜a∶b＜1。
11.(13分)如图1是钠及其化合物与水反应关系图，两圆圈相交的部分表示圆圈内的物质相互发生的反应。请按要求填空。
(1)反应①的化学方程式为　　　　　　　 。
反应①是钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，其化学方程式为2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑；
2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑　
(2)在反应②的混合液中滴入酚酞，可观察到的现象是　　　　　　　。
反应②是氧化钠与水反应生成氢氧化钠，在混合液中滴入酚酞，酚酞遇碱变红，则可观察到的现象是混合液变红；
混合液变红
(3)研究性学习小组设计图2装置探究反应③是放热反应。
ⅰ.向烧杯内滴加水时，可观察到的现象是 ___________________________
　　　　　　　　　　　 。
ⅱ.该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　 　，从氧化剂和还原剂的角度分析，该反应中过氧化钠的作用是　　　 　　　　 。
ⅲ.举例过氧化钠的用途：　　　　　　　 。(写一种)
烧杯中产生气泡，U形管内液体
静置后液面左边低于右边
2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑
作氧化剂、还原剂
作供氧剂(或漂白剂)
反应③是过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，是放热反应，图2装置中：ⅰ.向烧杯内滴加水时，反应产生氧气，故烧杯中产生气泡，反应放热，锥形瓶内气体体积增大，U形管内液体右移，静置后液面左边低于右边；ⅱ.该反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑，过氧化钠中氧元素化合价既升高也降低，其作氧化剂、还原剂；ⅲ.过氧化钠的用途有作供氧剂、漂白剂等等；
(4)超氧化钾(KO2)与过氧化钠一样能吸收CO2生成碳酸盐及O2，写出该反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　。
4KO2＋2CO22K2CO3＋3O2
超氧化钾KO2与过氧化钠一样能吸收CO2生成碳酸盐及O2，发生反应的化学方程式为4KO2＋2CO22K2CO3＋3O2。
12.(14分)Na2O2具有强氧化性，H2具有
还原性，某同学根据氧化还原反应的知
识推测Na2O2与H2能发生反应。为了验
证此推测结果，该同学设计并进行如图
实验进行实验探究。
步骤1：按如图所示的装置组装仪器(图中夹持仪器已省略)并检查装置的气密性，然后装入药品。
步骤2：打开K1、K2，在产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管的过程中，未观察到明显现象。
步骤3：进行必要的实验操作，淡黄色的粉末慢慢变成白色固体，无水硫酸铜未变蓝色。
(1)组装好仪器后，要检查装置的气密性。简述检查虚线框内装置气密性的方法：　　　　 ，向A装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面，　　　　　　　　　　　　 ，说明虚线框内的装置气密性良好。
关闭K1，向A装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面，并形成一段水柱，一段时间后水柱稳定不降，说明虚线框内的装置气密性良好；
关闭K1
并形成一段水柱，一段时间后水柱稳定不降
(2)B装置中所盛放的试剂是　　　，其作用是　 　　　　　　 。
A中生成的H2中混有水蒸气和挥发出的HCl，应利用B装置中所盛碱石灰除去；
碱石灰
吸收氢气中的水和氯化氢
(3)步骤3中的必要操作为打开K1、K2　　　　(请按正确的顺序填入下列步骤的字母)。
a.加热至Na2O2逐渐熔化，反应一段时间
b.用小试管收集气体并检验其纯度
c.关闭K1
d.停止加热，充分冷却
badc
步骤3中的必要操作为打开K1、K2，应先通一会氢气并用小试管收集气体检验其纯度，当装置内空气完全除去后，C装置加热至Na2O2逐渐熔化，反应一段时间，然后停止加热，充分冷却，最后关闭K1，故操作顺序为badc；
(4)由上述实验可推出Na2O2与H2反应的化学方程式为____________________。
(5)利用(4)Na2O2与H2的反应计算：等物质的量的Na2O2分别与足量的H2和H2O反应时，转移的电子数之比为　　　　。
Na2O2与H2反应无水生成，说明产物为NaOH，发生反应的化学方程式为Na2O2＋H22NaOH；
Na2O2＋H22NaOH
2∶1
根据Na2O2＋H22NaOH可知1 mol Na2O2转移的电子数为2 mol，2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑可知1 mol Na2O2转移的电子数为1 mol，等物质的量的Na2O2分别与足量的H2和H2O反应时，转移的电子数之比为2∶1。
返回第9讲　钠及其氧化物
【复习目标】　1.掌握钠及其氧化物的性质及应用。2.初步建立由宏观现象推测物质性质、结构决定性质的思维模型。
考点一　钠的性质
1.物理性质
(1)色态：银白色固体。
(2)硬度：质地软，可以用小刀切割。
(3)密度：钠与水、煤油密度大小关系为ρ水＞ρNa＞ρ煤油。
(4)熔点：＜100 ℃。
2.化学性质
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
O2
Cl2：2Na＋Cl22NaCl
S：2Na＋SNa2S
【微思考1】　1 mol Na完全反应生成Na2O2转移的电子数为　　　　。
提示：NA
(2)与H2O反应
离子方程式：2Na＋2H2O2Na＋＋2OH－＋H2↑。
(3)与盐酸反应
离子方程式：2Na＋2H＋2Na＋＋H2↑。
(4)与盐的反应
①与熔融盐的反应
4Na＋TiCl44NaCl＋Ti
Na＋KClNaCl＋K↑
②与盐溶液的反应(以CuSO4溶液为例)
2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑
CuSO4＋2NaOHCu(OH)2↓＋Na2SO4
总方程式为2Na＋CuSO4＋2H2OCu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。
【微思考2】　(1)将一小块金属钠分别投入盛有：a.水、b.乙醇、c.稀H2SO4的三个小烧杯中，反应速率由快到慢的顺序为　　　　　　。解释反应速率不同的原因：　　　　　　　
　　　　　　　。
提示：c＞a＞b　钠与水、乙醇、稀H2SO4三种物质反应的实质都是钠与H＋间的置换反应，H＋浓度的大小决定了反应速率的快慢，由三种物质电离出H＋的能力可知H＋浓度的大小顺序为c＞a＞b，因而反应速率大小顺序为c＞a＞b
(2)钠与盐溶液的反应
NaNaOH发生复分解反应
思考回答下列问题：
将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体又有白色沉淀产生的是　　　　　　(填序号)。
①MgSO4溶液　②BaCl2溶液　③饱和澄清石灰水
④Ca(HCO3)2溶液　⑤CuSO4溶液
提示：①③④
3.制取与保存
(1)制取：化学方程式为2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。
(2)保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。
4.用途
(1)钠、钾合金(液态)可用作原子反应堆的导热剂。
(2)用作电光源，制作高压钠灯。
(3)作强还原剂，冶炼某些金属。
【微思考3】　工业上可用钠与氯化钾在850 ℃时制取钾，化学方程式为Na(l)＋KCl(l)K(g)＋NaCl(l)。解释用该反应制备金属钾的原理是　　　　　　　　　　
　　　　　　　。
提示：工业上用钠制取钾利用的是化学平衡移动原理，反应生成气态钾，从体系中蒸出钾，生成物的浓度降低，化学平衡向正反应方向移动即向生成钾的方向移动
钠的性质
1.下列关于钠及其化合物的叙述正确的是　　　　(填序号)。
①金属钠着火，可用水扑灭
学生用书 第53页
②钠是最活泼的金属
③用瓷坩埚灼烧Na、Na2O、NaOH等
④电解饱和食盐水可以制得金属钠
⑤钠投入硫酸铜溶液中，先与水反应，不能置换出铜
⑥将一小块钠放在陶土网上，用酒精灯加热后，剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成氧化钠
⑦比较水与乙醇中氢的活泼性的方法是分别将少量的钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中
⑧钠在空气中燃烧可生成Na2O2，23 g钠充分燃烧时转移电子数为NA
⑨23 g钠与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子
⑩将钠投入水中，产生气体，其化学方程式为2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑
答案：⑤⑦⑧⑩
钠与Cl2、CO2的反应
2.实验：将一小粒钠放在陶土网上，微热，待钠熔成球状时，将盛有氯气的集气瓶迅速倒扣在钠的上方，钠剧烈燃烧，有白烟生成。下列分析不正确的是(　　)
A.钠熔化后体积增大，说明钠原子间的平均距离增大
B.反应过程中，Cl2的p-p σ键断裂
C.NaCl的形成过程可表示为
D.该实验说明Cl2的氧化性比O2的强
答案：D
解析：钠熔化后体积增大，说明钠原子间的平均距离增大，故A正确；反应过程中，Cl2的p-p σ键断裂，故B正确；NaCl的形成过程是钠原子失去电子，氯原子得到电子，可表示为，故C正确；该实验没有对比，无法说明Cl2的氧化性比O2的强，故D错误。
3.某同学探究金属Na与CO2的反应，实验如下：
编号 实验Ⅰ 实验Ⅱ
操作 将点燃的金属钠伸到盛有CO2的集气瓶中 将实验Ⅰ的集气瓶用水冲洗，过滤。取黑色滤渣灼烧；取滤液分别滴加酚酞和氯化钡溶液
现象 ①火焰呈黄色 ②底部有黑色固体，瓶壁上附有白色固体 ①黑色滤渣可燃 ②滤液能使酚酞溶液变红，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成
下列说法不正确的是(　　)
A.生成的黑色固体中含有C
B.白色固体是Na2O
C.实验Ⅱ中滤液呈碱性
D.金属Na着火不能用CO2灭火
答案：B
解析：由实验Ⅰ可知钠能够在二氧化碳中燃烧，根据质量守恒定律，反应物中含有钠元素、氧元素、碳元素；由实验Ⅱ中黑色滤渣可燃可知，集气瓶底部的黑色固体为碳，由滤液能使酚酞溶液变红，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成可知，瓶壁上附有的白色固体为碳酸钠，则钠在二氧化碳气体中燃烧生成碳酸钠和碳单质，反应的化学方程式为4Na＋3CO22Na2CO3＋C。由分析可知，生成的黑色固体中含有C，A正确；由分析可知，白色固体为碳酸钠，B错误；实验Ⅱ中滤液能使酚酞溶液变红，说明滤液呈碱性，C正确；由实验Ⅰ可知钠能够在二氧化碳中燃烧，则金属Na着火不能用CO2灭火，应用沙土覆盖，D正确。
钠与水反应的拓展延伸
4.向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 mol·L－1盐酸、100 mL 0.01 mol·L－1 NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 mol Na。下列有关说法正确的是(　　)
A.三个烧杯中均发生的离子反应为2Na＋2H2O2Na＋＋2OH－＋H2↑
B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且X烧杯中的反应最剧烈
C.三个烧杯反应后，溶质的物质的量浓度相同
D.三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同
答案：D
解析：钠与盐酸反应时钠先与H＋反应，离子方程式为2Na＋2H＋2Na＋＋H2↑，A错误；三个烧杯中，Y烧杯中的氢离子浓度最大，反应最剧烈，B错误；X烧杯中生成的溶质为NaOH，Y烧杯中生成的溶质为NaCl、NaOH，Z烧杯中生成NaOH，且Z烧杯中原溶质为NaOH，故三个烧杯中溶质的物质的量浓度不同，C错误；因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完，故生成H2的质量相同，D正确。
5.如图甲是演示金属钠与水反应的重要实验，为收集检验气体产物，某兴趣小组将甲装置改进成如图乙或丙，请根据要求回答下列问题。
(1)写出钠与水反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　。
(2)按乙装置实验，液体添加完毕后，关闭活塞，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞，可观察到的现象是　　　　(填字母)。
A.钠块始终保持在a处，直至完全消失
B.钠沉入U形管b处而后又慢慢浮到a处
C.钠处于煤油和水的交界处上下浮动
D.随反应的进行煤油与胶塞处液面下降，漏斗中液面上升
E.最终钠块在煤油中燃烧起来
(3)乙装置中漏斗在反应过程中的主要作用是　　　　　　　　　　　　　。
(4)用乙装置实验，点燃气体产物时，是否需要检验纯度？　　　　　(填“是”或“否”)。
(5)按图丙所示方法来收集产生的气体，需将钠包
学生用书 第54页
好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体，在相同条件下体积的关系是　　　　(填字母)。
①用铝箔包住钠　②用铜箔包住钠
a.二者收集气体一样多　
b.①收集气体体积较大
c.②收集气体体积较大
答案：(1)2Na＋2H2O2Na＋＋2OH－＋H2↑
(2)CD　(3)储存反应过程中排出的水　
(4)否　(5)b
解析：(2)因钠的密度比水小，比煤油大，钠与水接触时反应产生氢气，生成的气体将钠块带离水层，进入煤油层后停止反应又下沉，如此往复，直至钠反应完，反应过程中没有氧气，钠不可能燃烧，所以钠处于煤油和水的交界处，上下浮动。(4)液体充满U形管，反应过程中只产生氢气，不可能含有氧气，点燃时不会产生爆炸，因而不需要检验氢气的纯度。(5)Na和H2O反应产生H2的同时产生NaOH，NaOH可以和Al发生反应：2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，故用铝箔包住Na时产生H2的体积较大。
1.钠与水、酸反应的实质都是与H＋的反应。 2.钠与乙醇反应的特点——慢、沉 钠与乙醇反应，钠块先沉在液面下，后上下浮动、能看到表面冒出气泡，并不能熔化成小球。 3.钠与酸反应的特点——快，可能燃烧或爆炸。
考点二　钠的氧化物
氧化钠与过氧化钠的比较
Na2O Na2O2
电子式 Na＋Na＋ Na＋Na＋
氧元素化合价 －2 －1
色、态 白色固体 淡黄色固体
阴、阳离子个数比 1∶2 1∶2
是否为碱性氧化物 是 否
与水反应 Na2O＋H2O2NaOH 2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑
与CO2反应 Na2O＋CO2Na2CO3 2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2
与盐酸反应 Na2O＋2HCl2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl4NaCl＋2H2O＋O2↑
用途 氧化剂、供氧剂、漂白剂
【微思考1】　金属钠露置在空气中会发生一系列变化，其过程如下：
银白色金属钠表面变暗出现白色固体接着表面变稀白色块状固体白色粉末状物质。
请写出上述各步反应的化学方程式。
提示：①4Na＋O22Na2O
②Na2O＋H2O2NaOH
③2NaOH＋CO2＋9H2ONa2CO3·10H2O
④Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O
【微思考2】　(Na2O2的强氧化性与还原性)从元素化合价角度分析Na2O2的性质。
(1)Na2O2的强氧化性
①向氢硫酸饱和溶液中加入少量Na2O2，产生浅黄色沉淀，其化学方程式为　　　　　　　。
②Na2O2吸收SO2气体，生成Na2SO4，其化学方程式为　　　　　　　。
(2)Na2O2的还原性
在酸性高锰酸钾溶液中加入适量Na2O2粉末，溶液褪色，并产生无色气体，Na2O2表现出　　　　性，氧化产物是　　　　。
提示：(1)①Na2O2＋3H2SS＋2NaHS＋2H2O
②Na2O2＋SO2Na2SO4
(2)还原　O2
过氧化钠的性质
1.下列说法正确的是　　　　(填序号)。
①过氧化钠能与酸反应生成盐和水，所以过氧化钠是碱性氧化物
②过氧化钠能与水反应，所以过氧化钠可以作气体的干燥剂
③过氧化钠中阴阳离子个数比为1∶1
④可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
⑤将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中，最终溶液均为红色
⑥Na2O由两种单质直接反应生成，将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生
⑦1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA
⑧7.8 g Na2O2含有的共用电子对数为0.1NA
⑨7.8 g Na2O2和CO2充分反应转移的电子数为0.1NA
答案：④⑧⑨
2.(2024·重庆万州二中月考)将1.95 g Na2O2加入水中，反应后配成50 mL溶液A，进行如下实验。下列说法错误的是(　　)
学生用书 第55页
编号 ① ②
操作
现象 溶液变红色，20秒后褪色 ⅰ.产生大量使带火星的木条复燃的气体 ⅱ.溶液变红色，10分钟后褪色
编号 ③ ④
操作
现象 ⅰ.溶液变红色，10分钟后溶液褪色 ⅱ.溶液变红色 溶液变红色，2小时后无明显变化
A.由实验可知，Na2O2与水反应有H2O2生成
B.②、③溶液褪色与OH－浓度较大有关
C.若向①褪色后的溶液中滴加5滴6 mol·L－1盐酸，溶液将变红
D若向④中继续滴加6 mol·L－1盐酸或6 mol·L－1 NaOH溶液，溶液均可能褪色
答案：C
解析：由实验可知，滴加酚酞后溶液变红，说明有碱生成，后褪色，说明有漂白性物质生成，同时结合实验②，加入二氧化锰产生使带火星木条复燃的气体即氧气，说明Na2O2与水反应有H2O2生成，故A正确；对比②、③、④，可知溶液褪色与OH－浓度较大有关，故B正确；①中溶液褪色的主要原因为生成强氧化性的过氧化氢，将有色物质氧化为无色物质，向溶液中滴加5滴6 mol·L－1盐酸，溶液不会变红，故C错误；由③、④可知，在碱溶液中酚酞变红色与OH－的浓度有关，1 mol/L的氢氧化钠溶液中滴加酚酞变红，10分钟后溶液褪色，再滴加盐酸后，OH－浓度减小，溶液再次变红，若向④中继续滴加6 mol·L－1 NaOH溶液，溶液可能褪色，若继续滴加6 mol·L－1盐酸，氢氧化钠浓度不断减小，当溶液呈酸性时，溶液也会褪色，故D正确。
钠的氧化物与H2O、CO2反应的定量关系
3.当0.2 mol NO2与足量CO2完全反应后，下列说法正确的是(　　)
选项 生成Na2CO3的质量 关于所生成氧气的描述
A 21.2 g 该氧气的摩尔质量是36 g·mol－1
B 21.6 g 生成的氧气在标准状况下的体积为2.24 L
C 21.2 g 该氧气的摩尔质量是32 g·mol－1
D 22.4 g 生成的氧气在标准状况下的体积为2.24 L
答案：B
解析：Na2O2与CO2反应的实质是－1价的氧发生歧化反应，生成物Na2CO3中有一个O为18O，摩尔质量是108 g·mol－1；0.2 mol NO2与足量CO2完全反应，生成0.2 mol Na2C18OO2，质量为108 g·mol－1×0.2 mol＝21.6 g；生成的氧气为18O2，摩尔质量是36 g·mol－1，反应生成0.1 mol 18O2，在标准状况下气体体积为2.24 L。综上所述，B项正确。
4.现有Na2O和Na2O2的混合物14 g，加入适量水使其充分溶解得到溶液A和1.12 L气体B(标准状况下)。
(1)混合物中Na2O的物质的量为　　　　mol。
(2)在25 ℃下将溶液A加水稀释至400 mL，则该溶液的pH为　　　　。
答案：(1)0.1　(2)14
解析：(1)Na2O和Na2O2的混合物溶于水发生反应：Na2O＋H2O2NaOH，2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑，气体B为氧气，其物质的量为0.05 mol，则Na2O2的物质的量为0.1 mol，质量为7.8 g，Na2O的质量为14 g－7.8 g＝6.2 g，物质的量为0.1 mol。(2)溶液A中NaOH的物质的量为0.1 mol×2＋0.05 mol×4＝0.4 mol，则稀释后溶液中c(OH－)＝c(NaOH)＝＝1 mol·L－1，c(H＋)＝10－14 mol·L－1，溶液pH＝14。
Na2O2与H2O、CO2的反应规律 电子转 移关系当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量的关系为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2)气体体积变化关系CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2时，气体体积的减少量是原来气体体积的，等于生成氧气的量，即ΔV＝V(O2)＝V(混合)固体质量变化关系CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”，所以固体增加的质量Δm(CO2)＝28 g·mol－1×n(CO2)，Δm(H2O)＝2 g·mol－1×n(H2O)
1.正误判断
(1)(2024·浙江6月选考)Na2O2能与CO2反应产生O2，可作供氧剂 (　　)
(2)(2024·黑吉辽卷)金属K着火，用湿抹布盖灭 (　　)
(3)(2024·黑吉辽卷)用过氧碳酸钠漂白衣物：Na2CO4具有较强氧化性 (　　)
(4)(2024·黑吉辽卷)除去乙醇中少量的水，可以加入金属Na，然后过滤 (　　)
(5)(2024·河北卷)观察烧杯中钠与水反应的实验现象时，不能近距离俯视 (　　)
答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√
2.(2023·北京卷)离子化合物Na2O2和CaH2与水的反应分别为①2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑；②CaH2＋2H2OCa(OH)2＋2H2↑。下列说法正确的是(　　)
A.Na2O2、CaH2中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应，②中水发生还原反应
学生用书 第56页
C.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2，CaH2中阴、阳离子个数比为2∶1
D.当反应①和②中转移的电子数相同时，产生的O2和H2的物质的量相同
答案：C
解析：Na2O2中有离子键和非极性共价键，CaH2中只有离子键而不含非极性共价键，A错误；①中水的化合价不发生变化，不涉及氧化还原反应，②中水发生还原反应，B错误；Na2O2由Na＋和组成，阴、阳离子个数之比为1∶2，CaH2由Ca2＋和H－组成，阴、阳离子个数之比为2∶1，C正确；①中每生成1个氧气分子转移2个电子，②中每生成1个氢气分子转移1个电子，转移电子数相同时，生成氧气和氢气的物质的量之比为1∶2，D错误。
3.(2022·天津卷)金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题：
(1)NaCl熔点为800.8 ℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na，电解反应方程式：2NaCl(l) 2Na(l)＋Cl2(g)，加入CaCl2的目的是　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)Na2O2的电子式为　　　　　　　。在25 ℃和101 kPa时，Na与O2反应生成1 mol Na2O2，放热510.9 kJ，写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　。
(3)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融金属Na反应前需依次通过　　　　、　　　　(填字母)。
a.浓硫酸 b.饱和食盐水
c.NaOH溶液 d.KMnO4溶液
答案：(1)作助熔剂，降低NaCl的熔点，降低能耗
(2)Na＋OO]2－Na＋
2Na(s)＋O2(g)Na2O2(s)　ΔH＝－510.9 kJ·mol－1　(3)c　a
解析：(1)NaCl熔点为800.8 ℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na，电解反应方程式：2NaCl(l)2Na(l)＋Cl2(g)，电解时温度降低了即熔点降低了，说明加入CaCl2的目的是作助熔剂，降低NaCl的熔点，降低能耗。(2)Na2O2含有钠离子和过氧根离子，其电子式为Na＋OO]2－Na＋。在25 ℃和101 kPa时，Na与O2反应生成1 mol Na2O2放热510.9 kJ，则该反应的热化学方程式：2Na(s)＋O2(g)Na2O2(s)　ΔH＝－510.9 kJ·mol－1。(3)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2，由于空气中含有二氧化碳和水蒸气，因此要用氢氧化钠除掉二氧化碳，用浓硫酸除掉水蒸气，一般最后除掉水蒸气，因此空气与熔融金属Na反应前需依次通过NaOH溶液、浓硫酸。
课时测评9　钠及其氧化物
(时间：45分钟　满分：60分)
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
选择题1－9题，每小题3分，共27分。
1.(2024·海南模拟预测)钠与水的反应是一个经典实验，下列有关该实验的操作或现象说法错误的是(　　)
A.用镊子从煤油中取出钠块
B.切取绿豆粒大小的钠块，用滤纸吸干煤油，放入盛有水的烧杯中
C.钠在水面上快速游动，并有轻微的嘶嘶声
D.将剩余的钠放入废液缸中
答案：D
解析：钠存放在煤油中，则用镊子从煤油中取出钠块，故A正确；钠质地软，可以用小刀切取绿豆粒大小的钠块，用滤纸吸干煤油，放入盛有水的烧杯中，故B正确；钠与水反应剧烈，产生氢气，密度比水小，钠在水面上快速游动，并有轻微的嘶嘶声，故C正确；取钠切割后，将剩余的钠块应放回原试剂瓶，钠易被氧化且与水反应生成强碱，不能放入废液缸，故D错误。
2.下列说法错误的是(　　)
①金属Na着火时立即用冷水扑灭　
②向装有Na2O2的试管中滴加少量水，观察是否有气泡产生，检验Na2O2是否变质　
③Na2O2用棉花包裹放在陶土网上，向棉花上滴几滴水，观察棉花是否燃烧，探究Na2O2与H2O反应放热　
④向乙醇中加入一小粒金属钠，观察是否产生无色气体，检验乙醇中是否含有水
A.①②④ B.①②③
C.①③④ D.②③④
答案：A
解析：Na着火时应立即用沙土扑灭，①错误；Na2O2未变质或部分变质时，滴加少量水，均会产生气泡，②错误；若棉花燃烧，则温度达到了棉花的着火点，说明Na2O2与H2O反应放热，③正确；Na与乙醇、水反应，均会产生气体，④错误。
3.(2024·江苏扬州模拟预测)钠钾合金常温下呈液态，可用作快中子反应堆的热交换剂，这主要是因为钠钾合金(　　)
A.易与O2反应 B.易与H2O反应
C.熔点低、导热性好 D.密度小、硬度小
答案：C
解析：钠、钾为金属，具有良好的导电、导热能力，钠钾合金熔点低，常温下呈液态，具有良好的导热性，可用作快中子反应堆的热交换剂，故C符合题意。
4.(2025·河北保定期末)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　②钠在常温下不容易被氧化③Na2O2可作供氧剂，而Na2O不行　④石蕊溶液中加入Na2O2粉末，先变蓝后褪色，并有气泡生成　⑤钠与浓NH4Cl溶液反应，放出的气体中含H2和NH3
A.都正确 B.①②③④
C.③④⑤ D.②④⑤
答案：C
解析：①Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气，不满足碱性氧化物与水反应只生成相应碱的定义，因此Na2O2不属于碱性氧化物，故错误；②钠单质为活泼金属单质，在常温下能与氧气反应生成氧化钠，故错误；③Na2O2可与二氧化碳、水反应生成氧气，可以作供氧剂，而Na2O与二氧化碳、水反应不生成氧气，故Na2O不能作供氧剂，故正确；④Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气，石蕊遇碱变蓝，Na2O2具有漂白性，会使蓝色溶液褪色，故正确；⑤浓NH4Cl溶液呈酸性，钠单质能与溶液中H＋反应生成H2，促进NH4Cl水解生成NH3·H2O，该反应为放热反应，温度升高会使NH3·H2O分解生成NH3，故正确；综上所述，叙述正确的是③④⑤，故C正确。
5.(2024·黑龙江三模)钠及其化合物在生活中有重要的应用，下列说法正确的是(　　)
A.Na2O2与SO2的反应与CO2类似，最终生成Na2SO3和O2
B.鉴别Na2CO3和NaHCO3可用饱和澄清石灰水
C.金属钠投入饱和NaCl溶液中可观察到有气体和沉淀生成
D.固体钠变成钠蒸气有金属键断裂，属于化学变化
答案：C
解析： Na2O2有氧化性，SO2有还原性，两者反应最终生成Na2SO4，没有O2生成，A错误；饱和澄清石灰水与Na2CO3和NaHCO3反应都会直接产生沉淀，不能用于鉴别两者，B错误；金属钠投入饱和氯化钠溶液中，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，Na＋浓度增加，会有氯化钠固体析出，则观察到的实验现象为有无色气体放出和白色沉淀生成，C正确；物质的三态变化没有新物质生成，属于物理变化，D错误。
6.(2024·吉林二模)关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是(　　)
A.等物质的量时所含阴离子数目相同
B.颜色相同
C.所含化学键类型相同
D.化合物种类不同
答案：A
解析：Na2O中阴离子是O2－，Na2O2中阴离子是，等物质的量时所含阴离子数目相同，故A正确；Na2O固体为白色，Na2O2固体为淡黄色，故B错误；Na2O中含有离子键，Na2O2中含有离子键和共价键，故C错误；Na2O和Na2O2都属于金属氧化物，故D错误。
7.图示为证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中作供氧剂的实验装置图，其中a装置是实验室制备二氧化碳的装置，c中盛放的是过氧化钠。下列说法正确的是(　　)
A.a中可以用Na2CO3和稀盐酸来制备CO2
B.b装置中是饱和Na2CO3溶液，作用是除去a中产生的HCl
C.c中只发生2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2
D.f中收集的气体是纯净的O2
答案：A
解析：碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水，则a装置可以用碳酸钠和稀盐酸制备CO2，选项A正确；由于a中的盐酸易挥发，制得的二氧化碳中含有HCl，则b装置中应盛放饱和NaHCO3溶液，其作用是除去a中产生的HCl，不能盛放碳酸钠溶液，因为碳酸钠也会与二氧化碳反应，选项B错误；从装置b中出来的气体没有干燥，二氧化碳中混有水蒸气，c中不仅仅发生反应2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2，还有反应2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑，选项C错误；f中用排水法收集的气体是湿润的O2，不纯，选项D错误。
8.(2024·重庆高三期中)已知氢化钠(NaH)可由氢气和钠在高温下化合形成，NaH遇水放出H2，下列说法正确的是(　　)
A.取钠与氢气反应后的产物，加水若产生H2，即可证明产物为纯净的NaH
B.NaH与水反应产生的H2，通过盛有碱石灰的干燥管，再用向上排空气法收集
C.高温下NaH将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛的原理为4NaH＋TiCl4Ti＋4NaCl＋2H2↑
D.NaH在无水条件下除去钢铁表面铁锈的原理为3NaH＋Fe2O32Fe＋3NaOH
答案：D
解析：由于2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑，取钠与氢气反应后的产物，加水若产生H2，不能证明产物为纯净的NaH，A错误；NaH与水反应产生的H2，通过盛有碱石灰的干燥管，H2的密度比空气的小，应该用向下排空气法收集，B错误；高温下NaH将四氯化钛(TiCl4)还原成金属钛的原理为2NaH＋TiCl4Ti＋2NaCl＋2HCl↑，C错误；NaH中H－具有强还原性，故NaH在无水条件下除去钢铁表面铁锈的原理为3NaH＋Fe2O32Fe＋3NaOH，D正确。
9.某学习小组设计实验制备供氢剂氢化钠(NaH)，实验装置如下图所示。
下列说法错误的是(　　)
A.相同条件下，粗锌比纯锌反应速率快
B.装置a还能用来制备CO2和H2S气体
C.实验时先打开活塞K，再点燃c处酒精灯
D.判断钠是否剩余，可取c中固体加水检验
答案：D
解析：A项，粗锌与酸R形成原电池，会加快化学反应速率，正确；B项，启普发生器使用条件：块状固体与液体反应制取气体；气体难溶于水(或溶解度不大)；反应不需要加热，氢气、二氧化碳(用大理石和盐酸制取)、硫化氢(用FeS和稀硫酸制取)等气体制取符合启普发生器使用条件，因此可以制CO2、H2S气体，正确；C项，实验时先打开活塞K，利用氢气排尽装置内的空气，然后再加热，防止氢气与空气的混合气体加热发生爆炸，正确；D项，产物氢化钠也会与水反应产生氢气，因此不能使用该方法进行检验，错误。
10.(6分)金属钠及其化合物在人类生产、生活中起着重要作用。
(1)Na2O2的电子式为　　　　　　　　。
(2)向酸性KMnO4溶液中加入Na2O2粉末，观察到溶液褪色，发生如下反应：
　　　　Mn＋　　　　H＋＋　　　　Na2O2　　　　Mn2＋＋　　　　Na＋＋　　　　O2↑＋　　　　H2O
配平上述离子方程式。该反应说明Na2O2具有　　　　(选填“氧化性”“还原性”或“漂白性”)。
(3)在密闭容器中，将a mol Na2O2和b mol NaHCO3固体混合物加热至250 ℃，充分反应后，若剩余固体为Na2CO3和NaOH、排出气体为O2和H2O时，a∶b的取值范围为　　　　　　。
答案：(1)Na＋OO]2－Na＋
(2)2　16　5　2　10　5　8　还原性
(3)＜a∶b＜1
解析：(2)根据得失电子守恒和质量守恒配平离子方程式为2Mn＋16H＋＋5Na2O22Mn2＋＋10Na＋＋5O2↑＋8H2O，该反应中，Na2O2为还原剂，说明Na2O2具有还原性；(3)残余的固体为Na2CO3和NaOH，生成的气体为O2和H2O，则有总反应式为bNaHCO3＋aNa2O2bNa2CO3＋(2a－b)NaOH＋(b－a)H2O＋O2，2a－b＞0，则a∶b＞，b－a＞0，则a∶b＜1，则a∶b的取值范围为＜a∶b＜1。
11.(13分)如图1是钠及其化合物与水反应关系图，两圆圈相交的部分表示圆圈内的物质相互发生的反应。请按要求填空。
(1)反应①的化学方程式为　　　　　　　。
(2)在反应②的混合液中滴入酚酞，可观察到的现象是　　　　　　　。
(3)研究性学习小组设计图2装置探究反应③是放热反应。
ⅰ.向烧杯内滴加水时，可观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　。
ⅱ.该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　，
从氧化剂和还原剂的角度分析，该反应中过氧化钠的作用是　　　　　　　。
ⅲ.举例过氧化钠的用途：　　　　　　　。(写一种)
(4)超氧化钾(KO2)与过氧化钠一样能吸收CO2生成碳酸盐及O2，写出该反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：(1)2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑　(2)混合液变红　(3)ⅰ.烧杯中产生气泡，U形管内液体静置后液面左边低于右边　ⅱ.2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑　作氧化剂、还原剂　ⅲ.作供氧剂(或漂白剂)　(4)4KO2＋2CO22K2CO3＋3O2
解析：(1)反应①是钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，其化学方程式为2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑；(2)反应②是氧化钠与水反应生成氢氧化钠，在混合液中滴入酚酞，酚酞遇碱变红，则可观察到的现象是混合液变红；(3)反应③是过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，是放热反应，图2装置中：ⅰ.向烧杯内滴加水时，反应产生氧气，故烧杯中产生气泡，反应放热，锥形瓶内气体体积增大，U形管内液体右移，静置后液面左边低于右边；ⅱ.该反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑，过氧化钠中氧元素化合价既升高也降低，其作氧化剂、还原剂；ⅲ.过氧化钠的用途有作供氧剂、漂白剂等等；(4)超氧化钾KO2与过氧化钠一样能吸收CO2生成碳酸盐及O2，发生反应的化学方程式为4KO2＋2CO22K2CO3＋3O2。
12.(14分)Na2O2具有强氧化性，H2具有还原性，某同学根据氧化还原反应的知识推测Na2O2与H2能发生反应。为了验证此推测结果，该同学设计并进行如图实验进行实验探究。
步骤1：按如图所示的装置组装仪器(图中夹持仪器已省略)并检查装置的气密性，然后装入药品。
步骤2：打开K1、K2，在产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管的过程中，未观察到明显现象。
步骤3：进行必要的实验操作，淡黄色的粉末慢慢变成白色固体，无水硫酸铜未变蓝色。
(1)组装好仪器后，要检查装置的气密性。简述检查虚线框内装置气密性的方法：　　　　，向A装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面，　　　　　　　　　　　　，说明虚线框内的装置气密性良好。
(2)B装置中所盛放的试剂是　　　　　　，其作用是　　　　　　　。
(3)步骤3中的必要操作为打开K1、K2　　　　(请按正确的顺序填入下列步骤的字母)。
a.加热至Na2O2逐渐熔化，反应一段时间
b.用小试管收集气体并检验其纯度
c.关闭K1
d.停止加热，充分冷却
(4)由上述实验可推出Na2O2与H2反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。
(5)利用(4)Na2O2与H2的反应计算：等物质的量的Na2O2分别与足量的H2和H2O反应时，转移的电子数之比为　　　　。
答案：(1)关闭K1　并形成一段水柱，一段时间后水柱稳定不降　(2)碱石灰　吸收氢气中的水和氯化氢　(3)badc　(4)Na2O2＋H22NaOH　(5)2∶1
解析：(1)关闭K1，向A装置中的漏斗加水至漏斗内液面高于漏斗外液面，并形成一段水柱，一段时间后水柱稳定不降，说明虚线框内的装置气密性良好；(2)A中生成的H2中混有水蒸气和挥发出的HCl，应利用B装置中所盛碱石灰除去；(3)步骤3中的必要操作为打开K1、K2，应先通一会氢气并用小试管收集气体检验其纯度，当装置内空气完全除去后，C装置加热至Na2O2逐渐熔化，反应一段时间，然后停止加热，充分冷却，最后关闭K1，故操作顺序为badc；(4)Na2O2与H2反应无水生成，说明产物为NaOH，发生反应的化学方程式为Na2O2＋H22NaOH；(5)根据Na2O2＋H22NaOH可知1 mol Na2O2转移的电子数为2 mol，2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑可知1 mol Na2O2转移的电子数为1 mol，等物质的量的Na2O2分别与足量的H2和H2O反应时，转移的电子数之比为2∶1。

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