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第2课时　氧化钠和过氧化钠
【学习目标】 1.能从物质类别、元素化合价的角度认识氧化钠与过氧化钠的性质,并设计实验进行性质探究。(科学探究与创新意识) 2.能通过过氧化钠与水及二氧化碳的反应,推理分析在反应中质量、体积的变化及电子转移情况,培养学生的证据意识。(证据推理与模型认知)
学习任务一　比较认识氧化钠和过氧化钠
【新知导学】
一、组成与物理性质
名称 氧化钠 过氧化钠
化学式 Na2O Na2O2
颜色、状态 白色固体 淡黄色固体
氧元素的化合价 -2 -1
二、化学性质
1.氧化钠
氧化钠与氧化钙类似,是一种碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性。具有下列性质与转化:
写出上述转化的化学方程式:
①Na2O+H2O===2NaOH,
②Na2O+CO2===Na2CO3,
③Na2O+2HCl===2NaCl+H2O。
2.过氧化钠
(1)实验探究过氧化钠与水的反应 [实验2-3]
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+2H2O===4NaOH+O2↑(Na2O2既作氧化剂又作还原剂)
(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】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。
三、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。
【教材微拓】(溯源教材·P43T2)
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
(1)Na2O2的强氧化性
(2)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。
(3)遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
【总结升华】
氧化钠与过氧化钠的比较
物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2)
微粒 构成 由Na+与O2-构成,Na+与O2-个数比为2∶1 由Na+与构成,Na+与个数比为2∶1
是否为 碱性 氧化物 是 否
稳定性 不稳定,易转化为Na2O2 较稳定
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
【即学即练】
1.易错辨析
(1)Na2O与Na2O2中的氧元素的化合价不相同,钠元素的化合价相同。 (√)
提示:Na2O中O为-2价,Na2O2中O为-1价,但Na均为+1价。
(2)Na2O2与H2O的反应中,H2O是还原剂。 (×)
提示:Na2O2与H2O的反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
(3)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。 (×)
提示:Na2O与水反应生成NaOH,滴有酚酞溶液的水只变红不褪色。
2.(2026·青岛高一月考)下列有关Na2O和Na2O2的叙述正确的是 (　　)
A.Na2O和Na2O2都能与CO2、H2O发生反应,且产物相同
B.Na2O和Na2O2不可以相互转化
C.Na2O与H2O的反应为化合反应,而Na2O2与H2O的反应为复分解反应
D.呼吸面具中Na2O2常作供氧剂,而Na2O不能
【解析】选D。Na2O与CO2反应生成Na2CO3,Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,Na2O与水反应生成NaOH,Na2O2与水反应生成NaOH和O2,产物不同,A错误;Na2O在加热条件下可被O2氧化为Na2O2,Na2O2与Na在无氧环境反应生成Na2O,二者可以相互转化,B错误;Na2O与H2O反应生成NaOH属于化合反应, Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2不是复分解反应,C错误;Na2O2与CO2或H2O反应均生成O2,可作供氧剂,Na2O与水、二氧化碳反应均不产生O2,无法供氧,D正确。
3.将一定量的 Na2O2固体投入含有下列离子的溶液中: Cl-、HC、C、Na+,完全反应后,上述溶液中离子数量几乎不变的是 (　　)
A.Cl-　　　　　　　B.HC
C.C D.Na+
【解析】选A。Na2O2固体投入溶液中与水反应,生成氢氧化钠和氧气,NaOH电离出Na+和OH-,Na+数量增大,OH-与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子,碳酸根离子数量增多,碳酸氢根离子数量减少,溶液中只有Cl-数量几乎不变。
【题后归纳】
过氧化钠与水的反应
(1)反应机理:一般认为Na2O2与水的反应分两步进行:
①Na2O2与水发生复分解反应Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2,使溶液呈碱性;
②部分H2O2分解释放出O2:2H2O2===2H2O+O2↑,H2O2具有强氧化性,将有机色质氧化褪色。
(2)电子转移:
学习任务二　探究过氧化钠与水、二氧化碳反应及定量关系
【合作探究】
【探究一】过氧化钠与水、二氧化碳的反应
　[情境]化学课堂上老师表演了两个小魔术:
①“滴水生火”:如图1所示,把用脱脂棉(特殊处理,易燃烧)包裹的过氧化钠放入蒸发皿中,向其中滴入几滴水,脱脂棉剧烈燃烧起来。
②“吹气生火”:如图2所示,将包有少量淡黄色Na2O2固体的脱脂棉放入蒸发皿中,用细长玻璃管向淡黄色粉末中缓缓吹气,脱脂棉也燃烧起来。
(1)“滴水生火”的化学原理是什么 请用化学方程式和必要文字解释,并分析该反应的氧化剂和还原剂分别是什么。
提示:过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,同时放出大量的热,使脱脂棉达到着火点,剧烈燃烧起来;反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;反应中氧化剂和还原剂均为Na2O2。
(2)“吹气生火”的化学原理是什么 请用化学方程式和必要文字解释,并分析该反应的氧化剂和还原剂分别是什么。
提示:人呼出的气体中含有水蒸气和二氧化碳,二者均能和过氧化钠反应生成氧气,并放出大量的热,使脱脂棉达到着火点,剧烈燃烧起来;过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2;反应中氧化剂和还原剂均为Na2O2。
(3)过氧化钠不是碱性氧化物,你能根据过氧化钠与水的反应,推测其与盐酸的反应并写出化学方程式吗
提示:过氧化钠与盐酸的反应可看作是过氧化钠先与水反应,然后生成的氢氧化钠再与盐酸发生中和反应,由此可推知,过氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和氧气,其反应的化学方程式为2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑。
(4)魔术前后固体的质量如何变化 改变的质量与反应物有何关系
提示:过氧化钠与水发生反应时,Na2O2固体转化为NaOH固体,根据关系Na2O2~2NaOH,固体增加的质量等于与H2O等分子数的H2的质量。过氧化钠与二氧化碳发生反应时,Na2O2固体转化为Na2CO3固体,根据关系Na2O2~Na2CO3,固体增加的质量等于与CO2等分子数的CO的质量。
【探究二】探究过氧化钠与水的反应过程
　[情境]
(1)②中的大量气泡的主要成分是什么 ③中溶液变红,说明有什么物质生成
提示:Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2,NaOH是碱,使酚酞变红。
(2)④中现象可能是什么物质造成的 ⑤中MnO2起什么作用
提示:④中红色褪去,可能原因是Na2O2与H2O反应生成的H2O2具有氧化性,能氧化有色物质,漂白褪色;⑤中MnO2催化H2O2分解生成H2O和O2。
【总结升华】
Na2O2与H2O、CO2的反应规律
电子转移 关系 当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-,N(e-)=N(Na2O2)=2N(O2)。(N表示个数,下同)
气体分子 变化关系 若CO2、水蒸气(或两者混合气体)通过足量Na2O2,气体分子数的减少量是原气体的,等于生成氧气的个数,ΔN=N(O2)=N(原气体)
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分别为与CO2等个数的CO的质量,与H2O等个数的H2的质量
先后规律 一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应
【即学即练】
1.易错辨析
(1)Na2O2与CO2和H2O(g)(g代表气态)混合气体反应时,只要参加反应的Na2O2一定,反应生成的氧气就一定。 (√)
提示:2Na2O2~2H2O~O2,2Na2O2~2CO2~O2。
(2)Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体反应时,只要混合气体的总数量一定,反应中所转移的电子的数量就一定。 (√)
提示:2H2O~O2~2e-,2CO2~O2~2e-。
(3)Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体反应时,只要混合气体的总数量一定,固体所增加的质量就一定。 (×)
提示:CO2、H2O与Na2O2反应时,固体增加的质量为“CO2”中“CO”的质量和“H2O”中“H2”的质量,所以当数量固定的混合气体中CO2气体所占的比例大时,固体增加的质量较大。
2.(2026·中山高一月考)利用如图所示装置探究Na2O2与水的反应,下列说法不正确的是 (　　)
A.烧杯导管口有气泡产生
B.将带火星的木条放在P导管口,木条复燃
C.将水换成MgCl2溶液,试管内有白色沉淀生成
D.试管内固体换成Na2O,能观察到相同的实验现象
【解析】选D。Na2O2与水反应生成O2且放热,锥形瓶由于温度升高,压强增大,气体通过导管进入烧杯,烧杯导管口有气泡产生,A正确;反应生成O2,O2能使带火星的木条复燃,将带火星的木条放在P导管口,木条复燃,B正确;水换成MgCl2溶液时,Na2O2先与水反应生成NaOH,NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀,试管内有白色沉淀生成,C正确;Na2O与水反应生成NaOH,是放热反应,无气体生成,由于温度升高,压强增大,气体通过导管进入烧杯,烧杯导管口有气泡产生,P导管口木条不复燃,与原实验现象不同,D错误。
3.将3.2 g H2和CO的混合气体,通入一盛有足量Na2O2的密闭容器中,再通入过量O2,并用电火花点燃使其充分反应,最后容器中固体的质量增加了 (　　)
A.3.2 g　 B.4.4 g　 C.5.6 g　 D.6.4 g
【解析】选A。CO与氧气反应的化学方程式为2CO+O22CO2,二氧化碳与过氧化钠反应的化学方程式为2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2,总反应的化学方程式为CO+Na2O2===Na2CO3,固体增加的质量为CO的质量;氢气与氧气反应的化学方程式为2H2+O22H2O,Na2O2与H2O反应的化学方程式为2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑,总反应的化学方程式为H2+Na2O2===2NaOH,固体增加的质量为氢气的质量。
【解题有招】
Na2O2与CO2和H2O反应的规律
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,W g该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后,固体增重必为W g。或是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足该条件。
中学阶段常见的符合这一关系的物质有:
a.无机物:H2、CO及H2和CO的混合气体;
b.有机物:CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。
课堂检测效果诊断
1.(2026·临汾高一月考)下列关于Na2O和Na2O2的叙述不正确的是 (　　)
A.Na2O2中阴阳离子的个数比为1∶1
B.Na2O是白色固体,Na2O2是淡黄色固体
C.Na2O、Na2O2都能与酸反应,但是Na2O2不是碱性氧化物
D.Na2O2可作供氧剂,而Na2O不能作供氧剂
【解析】选A。过氧化钠由钠离子和过氧根离子构成,即阴阳离子的个数比为1∶2,A错误;Na2O是白色固体,而Na2O2是淡黄色固体,B正确;Na2O2能与酸反应,除产生盐和水,还产生O2,因此Na2O2不是碱性氧化物,而属于过氧化物,C正确;根据反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑可知,Na2O2能与水或CO2反应产生O2,因此可作供氧剂,而Na2O不能产生O2,不能作供氧剂,D正确。
2.如图所示装置,试管中盛有水,气球a盛有干燥的固体过氧化钠颗粒,U形管中注有浅红色的水,已知过氧化钠与水反应是放热的。将气球用橡皮筋紧缚在试管口,实验时将气球中的固体颗粒加到试管b的水中,不会出现的现象是 (　　)
A.气球a变大
B.试管b内有气泡冒出
C.U形管内浅红色褪去
D.U形管水位d高于c
【解析】选C。过氧化钠与水反应生成氧气,气球a变大,故A、B不符合题意;由于浅红色的水是在U形管中而非试管中,则U形管内浅红色的水不褪色,故C符合题意;该反应放出大量的热,集气瓶中的空气受热膨胀使U形管中水位d高于c,故D不符合题意。
3.在2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2反应中,被氧化与被还原的氧原子数之比为 (　　)
A.1∶1　　B.2∶1　　C.1∶2　　D.3∶2
【解析】选A。过氧化钠与二氧化碳反应,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,根据反应方程式可知,过氧化钠中部分氧元素由-1价降低为-2价,被还原,部分氧元素的化合价由-1价升高为0价,被氧化,因此被氧化与被还原的氧原子数之比为1∶1,故A正确。
4.(2026·广州高一期中)Na2O2是重要的化工原料,具有多种用途。
(1)2026年1月21日,国内首台自主研发的小型观光载人潜水器“鲛子”号水下载人观光潜水器在重庆巫山双龙湖进行了交付前测试。Na2O2可在呼吸面具和潜水艇中作为氧气的来源,请写出Na2O2与H2O反应的化学方程式: ____________
____________________。
(2)Na2O2具有强氧化性,请写出过量Na2O2加入石蕊溶液中的现象: ________。
(3)将一定量的Na2O2固体投入含有下列离子的溶液中:Cl-、Ca2+、K+、Na+,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有__________(填离子符号)。
【解析】(1)Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2,其化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;
(2)Na2O2与H2O反应生成NaOH,使石蕊溶液变蓝,由于Na2O2具有强氧化性,加入过量的Na2O2,会使蓝色褪去;
(3)Na2O2与水反应生成NaOH和氧气,Ca2+与氢氧根离子发生反应,故Ca2+的数目减少,由于Na2O2加入导致Na+数目增多,则离子数目几乎不变的为Cl-、K+。
答案:(1)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(2)溶液先变蓝,后褪色　(3)Cl-、K+(共43张PPT)
第2课时　氧化钠和过氧化钠
【学习目标】
1.能从物质类别、元素化合价的角度认识氧化钠与过氧化钠的性质,并设计实验进行性质探究。(科学探究与创新意识)
2.能通过过氧化钠与水及二氧化碳的反应,推理分析在反应中质量、体积的变化及电子转移情况,培养学生的证据意识。(证据推理与模型认知)
01
学习任务一　比较认识氧化钠和过氧化钠
【新知导学】
一、组成与物理性质
名称 氧化钠 过氧化钠
化学式 Na2O ______
颜色、状态 ___色固体 _____色固体
氧元素的化合价 -2 -1
白
Na2O2
淡黄
二、化学性质
1.氧化钠
氧化钠与氧化钙类似,是一种_____氧化物,具有_____氧化物的通性。具有下列性质与转化:
写出上述转化的化学方程式:
①_____________________,
②_____________________,
③_________________________。
碱性
碱性
Na2O+H2O===2NaOH
Na2O+CO2===Na2CO3
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2.过氧化钠
(1)实验探究过氧化钠与水的反应[实验2-3]
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2Na2O2+2H2O===
4NaOH+O2↑(Na2O2既作氧化剂又作还原剂)
发烫
复燃
碱
放热
(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】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。
三、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
【教材微拓】(溯源教材·P43T2)
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
(1)Na2O2的强氧化性
(2)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。
(3)遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
【总结升华】
氧化钠与过氧化钠的比较
物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2)
微粒
构成 由Na+与O2-构成,Na+与O2-个数比为2∶1
是否为
碱性氧化物 是 否
稳定性 不稳定,易转化为Na2O2 较稳定
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
【即学即练】
1.易错辨析
(1)Na2O与Na2O2中的氧元素的化合价不相同,钠元素的化合价相同。( )
提示:Na2O中O为-2价,Na2O2中O为-1价,但Na均为+1价。
(2)Na2O2与H2O的反应中,H2O是还原剂。( )
提示:Na2O2与H2O的反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
(3)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。( )
提示:Na2O与水反应生成NaOH,滴有酚酞溶液的水只变红不褪色。
√
×
×
2.(2026·青岛高一月考)下列有关Na2O和Na2O2的叙述正确的是 (　　)
A.Na2O和Na2O2都能与CO2、H2O发生反应,且产物相同
B.Na2O和Na2O2不可以相互转化
C.Na2O与H2O的反应为化合反应,而Na2O2与H2O的反应为复分解反应
D.呼吸面具中Na2O2常作供氧剂,而Na2O不能
√
【解析】选D。Na2O与CO2反应生成Na2CO3,Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,Na2O与水反应生成NaOH,Na2O2与水反应生成NaOH和O2,产物不同,A错误;Na2O在加热条件下可被O2氧化为Na2O2,Na2O2与Na在无氧环境反应生成Na2O,二者可以相互转化,B错误;Na2O与H2O反应生成NaOH属于化合反应, Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2不是复分解反应,C错误;Na2O2与CO2或H2O反应均生成O2,可作供氧剂,Na2O与水、二氧化碳反应均不产生O2,无法供氧,D正确。
√
【解析】选A。Na2O2固体投入溶液中与水反应,生成氢氧化钠和氧气,NaOH电离出Na+和OH-,Na+数量增大,OH-与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子,碳酸根离子数量增多,碳酸氢根离子数量减少,溶液中只有Cl-数量几乎不变。
【题后归纳】
过氧化钠与水的反应
(1)反应机理:一般认为Na2O2与水的反应分两步进行:
①Na2O2与水发生复分解反应Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2,使溶液呈碱性;
②部分H2O2分解释放出O2:2H2O2===2H2O+O2↑,H2O2具有强氧化性,将有机色质氧化褪色。
(2)电子转移:
02
学习任务二　探究过氧化钠与水、二氧化碳反应及定量关系
【合作探究】
【探究一】过氧化钠与水、二氧化碳的反应
[情境]化学课堂上老师表演了两个小魔术:
①“滴水生火”:如图1所示,把用脱脂棉(特殊处理,易燃烧)包裹的过氧化钠放入蒸发皿中,向其中滴入几滴水,脱脂棉剧烈燃烧起来。
②“吹气生火”:如图2所示,将包有少量淡黄色Na2O2固体的脱脂棉放入蒸发皿中,用细长玻璃管向淡黄色粉末中缓缓吹气,脱脂棉也燃烧起来。
(1)“滴水生火”的化学原理是什么 请用化学方程式和必要文字解释,并分析该反应的氧化剂和还原剂分别是什么。
提示:过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,同时放出大量的热,使脱脂棉达到着火点,剧烈燃烧起来;反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH +O2↑;反应中氧化剂和还原剂均为Na2O2。
(2)“吹气生火”的化学原理是什么 请用化学方程式和必要文字解释,并分析该反应的氧化剂和还原剂分别是什么。
提示:人呼出的气体中含有水蒸气和二氧化碳,二者均能和过氧化钠反应生成氧气,并放出大量的热,使脱脂棉达到着火点,剧烈燃烧起来;过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2;反应中氧化剂和还原剂均为Na2O2。
(3)过氧化钠不是碱性氧化物,你能根据过氧化钠与水的反应,推测其与盐酸的反应并写出化学方程式吗
提示:过氧化钠与盐酸的反应可看作是过氧化钠先与水反应,然后生成的氢氧化钠再与盐酸发生中和反应,由此可推知,过氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和氧气,其反应的化学方程式为2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑。
(4)魔术前后固体的质量如何变化 改变的质量与反应物有何关系
提示:过氧化钠与水发生反应时,Na2O2固体转化为NaOH固体,根据关系Na2O2~2NaOH,固体增加的质量等于与H2O等分子数的H2的质量。过氧化钠与二氧化碳发生反应时,Na2O2固体转化为Na2CO3固体,根据关系Na2O2~Na2CO3,固体增加的质量等于与CO2等分子数的CO的质量。
【探究二】探究过氧化钠与水的反应过程
[情境]
(1)②中的大量气泡的主要成分是什么 ③中溶液变红,说明有什么物质生成
提示:Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2,NaOH是碱,使酚酞变红。
(2)④中现象可能是什么物质造成的 ⑤中MnO2起什么作用
提示:④中红色褪去,可能原因是Na2O2与H2O反应生成的H2O2具有氧化性,能氧化有色物质,漂白褪色;⑤中MnO2催化H2O2分解生成H2O和O2。
【总结升华】 Na2O2与H2O、CO2的反应规律
电子转移
关系 当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-,
N(e-)=N(Na2O2)=2N(O2)。(N表示个数,下同)
气体分子
变化关系
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分别为与CO2等个数的CO的质量,与H2O等个数的H2的质量
先后规律 一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应
【即学即练】
1.易错辨析
(1)Na2O2与CO2和H2O(g)(g代表气态)混合气体反应时,只要参加反应的Na2O2一定,反应生成的氧气就一定。( )
提示:2Na2O2~2H2O~O2,2Na2O2~2CO2~O2。
(2)Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体反应时,只要混合气体的总数量一定,反应中所转移的电子的数量就一定。( )
提示:2H2O~O2~2e-,2CO2~O2~2e-。
√
√
(3)Na2O2与CO2和H2O(g)混合气体反应时,只要混合气体的总数量一定,固体所增加的质量就一定。 ( )
提示:CO2、H2O与Na2O2反应时,固体增加的质量为“CO2”中“CO”的质量和“H2O”中“H2”的质量,所以当数量固定的混合气体中CO2气体所占的比例大时,固体增加的质量较大。
×
2.(2026·中山高一月考)利用如图所示装置探究Na2O2与水的反应,下列说法不正确的是 (　　)
A.烧杯导管口有气泡产生
B.将带火星的木条放在P导管口,木条复燃
C.将水换成MgCl2溶液,试管内有白色沉淀生成
D.试管内固体换成Na2O,能观察到相同的实验现象
√
【解析】选D。Na2O2与水反应生成O2且放热,锥形瓶由于温度升高,压强增大,气体通过导管进入烧杯,烧杯导管口有气泡产生,A正确;反应生成O2,O2能使带火星的木条复燃,将带火星的木条放在P导管口,木条复燃,B正确;水换成MgCl2溶液时,Na2O2先与水反应生成NaOH,NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀,试管内有白色沉淀生成,C正确;Na2O与水反应生成NaOH,是放热反应,无气体生成,由于温度升高,压强增大,气体通过导管进入烧杯,烧杯导管口有气泡产生,P导管口木条不复燃,与原实验现象不同,D错误。
3.将3.2 g H2和CO的混合气体,通入一盛有足量Na2O2的密闭容器中,再通入过量O2,并用电火花点燃使其充分反应,最后容器中固体的质量增加了 (　　)
A.3.2 g　 B.4.4 g　 C.5.6 g　 D.6.4 g
√
【解题有招】
Na2O2与CO2和H2O反应的规律
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,W g该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后,固体增重必为W g。或是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足该条件。
中学阶段常见的符合这一关系的物质有:
a.无机物:H2、CO及H2和CO的混合气体;
b.有机物:CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。
03
课堂检测 效果诊断
1.(2026·临汾高一月考)下列关于Na2O和Na2O2的叙述不正确的是 (　　)
A.Na2O2中阴阳离子的个数比为1∶1
B.Na2O是白色固体,Na2O2是淡黄色固体
C.Na2O、Na2O2都能与酸反应,但是Na2O2不是碱性氧化物
D.Na2O2可作供氧剂,而Na2O不能作供氧剂
√
【解析】选A。过氧化钠由钠离子和过氧根离子构成,即阴阳离子的个数比为1∶2,A错误;Na2O是白色固体,而Na2O2是淡黄色固体,B正确;Na2O2能与酸反应,除产生盐和水,还产生O2,因此Na2O2不是碱性氧化物,而属于过氧化物,C正确;根据反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑可知,Na2O2能与水或CO2反应产生O2,因此可作供氧剂,而Na2O不能产生O2,不能作供氧剂,D正确。
2.如图所示装置,试管中盛有水,气球a盛有干燥的固体过氧化钠颗粒,U形管中注有浅红色的水,已知过氧化钠与水反应是放热的。将气球用橡皮筋紧缚在试管口,实验时将气球中的固体颗粒加到试管b的水中,不会出现的现象是 (　　)
A.气球a变大
B.试管b内有气泡冒出
C.U形管内浅红色褪去
D.U形管水位d高于c
√
【解析】选C。过氧化钠与水反应生成氧气,气球a变大,故A、B不符合题意;由于浅红色的水是在U形管中而非试管中,则U形管内浅红色的水不褪色,故C符合题意;该反应放出大量的热,集气瓶中的空气受热膨胀使U形管中水位d高于c,故D不符合题意。
3.在2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2反应中,被氧化与被还原的氧原子数之比为 (　　)
A.1∶1　　B.2∶1　　C.1∶2　　D.3∶2
【解析】选A。过氧化钠与二氧化碳反应,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,根据反应方程式可知,过氧化钠中部分氧元素由-1价降低为-2价,被还原,部分氧元素的化合价由-1价升高为0价,被氧化,因此被氧化与被还原的氧原子数之比为1∶1,故A正确。
√
4.(2026·广州高一期中)Na2O2是重要的化工原料,具有多种用途。
(1)2026年1月21日,国内首台自主研发的小型观光载人潜水器“鲛子”号水下载人观光潜水器在重庆巫山双龙湖进行了交付前测试。Na2O2可在呼吸面具和潜水艇中作为氧气的来源,请写出Na2O2与H2O反应的化学方程式: ________________________________。
(2)Na2O2具有强氧化性,请写出过量Na2O2加入石蕊溶液中的现象: ________。
(3)将一定量的Na2O2固体投入含有下列离子的溶液中:Cl-、Ca2+、K+、Na+,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有__________(填离子符号)。
【解析】(1)Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2,其化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;
(2)Na2O2与H2O反应生成NaOH,使石蕊溶液变蓝,由于Na2O2具有强氧化性,加入过量的Na2O2,会使蓝色褪去;
(3)Na2O2与水反应生成NaOH和氧气,Ca2+与氢氧根离子发生反应,故Ca2+的数目减少,由于Na2O2加入导致Na+数目增多,则离子数目几乎不变的为Cl-、K+。
答案:(1)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(2)溶液先变蓝,后褪色　(3)Cl-、K+

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