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第1讲　钠及其氧化物(基础课)
【复习目标】　
1．结合真实情景中的应用实例或通过实验探究，掌握钠及其氧化物的主要性质。
2．了解钠及其氧化物在生产和生活中的应用。
1.物理性质
(1)色态：银白色固体。
(2)硬度：质地软，可以用刀切割。
(3)密度：钠、水、煤油密度相对大小为____________________。
(4)熔点：________(填“>”“＝”或“<”)100 ℃。
ρ水>ρ钠>ρ煤油
<
2．化学性质
(1)与非金属单质(如O2)的反应
常温下反应的化学方程式：4Na＋O2===2Na2O；
加热条件下反应的化学方程式：_____________________________。
(2)与水反应
离子方程式：____________________________。
小
放热
低
碱性物质(NaOH)
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
[微思考]　(1)写出钠与下列溶液反应的化学方程式。
①与盐酸反应：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑。
②与CuSO4溶液反应：
(2)用一个化学方程式表示钠与CuSO4溶液的反应：
________________________________________。
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4　
2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑

煤油(或石蜡油)
4．钠的用途
(1)钠钾合金(室温下呈液态)可用作核反应堆的传热介质。
(2)用作电光源，制作高压钠灯。
(3)冶炼某些金属：如钠与熔融TiCl4的反应为
__________________________。
关键能力 · 拓展教材
1.倒置的坩埚盖子上放硫粉，在硫粉中央放一小块钠，按图示搭建装置，用胶头滴管向金属钠滴加一滴水，立即倒扣上大烧杯，发现坩埚盖子内火星四溅，烧杯内出现大量白烟。
(1)试写出可能发生反应的三个化学方程式：
(2)预测酚酞的水溶液颜色逐渐变为________色，滤纸的变化为_____________。
红
逐渐变黑
2．某学习小组用如图装置研究金属钠的性质，实验如表。
序号 液体a 现象
Ⅰ 蒸馏水 钠浮在水面，剧烈反应，有少量白雾
Ⅱ 0.1 mol·L－1
盐酸 钠浮在液面，反应比Ⅰ剧烈，有白雾产生
Ⅲ 浓盐酸 钠浮在液面，反应比Ⅰ缓慢，产生大量白雾，烧杯底部有白色固体
(1)实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有白雾产生的原因是__________________________________________________。
(2)推测Ⅲ中反应剧烈程度变缓慢的可能原因
反应放出的热量使水和盐酸分别放出水蒸气、HCl气体
答案：浓盐酸的c(Cl－)以及生成的NaCl固体使反应剧烈程度变缓慢
3．按要求书写反应的离子方程式。
(1)将Na投入到FeCl3溶液中：
_________________________________________。
(2)将Na投入到Ca(HCO3)2溶液中：
_______________________________________________。
(3)将Na投入到NH4HCO3较浓溶液中，有刺激性气味气体放出： _______________________________________________。
6Na＋6H2O＋2Fe3+===2Fe(OH)3↓＋6Na＋＋3H2↑
[归纳总结]　
(1)钠与酸溶液反应顺序：有酸酸在前，无酸水当先。
(2)钠与盐溶液反应的顺序：钠先与水反应，然后再考虑生成的NaOH能否与盐反应。
必备知识 · 助学教材
1.氧化钠与过氧化钠的比较
是
不是
－2
－1
1∶2
1∶2
2Na2O2＋4HCl===
4NaCl＋2H2O＋O2↑
[微思考1]　(1)用双线桥分析Na2O2与水的反应中电子转移的方向和数目：
其中氧化剂是________，还原剂是________，氧化产物是________，还原产物是________。
(2)Na2O2与CO2反应生成0.1 mol氧气时，转移的电子数为___________________。
Na2O2
Na2O2
O2
NaOH
0.2NA(或1.204×1023)
2．Na2O2的强氧化性与还原性
(1)强氧化性的六个表现
(2)Na2O2遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O2。
(3)Na2O2遇CO2、H2O、H＋时，发生自身的氧化还原反应。
3．过氧化物的结构特点
过氧化氢的电子式：______________________，过氧化钙的电子式：______________________。
过氧化氢、过氧化钙、过氧化钠等过氧化物都含有一个过氧键。
[微思考2]　纯净的过氧化钙(CaO2)是一种新型水产养殖增氧剂，常用于鲜活水产品的运输。可以起到杀菌、解酸(吸收二氧化碳)、防腐、供氧的作用。分别写出CaO2供氧、解酸(吸收二氧化碳)的化学方程式：
提示：2CaO2＋2H2O===2Ca(OH)2＋O2↑、Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O(或2CaO2＋2CO2===2CaCO3＋O2)
关键能力 · 拓展教材
一、钠的氧化物与水、CO2反应的定量关系
1．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，使其完全反应，固体增重7.5 g，则原混合气体中O2的质量分数约是(　　)
A．54.5%　　　　　 B．40%
C．36% D．33.3%
答案：A
2．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________。
0.1
14
[归纳总结]　(1)Na2O2与CO2、H2O反应，生成1 mol O2，转移2 mol电子。
(2)过氧化钠吸收二氧化碳、水时，固体增重的质量，等于吸收CO、H2的质量。
二、过氧化钠的性质与探究
无论是过氧化钠还是其他过氧化物，具有强氧化性、漂白性等特殊性质的根本原因是这些物质中都含有过氧键(—O—O—)。
3．Na2O2是一种常见的过氧化物，具有强氧化性和漂白性。
(1)请写出Na2O2的电子式：_____________________，氧元素的化合价为______________。
(2)用化学方程式解释使酚酞溶液变红的原因：__________________________，依据实验现象推测红色褪去的原因是________________________________________________。
(3)用离子方程式解释加入酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色的原因：
-1
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
反应生成的H2O2具有漂白作用(或反应生成的H2O2氧化了酚酞)
(4)根据实验分析，过氧化钠与水反应除了生成氢氧化钠和氧气外，还存在另一反应，则另一反应的化学方程式为______________________________________________，其反应类型为____________________________________________________________。
Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2
复分解反应
4．指出下列物质中的过氧键，并标出氧元素的化合价。
(1)过氧乙酸
(2)过二硫酸
5．(1)五氧化铬又称过氧化铬，其中Cr元素的化合价为＋6，则每个CrO5分子中存在过氧键的数目为________个。
(2)过氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]是一种白色晶体，可用于漂白、消毒和增氧剂，在酸性溶液中过氧化尿素中的过氧化氢与重铬酸钾反应生成较稳定的蓝色过氧化铬(CrO5)，重铬酸钾与H2O2反应的离子方程式为__________________________________________，上述反应________(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
2
不是
利用教材课后习题创设情境——考教衔接突出创新性应用性
【教材习题】
请选择适当的化学试剂和实验用品，用如图所示的装置(C中盛放的是过氧化钠)进行实验，证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂。
[价值引领]　教材在章末“复习与提高”训练中单独设一个探究实验大题来强化回顾Na2O2的相关知识，足见该知识在元素与化合物中的重要地位。该题带给我们的备考启示有三：一是Na2O2是一个重要的命题点；二是借助实验探究Na2O2的性质，考查学生的实验探究能力；三是备考过程要发挥教材“母题”的作用。
【发掘设问】　(1)A中装液体的仪器名称为____________________。
(2)A是实验室中制取CO2的装置，发生反应的离子方程式为____________________________________________________________。
(3)若B中加入足量饱和NaHCO3溶液，其作用是__________________，反应的离子方程式为_______________________。
(4)C中Na2O2的制取的化学方程式为________________________，D中的试剂是________，作用是______________。
分液漏斗
CaCO3＋2H＋===Ca2+＋CO2↑＋H2O
除去CO2中的HCl杂质
NaOH溶液
吸收多余的CO2
[考教衔接]　高考“源于教材，高于教材”，“题在书外，理在书中”。
【变式】　过氧化钠与水反应后滴加酚酞溶液，溶液先变红后褪色。某小组欲探究其原因，进行如图所示实验。实验①取反应后的溶液加入二氧化锰，立即产生大量气体；实验②③中红色均不褪去。
下列分析错误的是(　　)
A．过氧化钠与水反应产生的气体为O2
B．过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
C．实验②③可证明使酚酞溶液褪色的不是氢氧化钠和氧气
D．过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2
答案：B
解析：过氧化钠与水反应不需要催化剂，B项错误；实验②③作为对照实验，可证明氢氧化钠和氧气不能使酚酞溶液褪色，C项正确；根据实验①的现象可判断过氧化钠与水反应可能生成了H2O2，H2O2在MnO2作催化剂的条件下分解产生O2，D项正确。
真题体验
1.下列判断正确的是(　　)
A．加入金属Na，过滤，可除去乙醇中少量的水(2024·黑吉辽卷，8C)
B．23 g Na与足量H2O反应生成的H2分子数目为NA(2021广东卷，11D)
C．金属钠在空气中加热生成淡黄色固体：4Na＋O2===2Na2O(2021北京卷，7B)
D．高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明(2022浙江6月卷，8B)
答案：D
2．下列判断不正确的是(　　)
A．加水，振荡可鉴别过氧化钠和硫黄(2024·安徽卷，2A)
B．把水滴入盛有少量Na2O2的试管中，立即把带火星木条放在试管口；木条复燃，说明反应生成了O2(2021辽宁卷，9D)
C.用如图实验装置完成钠的燃烧实验(2022湖北卷，6C)
D．过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂(2023·浙江6月卷，4D)
答案：C
3．(2023·北京卷，12)离子化合物Na2O2和CaH2与水的反应分别为①2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；②CaH2＋2H2O===Ca(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
答案：C
1．下列关于钠的叙述不正确的是(　　)
A.取用金属钠时，所需用品一般有小刀、镊子、滤纸、玻璃片
B.金属钠与Ca(HCO3)2溶液反应时，既有白色沉淀生成又有气体逸出
C.金属钠可保存的煤油中，也可保存在CCl4中
D.钠投入到水中立即熔化成小球，说明其熔点低，且钠与水的反应是放热反应
答案：C
2．下列叙述正确的是(　　)
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们的化学性质完全相同；②钠在常温下不易被氧化；③Na2O2可做供氧剂，而Na2O不能；④向紫色石蕊溶液中加入Na2O2粉末，溶液先变蓝后褪色，并有气泡冒出；⑤钠与CuSO4溶液反应，放出气体并生成蓝色沉淀。
A.都正确 B．①④⑤
C.②④⑤ D．③④⑤
答案：D
3．Na2O2是常用的供氧剂，下列说法不正确的是(　　)
A.Na2O2可由Na在空气中加热而生成
B.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2
C.Na2O2与水反应有1 mol O2生成时，转移1 mol电子
D.Na2O2与H2O反应生成O2的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
答案：C
4．下列说法正确的是(　　)
A.Na2O2遇到湿润的红色石蕊试纸后，石蕊试纸最终变成蓝色
B.Na2O2与CO2反应生成0.1 mol O2时转移0.4 mol电子
C.Na2O2投入到CuCl2溶液中有蓝色沉淀及气泡产生
D.向饱和烧碱溶液中加入2 g Na2O2，充分反应完后，溶液中Na＋的数目不变
答案：C
解析：Na2O2与H2O反应产生NaOH使湿润的红色石蕊试纸变蓝，Na2O2具有强氧化性又会使蓝色褪去，故A错误；Na2O2与CO2反应时，Na2O2既作氧化剂，又作还原剂，生成0.1 mol O2时转移0.2 mol电子，故B错误；Na2O2投入到CuCl2溶液中，Na2O2先与H2O反应产生NaOH与O2，NaOH再与CuCl2反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2，故C正确；向饱和烧碱溶液中加入2 g Na2O2，过氧化钠与水反应，消耗溶剂，析出溶质，溶液中Na＋的数目减少，故D错误。
5.(14分)如图甲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_________________________。
(2)在反应②中的混合液滴入酚酞溶液，可观察到的现象是
____________。
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
混合液变红
(3)研究性学习小组设计图乙装置探究反应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，该反应的过氧化钠的作用是____________。
ⅲ.举例过氧化钠的用途__________________。(写一种)
烧杯中产生气泡，U形管内液体静止后液面左边低于右边
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
氧化剂、还原剂
供氧剂(或漂白剂)
(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＋2CO2===2K2CO3＋3O2
6.(11分)某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题：
(1)选用如图所示装置及药品制取CO2，打开弹簧夹，制取CO2。为了得到干燥、纯净的CO2，产生的气流应依次通过盛有______________________的洗气瓶(填试剂名称)。
饱和NaHCO3溶液、浓硫酸
反应结束后，关闭弹簧夹，可观察到的现象是______________________________________________________。不能用稀硫酸代替稀盐酸，其原因是
________________________________________________。
产生的气体使干燥管内液面降低，稀盐酸与碳酸钙脱离接触，反应停止
硫酸钙微溶会附着在碳酸钙表面，阻止反应进一步进行
(2)金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如表：
步骤 现象
将一小块金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入盛有CO2的集气瓶中。充分反应，放置冷却 产生大量白烟，集气瓶底部有黑色固体产生，瓶壁上有白色物质产生
在集气瓶中加入适量蒸馏水，振荡、过滤 滤纸上留下黑色固体，滤液为无色溶液
①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分，取适量滤液于2支试管中，向一支试管中滴加1滴酚酞溶液，溶液变红；向第二支试管中滴加澄清石灰水，溶液变浑浊。据此推断，白色物质的主要成分是________(填标号)。
A．Na2O B．Na2O2
C．NaOH D．Na2CO3
D
②为检验黑色固体的成分，将其与浓硫酸反应，生成的气体具有刺激性气味。据此推断黑色固体是________。
③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为________________________。
碳(C)
4Na＋3CO2===2Na2CO3＋C
7．下列关于钠及其化合物的叙述正确的是(　　)
A．Na2O2与SO2反应生成Na2SO3
B．将Na投入盐酸中，Na先与水反应，生成的NaOH再与HCl反应
C．紫色石蕊溶液中加入Na2O2粉末，溶液先变蓝后褪色，没有气泡生成
D．钠与浓NH4Cl溶液反应，放出的气体中含H2和NH3
答案：D
解析：Na2O2具有强氧化性，与SO2反应生成Na2SO4，A错误。将Na投入盐酸中，Na先与HCl反应生成氢气和氯化钠，若Na过量，过量的Na再与水反应，B错误。Na2O2粉末与水反应生成氢氧化钠和氧气，所得溶液呈碱性，使紫色石蕊溶液变蓝；过氧化钠因有强的氧化性而具有漂白性，可以使紫色石蕊溶液褪色。所以紫色石蕊溶液中加入Na2O2粉末，溶液先变蓝后褪色，并有气泡产生，C错误。钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠和氯化铵能反应生成氯化钠、氨气，D正确。
8．某些氧化物在一定条件下能与Na2O2反应，且反应极有规律，如Na2O2＋SO2===Na2SO4，2Na2O2＋2SO3(g)===2Na2SO4＋O2。据此判断下列反应的化学方程式错误的是(　　)
A．2Na2O2＋2N2O3===4NaNO2＋O2
B．Na2O2＋2NO2===2NaNO3
C．2Na2O2＋2N2O5===4NaNO3＋O2
D．2Na2O2＋2Mn2O7===4NaMnO4＋O2
答案：A
解析：由Na2O2与SO2、SO3的反应方程式可推知Na2O2与元素的最高价氧化物反应有O2生成，而与低价氧化物反应无O2生成。N2O3中N的化合价为＋3价，不是最高价，生成物中无O2，A错误；NO2中N的化合价为＋4价，NO2不是N的最高价氧化物，生成物中无O2，N被氧化为最高价，B正确；N2O5中N的化合价为＋5价，是最高价，生成物中有O2，C正确；Mn2O7是Mn的最高价氧化物，Mn的化合价为＋7价，所以生成物应为NaMnO4和O2，D正确。
9．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过氧化钠。下列说法中错误的是(　　)
A．装置X还可以制取H2、CO2等气体
B．②中所盛试剂为浓硫酸
C．③的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置
D．实验室需先点燃装置Z中的酒精灯
答案：D
解析：可通过锌粒与稀硫酸反应制备氢气，通过碳酸钙和盐酸反应制备二氧化碳，上述两者反应皆为固液反应，可采用装置X制备，A正确；氧气与单质钠加热生成过氧化钠，因此装置X用于制备氧气，②中盛放浓硫酸吸水，防止水与单质钠发生反应生成杂质，B正确；外界的水蒸气与二氧化碳进入装置Z后会与单质钠发生反应生成杂质，因此③的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置，C正确；若先点燃装置Z中的酒精灯，此时装置中还未充满氧气，存在二氧化碳和水，会与单质钠发生反应生成杂质，因此应先等装置Z中充满氧气后再点燃酒精灯，D错误。
10．在120 ℃下，将V mL的CO2和H2O(水蒸气)，通入足量的过氧化钠，充分反应后发现电子转移为1 mol，则下列说法正确的是(　　)
A．过氧化钠的摩尔质量为78
B．整个过程消耗的过氧化钠为156 g
C．充分反应后气体在120 ℃体积为0.4V mL
D．V mL的CO2和H2O(水蒸气)质量可能为31 g
答案：D
解析：过氧化钠的摩尔质量为78 g·mol-1，A错误；CO2和H2O（水蒸气）通入足量的过氧化钠，发生的反应是2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑，转移1 mol 电子时，消耗过氧化钠78 g，B错误；根据题给信息分析，没有给定气体的压强，不能计算充分反应后气体的体积，C错误；电子转移为1 mol时，需要消耗水和二氧化碳的总物质的量为1 mol，其质量可能在18 g～44 g之间，D正确。
11．如图是为测定过氧化钠样品(只含Na2CO3杂质)纯度而设计的装置，气球Q弹性良好。
答案：C
12．(12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，该同学设计如图实验进行探究。
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，然后装入试剂。
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是什么？
(2)B装置中所盛放的试剂是________，其作用是______________________。
答案：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
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
(4)由上述实验可推出Na2O2与H2反应的化学方程式为____________________。
badc
(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________。
2∶1

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