资源简介

(共84张PPT)
第二章　海水中的重要元素——钠和氯
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
目
录
知识点二　钠与水反应
课时作业
知识点一　钠与非金属反应
即时演练
知识点三　氧化钠与过氧化钠
1.宏观辨识与微观探析:能从钠原子的结构角度认识钠是一种非常活泼的金属,具有很强的还原性,形成“结构决定性质”的观念。2.证据推理与模型认知: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,促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。3.科学探究与创新意识:通过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。
核心素养发展目标
一
知识点一　钠与非金属反应
1.钠的原子结构及存在形态
1
还原
化合物
NaCl
2.钠与非金属单质的反应
(1)钠与氧气的反应
条件 常温 加热
实验 操作
实验 现象 新切开的钠具有____色的金属光泽,在空气中很快____ 钠受热后先熔化,然后剧烈燃烧,火焰呈__色,生成____色固体
银白
变暗
黄
淡黄
条件 常温 加热
化学方 程式 __________________ ______________________
实验 结论 ①钠的物理性质:____色金属,硬度__,熔点__,密度比煤油的__ ②钠与氧气反应的条件不同时,现象不同,产物也不同
(2)钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠只显____价,如Na与Cl2在加热条件下可发生反应,化学方程式:______________________。
4Na+O2 2Na2O
2Na+O2 Na2O2
银白
小
低
大
+1
2Na+Cl2 2NaCl
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)钠元素在自然界中有的以单质的形式存在。(　 　)
(2)钠是银白色金属,熔点低,硬度大。(　 　)
(3)钠在反应中只能作还原剂。 ( 　 　)
(4)钠在空气中变暗,发生的是物理变化。 (　 　)
(5)钠与氧气反应时,条件不同,生成物也不同。(　 　)
基础诊断
×
×
√
×
√
B
1.实验室中,用镊子从煤油中取出一小块金属钠,然后用滤纸吸干表面的煤油,再用小刀切开观察。在这一实验过程中不能得出的钠的物理性质是(　 　)
A.钠在常温下是固体
B.钠的熔点很低
C.钠具有银白色的金属光泽
D.金属钠很软
解析:从题干中“取出一小块金属钠”知钠在常温下是固体;“用小刀切开”说明钠很软;切开后可看到钠具有银白色的金属光泽;不能得出钠熔点很低的性质。
2.取一小块金属钠放在坩埚中加热。下列现象不正确的是(　 　)
A.新切开的钠表面呈银白色
B.金属钠很快熔化
C.钠燃烧时产生黄色火焰
D.钠燃烧后生成白色固体
解析:银白色的钠燃烧后生成的Na2O2是淡黄色固体。
D
3.将4.6 g钠与1.6 g硫粉迅速混合起来,并放在陶土网上加热,反应后生成的固体是(　 　)
A.Na2O2与S B.Na2O与Na2S
C.S与Na2S D.Na2O2与Na2S
解析:2Na+S Na2S中,S完全反应需2.3 g Na,剩余2.3 g Na;过量Na在加热时与O2反应生成Na2O2,最终固体为Na2O2和Na2S,故选D。
D
二
知识点二　钠与水反应
1.产物预测
(1)从物质组成的角度来看,钠由Na元素组成,水由______元素组成。
(2)从元素化合价角度来看,钠具有____性,水具有氧化性,二者发生氧化还原反应生成________和____。
H、O
还原
NaOH
H2
2.实验探究
实验操作 实验现象 原因解释
钠__在水面上 钠的密度比水__
钠熔化成光亮的小球 钠的熔点__,反应放热
小球在水面上四处游动,最后完全消失 反应产生的气体推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”的响声 钠与水剧烈反应
溶液的颜色变__ 反应生成碱性物质
浮
小
低
红
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_____。
4.钠的保存与灭火
实验室里将钠保存在______或____中。活泼金属着火时,不能用水灭火,可使用__________或____灭火。
NaOH
H2
2Na+2H2O 2NaOH+H2↑
2Na+2H2O 2Na++2OH-+H2↑
H+
H2
石蜡油
煤油
专用灭火剂
干砂
某研究性小组设计实验探究钠与酸、碱、盐溶液的反应,分别将一块绿豆粒大小的钠块投入盛有稀硫酸、饱和石灰水和硫酸铜溶液的三只烧杯中(如图所示),观察实验现象并分析。
问题探究
(1)实验①中,钠与稀硫酸剧烈反应,发生轻微爆炸。试写出钠与稀硫酸反应的化学方程式。若稀硫酸不足量,金属钠能否剩余,为什么
提示:2Na+H2SO4 Na2SO4+H2↑。不能;若稀硫酸不足,过量的钠会与水继续反应生成NaOH和H2。
(2)实验②中,观察到烧杯中出现白色浑浊,试结合离子方程式分析原因。
提示:2Na+2H2O 2OH-+2Na++H2↑;钠与水反应放出热量并消耗溶剂水,由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低,且溶剂的量减少,故饱和石灰水中会有固体析出,产生白色浑浊。
(3)实验③中,观察到烧杯中产生蓝色絮状沉淀。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↑;生成的NaOH再与CuSO4发生复分解反应生成蓝色絮状Cu(OH)2沉淀:2NaOH+CuSO4
Cu(OH)2↓+Na2SO4。
归纳提升
钠与酸、碱及盐溶液的反应规律
遇水记五点,浮熔游响红。遇酸酸优先,遇盐水在前。
B
1.下列①~④是钠与水反应的实验现象、解释和结论,其中对应关系正确的是 (　 　)
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
序号 实验现象 解释和结论
① 钠浮在水面上 钠的密度比水小
② 钠熔成小球 钠与水反应放热且钠的熔点较低
③ 钠四处游动,嘶嘶作响 产生了氧气
④ 向反应后的溶液中滴加酚酞,溶液变红 生成了碱性物质
解析:①钠的密度小于水,钠投入水中会浮在水面上,正确;②钠与水反应放出大量热,而且钠的熔点较低,所以钠会熔化成一个光亮的小球,正确;③钠与水剧烈反应生成氢气,产生的气体推动钠四处游动,反应剧烈会发出嘶嘶响声,错误;④钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,溶液显碱性,所以反应后溶液由无色变为红色,正确。
2.某兴趣小组将钠与水的反应装置改进如下图所示,下列说法错误的是(　 　)
A.钠块始终保持在a处,直至完全消失
B.本实验中,如果把水换成稀盐酸,除了反应快些,其他现象基本相同
C.随反应的进行,左侧漏斗中液面上升
D.钠处于煤油和水的交界处上下浮动
A
解析:钠的密度介于煤油和水之间,在煤油和水的交界处,钠与水反应生成氢气,氢气附着在钠表面使钠浮力增大而上浮至煤油中,氢气逸出后钠又下沉至交界处继续反应,因此钠会上下浮动,A错误,D正确;稀盐酸中H+浓度大于水,钠与稀盐酸反应速率更快,钠的密度仍介于煤油和稀盐酸之间,仍在交界处上下浮动,其他现象基本相同,B正确;钠与水反应生成氢气,U形管内右侧气体增多,压强增大,将液体压向左侧,导致左侧漏斗中液面上升,C正确。
3.将少量的金属钠投入下列稀溶液中,充分反应后,最终能产生白色沉淀的是 (　 　)
A.KCl溶液 B.MgCl2溶液
C.FeCl3溶液 D.CuCl2溶液
解析:钠与KCl不反应,钠与水反应生成NaOH和H2,KCl与NaOH均为可溶物,并且不反应,无沉淀生成,A不符合题意;钠与水反应生成NaOH,NaOH与MgCl2反应生成白色Mg(OH)2沉淀,B符合题意;钠与水反应生成NaOH,NaOH与FeCl3反应生成红褐色Fe(OH)3沉淀,C不符合题意;钠与水反应生成NaOH,NaOH与CuCl2反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀,D不符合题意。
B
三
知识点三　氧化钠与过氧化钠
1.氧化钠的性质
(1)物理性质:氧化钠是__色固体。
(2)化学性质:氧化钠是一种____氧化物,具有____氧化物的通性。具有下列性质与转化:
白
碱性
碱性
写出上述转化的化学方程式:
①____________________________;
②_______________________________________;
③________________________________________。
Na2O+H2O 2NaOH
Na2O+CO2 Na2CO3
Na2O+2HCl 2NaCl+H2O
2.过氧化钠的性质
(1)Na2O2与水反应
实验操作
实验现象和结论 ①产生大量气泡,带火星的木条伸入试管中________,说明生成__。
②用手轻轻触摸试管外壁,发热,说明反应__热。
③用pH试纸检验溶液,试纸变为蓝色,说明生成________。试纸又褪色,说明中间产物具有漂白性
化学方程式 ______________________________
木条复燃
O2
放
碱性物质
2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑
(2)Na2O2与CO2反应
反应的化学方程式为_____________________________。
3.过氧化钠的应用
(1)Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为____的来源,作_______剂。
(2)Na2O2中氧元素的化合价为____,具有____性和____性,常作强氧化剂,用于杀菌消毒,作漂白剂。
2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2
O2
供氧
1
氧化
还原
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)Na2O2具有强氧化性,能漂白酸碱指示剂。(　 　)
(2)Na2O与Na2O2中的氧元素的化合价不同。(　 　)
(3)2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,H2O既不是氧化剂也不是还原剂。(　 　)
(4)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。 ( 　 　)
基础诊断
√
√
√
×
氧化钠与过氧化钠的比较
归纳提升
物质 Na2O Na2O2
色、态 白色固体 淡黄色固体
氧元素的 化合价 2 1
阴、阳离子个数比 1︰2 1︰2
都能与H2O反应生成NaOH,都能与CO2反应生成Na2CO3
Na2O2与H2O、CO2反应有O2产生,具有强氧化性,而Na2O不具有强氧化性
1.下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是(　 　)
A.Na2O、Na2O2均为碱性氧化物
B.Na2O、Na2O2均为淡黄色固体
C.Na2O、Na2O2均可用作供氧剂
D.Na2O、Na2O2与H2O反应后溶液均呈碱性
D
解析:Na2O2与H2O反应除了生成碱之外还生成了氧气,存在化合价的变化,Na2O2不属于碱性氧化物,A项错误;Na2O为白色固体,Na2O2为淡黄色固体,B项错误;Na2O与H2O或CO2反应时无氧气产生,不能用作供氧剂,Na2O2与H2O或CO2反应时产生氧气,可用作供氧剂,C项错误;Na2O、Na2O2与H2O反应后均能生成NaOH,使溶液呈碱性,D项正确。
2.已知Na2O在氧气中加热可生成Na2O2。下列说法错误的是(　 　)
A.保存Na2O和Na2O2需隔绝空气
B.Na2O和Na2O2与水反应的反应类型不同
C.该反应消耗O2分子和转移电子的个数比为1︰1
D.Na2O露置在空气中,最终变为Na2CO3
C
解析:Na2O和Na2O2易与空气中的H2O、CO2反应,保存时需隔绝空气,A正确;Na2O和H2O的反应既属于化合反应又属于非氧化还原反应,Na2O2和H2O的反应属于氧化还原反应,B正确;发生反应2Na2O+O2 2Na2O2,氧气中氧元素的化合价从0变为1,每消耗1个O2,共转移2个电子,O2分子与转移电子的个数比为1︰2,C错误;Na2O与CO2反应生成Na2CO3,Na2O与水反应生成NaOH,NaOH再与CO2反应生成Na2CO3,最终变为Na2CO3,D正确。
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
A
解析:CO与O2反应的化学方程式为2CO+O2 2CO2,CO2与Na2O2反应的化学方程式为2CO2+2Na2O2 2Na2CO3+O2,固体增加的质量为CO的质量;H2与O2反应的化学方程式为2H2+O2 2H2O,Na2O2与H2O反应的化学方程式为2H2O+2Na2O2 4NaOH+O2↑,固体增加的质量为H2的质量。
方法规律
(1)Na2O2与H2O、CO2反应先后顺序
由于CO2能够与NaOH反应,所以一定量的Na2O2与H2O(g)、CO2的混合物反应时可视为Na2O2先与CO2反应生成Na2CO3,剩余的Na2O2再与H2O(g)反应生成NaOH。
(2)Na2O2与H2O、CO2反应固体质量关系
Na2O2在一定条件下可以与CO2、H2O发生反应,化学方程式如下:
2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2①
2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑②
在上述两个反应中,对Na2O2而言,根据原子守恒:
在反应①中Na2O2增加的质量实际上可看作:Na2O2+CO Na2CO3,即CO的质量。
在反应②中Na2O2增加的质量实际上可看作:Na2O2+H2 2NaOH,即H2的质量。
四
即时演练
C
1.下列有关金属钠的说法中,不正确的是 (　 　)
A.钠可以保存在煤油中
B.钠在氧气中燃烧生成淡黄色的Na2O2
C.钠可以从CuSO4溶液中还原出铜单质
D.钠元素在自然界中都是以化合态存在的
解析:钠的密度比煤油大,煤油可以隔绝水和氧气,所以钠可以保存在煤油中,A正确;钠在氧气中燃烧生成淡黄色的Na2O2,B正确;钠与CuSO4溶液反应时,先与水反应生成NaOH和H2,生成的NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀,不能生成铜单质,C错误;钠的还原性很强,易与水和氧气反应,所以钠元素在自然界中都是以化合态存在的,D正确。
B
2.2025年10月31日,“神舟二十一号”载人飞船成功发射。为了使航天员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境,一般会在飞船内安装盛有Na2O2颗粒的装置。下列关于钠的氧化物说法错误的是 (　 　)
A.Na2O2和Na2O中阳离子与阴离子个数比均为2︰1
B.Na2O2和Na2O都能与酸反应生成盐和水,都是碱性氧化物
C.Na2O2与H2O反应,产生气体并且放出大量的热
D.Na2O2与稀盐酸的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
解析:1个Na2O由2个Na+和1个O2-构成,1个Na2O2由2个Na+和1个构成,阳离子与阴离子个数比均为2︰1,A正确;Na2O与酸反应生成盐和水(如Na2O+2HCl 2NaCl+H2O),是碱性氧化物,但Na2O2与酸反应会生成盐、水和氧气(如2Na2O2+4HCl 4NaCl+2H2O+O2↑),不符合碱性氧化物的定义,B错误;Na2O2与水反应生成O2(气体)并放出大量热(2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑),C正确;Na2O2中氧元素(1价)部分升为0价(O2),被氧化,部分降为2价(H2O),被还原,因此Na2O2既是氧化剂又是还原剂,D正确。
D
3.在一密闭容器中有CO、H2、O2共16 g和足量的Na2O2,用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7 g,则原混合气体中O2的质量分数是(　 　)
A.33.33% B.66.67%
C.43.75% D.56.25%
解析:CO燃烧生成CO2,反应的化学方程式为2CO+O2 2CO2,CO2与
Na2O2发生反应2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2,固体增加的质量相当于
CO的质量;H2在O2中燃烧生成水,反应的化学方程式为2H2+O2
2H2O,水与Na2O2发生反应2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,固体增加的
质量相当于H2的质量。CO、H2、O2用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7 g就是原混合气体中CO、H2的质量和,所以混合气体中O2的质量为16 g7 g=9 g,O2的质量分数为×100%=56.25%。故选D。
4.钠及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。回答下列问题:
(1)下列各项中能用于保存少量金属钠的方法有____(填字母)。
A.放在石蜡油中 B.放在砂土中
C.放在水中 D.放在煤油中
解析:金属钠不与石蜡油反应,且密度大于石蜡油,金属钠会下沉至石蜡油液面以下,能隔绝空气,则金属钠可以放在石蜡油中保存,A符合题意;砂土不能有效隔绝空气,金属钠会与空气中的氧气、水反应,则金属钠不能放在砂土中保存,B不符合题意;金属钠的性质非常活泼,能与水发生剧烈反应,则金属钠不能放在水中保存,C不符合题意;金属钠与煤油不反应,且密度大于煤油,金属钠会下沉至煤油液面以下,能隔绝空气,则金属钠可以放在煤油中保存,D符合题意。
AD
(2)实验室做“钠在空气中燃烧”实验过程如图所示。
①该实验过程中产生的实验现象为_____________________________ ________________________________;该反应的化学方程式为_________________________。
解析:该实验过程中可以看到,钠受热后先熔化,然后与氧气剧烈反应,发出黄色火焰,生成一种淡黄色固体;钠与氧气剧烈燃烧生成Na2O2,反应的化学方程式为2Na+O2 Na2O2。
钠受热后先熔化,然后剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成一种淡黄色固体
2Na+O2 Na2O2
②金属钠在燃烧时可能会与空气中CO2反应生成Na2CO3和一种黑色固体单质,该黑色固体单质的化学式为__。
解析:金属钠在燃烧时可能会与空气中CO2反应生成Na2CO3和一种黑色固体单质,根据原子守恒可知,该黑色固体单质为碳单质,其化学式为C。
C
(3)金属钠的化学性质非常活泼,切一小块金属钠投入水中,产生的实验现象为____________________________________________________________ ___;若将一小块金属钠投入CuSO4溶液中,过滤后理论上得到的固体为____________(填化学式,下同);将金属钠久置于空气中,最终得到________。
钠浮在水面上,迅速熔成光亮小球,在水面四处游动,并发出“嘶嘶”
声
Cu(OH)2
Na2CO3
解析:钠的熔点较低,密度比水小,金属钠的化学性质非常活泼,能与水发生剧烈反应生成NaOH和H2,且反应时放出热量,则切一小块金属钠投入水中,产生的实验现象为钠浮在水面上,迅速熔成光亮小球,在水面四处游动,并发出“嘶嘶”声;若将一小块金属钠投入CuSO4溶液中,钠先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再和CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀和Na2SO4,则过滤后理论上得到的固体为Cu(OH)2;将金属钠久置于空气中,钠先和氧气反应生成Na2O,Na2O和水反应生成NaOH,NaOH吸收CO2生成碳酸钠晶体,最后碳酸钠晶体风化失去结晶水得到Na2CO3。
(4)上述(2)实验过程中得到的淡黄色物质可用作呼吸面具、潜水艇的供氧剂,写出该物质和CO2反应的化学方程式:___________________________ ,消耗2个CO2时,反应中转移的电子数目为__。
解析:Na2O2和CO2反应生成Na2CO3和O2:2Na2O2+2CO2 2Na2CO3
+O2;消耗2个CO2时,反应中转移的电子数目为2。
2Na2O2+2CO2
2Na2CO3+O2
2
五
课时作业8
B
(选择题1~12题,每题3分,第13题14分)
1.下列关于钠的叙述中,正确的是 ( 　 　)
A.钠的硬度很大
B.可用干砂盖灭燃烧的钠
C.Na+的最外电子层上有1个电子
D.钠的密度小于煤油
解析:金属钠质地较软,可用小刀切割,A错误;钠燃烧时生成Na2O2,若用水或CO2灭火会加剧反应,而干砂可隔绝氧气,B正确;Na失去最外层1个电子后变成Na+,Na+的最外层有8个电子,C错误;钠的密度大于煤油(通常保存在煤油中),D错误。
B
2.下列是与实验有关的部分图标。做“钠在空气中燃烧”实验不需要标记的图标是(　 　)
A.护目镜 B.用电 C.锐器 D.洗手
解析:钠在空气中燃烧时反应剧烈,可能有固体飞溅,需佩戴护目镜保护眼睛,A不符合题意;钠燃烧实验通常用酒精灯加热,不需要使用电器设备,不涉及用电操作,B符合题意;取用钠时需用小刀切割,小刀属于锐器,存在割伤风险,C不符合题意;实验结束后需洗手,D不符合题意。
3.下列关于金属钠的叙述正确的是(　 　)
A.钠与水反应的现象可以说明钠的熔点低、密度比水小
B.钠在空气中燃烧,发出苍白色火焰
C.把一小块金属钠放入稀硫酸中时,钠先与水剧烈反应
D.当钠与CuSO4溶液反应时,有大量红色固体铜出现
A
解析:钠与水反应时,钠浮在水面说明钠的密度比水小,钠熔成小球说明反应放热、钠的熔点低,A正确;钠在空气中燃烧,产生黄色火焰,并生成淡黄色的固体,B错误;钠先与硫酸反应生成氢气,C错误;钠与CuSO4溶液反应时,钠先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀,不会置换出铜,D错误。
D
4.下列关于Na2O和Na2O2的说法错误的是(　 　)
A.钠元素的化合价相同,而氧元素的化合价不同
B.长期露置于空气中,二者最终都会转变成相同的固体产物
C.二者均可与CO2反应,但Na2O2与CO2反应时能产生O2,Na2O不能
D.固体分别加入滴有酚酞的水中,二者现象相同
解析:在Na2O和Na2O2中,钠元素均为+1价,氧元素分别为2和1价,A正确;Na2O最终转化为Na2CO3,Na2O2最终也会转化为Na2CO3,B正确;Na2O与CO2反应生成Na2CO3,Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,C正确;Na2O溶于水生成NaOH使酚酞变红,Na2O2与水反应生成NaOH和O2,反应剧烈,NaOH使酚酞变红,反应过程中生成的H2O2具有强氧化性导致溶液褪色,现象不同,D错误。
5.为探究Na2O2与H2O的反应,某学习小组将1~2 mL水滴入盛有1~2 g Na2O2固体的试管中,下列有关说法不正确的是 (　 　)
A.该实验可以用带火星的木条来检验生成的气体是否为氧气
B.该实验可以直接用手轻轻触摸试管外壁来感受反应的热量变化
C.该实验可以用pH试纸来测定生成溶液的pH
D.该实验可以说明Na2O2可在潜水艇中作为氧气的来源
C
解析:带火星的木条复燃证明Na2O2与H2O反应生成氧气,Na2O2可在潜水艇中作为氧气的来源,Na2O2与H2O反应放出热量,可以用手轻轻触摸试管外壁来感受反应的热量变化,Na2O2与H2O反应过程中会生成具有漂白性的过氧化物,pH试纸被漂白,不能测定溶液的pH。
C
6.对于反应2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2,下列说法正确的是 (　 　)
A.Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂
B.该反应中电子转移的数目为4
C.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
D.每有44 g CO2与足量Na2O2反应,则固体增重56 g
解析:Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,故A错误,C正确;反应物的量未知,无法计算转移电子的数目,故B错误;根据质量守恒定律,固体增重等于与参加反应的CO2数目相等的CO的质量,即44 g CO2与足量Na2O2反应,固体增重28 g,故D错误。
7.一定条件下,将钠与氧气反应的产物1.5 g溶于水,所得溶液恰好能被50 g质量分数为2.92%的盐酸中和,则该产物是 (　 　)
A.Na2O B.Na2O2
C.Na2O和Na2O2 D.不能确定
C
解析:由题意可知,50 g 2.92%盐酸中HCl的质量m(HCl)=50 g×2.92%=
1.46 g。若钠与氧气反应的产物全部为Na2O,由化学方程式可知Na2O~
2HCl,则Na2O的质量m(Na2O)==1.24 g;若钠与氧气反应的产物全部为Na2O2,由化学方程式可知Na2O2~2HCl,则Na2O2的质量m(Na2O2)=
=1.56 g。由1.24 g<1.5 g<1.56 g可知,钠与氧气反应的产物为Na2O和Na2O2的混合物,故选C。
8.某化学社团进行实验探究,发现向过氧化钠与水反应后的溶液中滴加2滴酚酞溶液,溶液先变红后褪色。为了探究其原因,进行如图所示的三个实验。实验①取反应后溶液加入少量MnO2后迅速产生大量气体,带火星的木条复燃;实验②溶液变红,且不褪色;实验③通入氧气,溶液红色不褪去。
下列说法错误的是 (　 　)
A.该实验的安全图标有
B.实验①产生的气体是氧气
C.实验②③证明使酚酞褪色的不是氧气
D.由上述实验可知:过氧化钠与水可能发生反应+2H2O 2OH-+ H2O2
D
解析:过氧化钠与水反应剧烈、放热且生成O2,需戴护目镜,检验O2时,用到明火,实验结束后要洗手,A项正确;实验①是取反应后溶液加入MnO2后迅速产生大量气体,该气体能够使带火星的木条复燃,证明为氧气,B项正确;将酚酞滴入NaOH溶液中,溶液变红,向NaOH和酚酞的混合溶液通入氧气后,溶液不褪色,故实验②③证明使酚酞褪色的不是氧气,C项正确;过氧化钠与水反应后滴加酚酞,酚酞褪色,可能是生成了具有漂白性的H2O2,则该反应为Na2O2+2H2O 2Na++2OH-+H2O2,D项错误。
9.用Na制取Na2O通常采用反应“2NaNO3+10Na 6Na2O+N2↑”,而非直接让Na与O2反应。下列对采用该反应原因的分析,正确的是 (　 　)
A.Na与氧气反应无法生成Na2O
B.该反应能产生N2,N2可隔绝氧气,防止生成的Na2O进一步被氧化为Na2O2
C.此反应中钠元素的化合价只升高
D.反应物均为固体,固固反应一定比固气反应更容易发生
B
解析:钠与氧气在常温下反应生成Na2O,而在加热时生成Na2O2,A错误;该反应生成的N2可隔绝氧气,防止Na2O进一步被氧化为Na2O2,B正确;反应中金属钠的化合价从0升至+1(被氧化),而NaNO3中的钠元素保持+1价,因此钠元素的化合价并非“只升高”,C错误;固固反应是否容易发生取决于反应物的性质,不能直接推断其比固气反应更易发生,D错误。
10.钠在空气中的燃烧产物X和金属钠分别加入足量水中,生成的两种气体在一定条件下恰好完全反应,则金属钠与X的质量比为 (　 　)
A.1︰2 B.2︰1
C.23︰39 D.39︰23
解析:钠在空气中的燃烧产物X为Na2O2,和金属钠分别加入足量水中,生成的两种气体分别为O2和H2,在一定条件下恰好完全反应,即O2和H2个数之比为1︰2,根据得失电子守恒可知,消耗的Na2O2与Na个数之比为1︰2,则金属钠与X质量比为23︰39。
C
11.某同学探究金属Na与CO2的反应,实验如下:
项目 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溶液和BaCl2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BaCl2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.实验说明CO2具有氧化性
D.金属Na着火不能用CO2灭火
解析:由实验Ⅱ的现象推知Na与CO2反应生成Na2CO3和C,依据原子守恒和得失电子守恒推知反应的化学方程式为4Na+3CO2 2Na2CO3+C,故B错误。
B
12.如图是Na2O2和CO2定性、定量实验的装置示意图:
注射器1中抽取了100 mL CO2,U形管中装有适量小玻璃珠和约1.5 g的Na2O2粉末。实验开始时,打开止水夹K1、K2、K4,关闭止水夹K3,推动注射器1活塞,缓缓将CO2压至U形管,观察到注射器2的活塞缓缓向外移动。下列叙述不正确的是(　 　)
C
A.U形管内的玻璃珠可防止Na2O2粉末被吹走和增大Na2O2和CO2的接触面积
B.U形管内淡黄色粉末渐渐变白
C.注射器1的活塞推到底后,注射器2中收集到的气体大于50 mL,只是因为含有未反应的CO2
D.打开U形管右侧的胶塞,立即将带火星的木条伸入其中,可验证反应产物之一为氧气
解析:由2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2可知,100 mL CO2参与反应,理论上应产生50 mL O2,若收集到的气体大于50 mL,除部分未反应的CO2外,还可能是反应放热,气体受热膨胀,故C错误。
13.(14分)Na2O2用途广泛,性质多样,下面对Na2O2进行实验探究。
Ⅰ.现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,可利用的装置如下:
请回答下列问题:
(1)组合实验装置时各仪器接口的连接顺序是空气→h→__→__→__→________→________→__(仪器不能重复使用)。
解析:Ⅰ.用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,需要空气中的氧气和钠在加热条件下反应生成Na2O2,则要除去空气中的水蒸气和CO2;把空气通过装置Ⅳ除去CO2,通过装置Ⅲ吸收水蒸气,再通过装置Ⅰ加热发生核心反应,最后连接装置Ⅱ防止空气中的CO2和水蒸气进入装置Ⅰ干扰实验结果,从而得到纯度较高的Na2O2。由分析可知装置的连接顺序为Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ,又净化气体的装置一般为长进短出,球形干燥管的进气方向为大进小出,则各仪器接口的连接顺序为空气→h→g→f→e→a(b)→b(a)→c。
g
f
e
a(b)
b(a)
c
(2)若没有装置Ⅱ,可能会发生的反应有_______________________________ __________________________________________(写出两个化学方程式)。
解析:装置Ⅱ的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置Ⅰ干扰实验,若没有装置Ⅱ,可能会发生的反应有2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑等。
(3)加热装置Ⅰ时发生反应的化学方程式为____________________。
解析:加热装置Ⅰ,氧气和钠在加热条件下反应生成Na2O2,化学方程式为2Na+O2 Na2O2。
2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2、
2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑(合理即可)
2Na+O2 Na2O2
Ⅱ.实验小组查阅资料发现Na2O2与H2能发生反应生成H2O,该小组同学设计如下实验进行验证:
(4)仪器a的名称是________;装置B的作用是_____________________ ___________。
(5)该实验装置存在明显缺陷,应如何改进:__________________________ ______________________。
解析:为了检验C中Na2O2与H2反应是否生成水,应在装置C、D之间连接一个装有无水硫酸铜的U形管。
长颈漏斗
干燥H2和吸收挥发的HCl气体
应在装置C、D之间连接一个装有无水硫酸铜的U形管
Thank you
本课结束第二章　海水中的重要元素——钠和氯
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
1.宏观辨识与微观探析:能从钠原子的结构角度认识钠是一种非常活泼的金属,具有很强的还原性,形成“结构决定性质”的观念。2.证据推理与模型认知: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,促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。3.科学探究与创新意识:通过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。
知识点一　钠与非金属反应
1.钠的原子结构及存在形态
2.钠与非金属单质的反应
(1)钠与氧气的反应
条件 常温 加热
实验 操作
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 钠受热后先熔化,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 2Na+O2Na2O2
实验 结论 ①钠的物理性质:银白色金属,硬度小,熔点低,密度比煤油的大 ②钠与氧气反应的条件不同时,现象不同,产物也不同
(2)钠与其他非金属单质化合生成的化合物中钠只显+1价,如Na与Cl2在加热条件下可发生反应,化学方程式:2Na+Cl22NaCl。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)钠元素在自然界中有的以单质的形式存在。(　×　)
(2)钠是银白色金属,熔点低,硬度大。(　×　)
(3)钠在反应中只能作还原剂。 (　√　)
(4)钠在空气中变暗,发生的是物理变化。 (　×　)
(5)钠与氧气反应时,条件不同,生成物也不同。(　√　)
1.实验室中,用镊子从煤油中取出一小块金属钠,然后用滤纸吸干表面的煤油,再用小刀切开观察。在这一实验过程中不能得出的钠的物理性质是(　B　)
A.钠在常温下是固体
B.钠的熔点很低
C.钠具有银白色的金属光泽
D.金属钠很软
解析:从题干中“取出一小块金属钠”知钠在常温下是固体;“用小刀切开”说明钠很软;切开后可看到钠具有银白色的金属光泽;不能得出钠熔点很低的性质。
2.取一小块金属钠放在坩埚中加热。下列现象不正确的是(　D　)
A.新切开的钠表面呈银白色
B.金属钠很快熔化
C.钠燃烧时产生黄色火焰
D.钠燃烧后生成白色固体
解析:银白色的钠燃烧后生成的Na2O2是淡黄色固体。
3.将4.6 g钠与1.6 g硫粉迅速混合起来,并放在陶土网上加热,反应后生成的固体是(　D　)
A.Na2O2与S B.Na2O与Na2S
C.S与Na2S D.Na2O2与Na2S
解析:2Na+SNa2S中,S完全反应需2.3 g Na,剩余2.3 g Na;过量Na在加热时与O2反应生成Na2O2,最终固体为Na2O2和Na2S,故选D。
知识点二　钠与水反应
1.产物预测
(1)从物质组成的角度来看,钠由Na元素组成,水由H、O元素组成。
(2)从元素化合价角度来看,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 原因解释
钠浮在水面上 钠的密度比水小
钠熔化成光亮的小球 钠的熔点低,反应放热
小球在水面上四处游动,最后完全消失 反应产生的气体推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”的响声 钠与水剧烈反应
溶液的颜色变红 反应生成碱性物质
3.实验结论
钠与水剧烈反应,生成NaOH和H2。
(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。
4.钠的保存与灭火
实验室里将钠保存在石蜡油或煤油中。活泼金属着火时,不能用水灭火,可使用专用灭火剂或干砂灭火。
某研究性小组设计实验探究钠与酸、碱、盐溶液的反应,分别将一块绿豆粒大小的钠块投入盛有稀硫酸、饱和石灰水和硫酸铜溶液的三只烧杯中(如图所示),观察实验现象并分析。
(1)实验①中,钠与稀硫酸剧烈反应,发生轻微爆炸。试写出钠与稀硫酸反应的化学方程式。若稀硫酸不足量,金属钠能否剩余,为什么
提示:2Na+H2SO4Na2SO4+H2↑。不能;若稀硫酸不足,过量的钠会与水继续反应生成NaOH和H2。
(2)实验②中,观察到烧杯中出现白色浑浊,试结合离子方程式分析原因。
提示:2Na+2H2O2OH-+2Na++H2↑;钠与水反应放出热量并消耗溶剂水,由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低,且溶剂的量减少,故饱和石灰水中会有固体析出,产生白色浑浊。
(3)实验③中,观察到烧杯中产生蓝色絮状沉淀。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↑;生成的NaOH再与CuSO4发生复分解反应生成蓝色絮状Cu(OH)2沉淀:2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4。
钠与酸、碱及盐溶液的反应规律
　　遇水记五点,浮熔游响红。遇酸酸优先,遇盐水在前。
1.下列①~④是钠与水反应的实验现象、解释和结论,其中对应关系正确的是 (　B　)
序号 实验现象 解释和结论
① 钠浮在水面上 钠的密度比水小
② 钠熔成小球 钠与水反应放热且钠的熔点较低
③ 钠四处游动,嘶嘶作响 产生了氧气
④ 向反应后的溶液中滴加酚酞,溶液变红 生成了碱性物质
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
解析:①钠的密度小于水,钠投入水中会浮在水面上,正确;②钠与水反应放出大量热,而且钠的熔点较低,所以钠会熔化成一个光亮的小球,正确;③钠与水剧烈反应生成氢气,产生的气体推动钠四处游动,反应剧烈会发出嘶嘶响声,错误;④钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,溶液显碱性,所以反应后溶液由无色变为红色,正确。
2.某兴趣小组将钠与水的反应装置改进如下图所示,下列说法错误的是(　A　)
A.钠块始终保持在a处,直至完全消失
B.本实验中,如果把水换成稀盐酸,除了反应快些,其他现象基本相同
C.随反应的进行,左侧漏斗中液面上升
D.钠处于煤油和水的交界处上下浮动
解析:钠的密度介于煤油和水之间,在煤油和水的交界处,钠与水反应生成氢气,氢气附着在钠表面使钠浮力增大而上浮至煤油中,氢气逸出后钠又下沉至交界处继续反应,因此钠会上下浮动,A错误,D正确;稀盐酸中H+浓度大于水,钠与稀盐酸反应速率更快,钠的密度仍介于煤油和稀盐酸之间,仍在交界处上下浮动,其他现象基本相同,B正确;钠与水反应生成氢气,U形管内右侧气体增多,压强增大,将液体压向左侧,导致左侧漏斗中液面上升,C正确。
3.将少量的金属钠投入下列稀溶液中,充分反应后,最终能产生白色沉淀的是 (　B　)
A.KCl溶液 B.MgCl2溶液
C.FeCl3溶液 D.CuCl2溶液
解析:钠与KCl不反应,钠与水反应生成NaOH和H2,KCl与NaOH均为可溶物,并且不反应,无沉淀生成,A不符合题意;钠与水反应生成NaOH,NaOH与MgCl2反应生成白色Mg(OH)2沉淀,B符合题意;钠与水反应生成NaOH,NaOH与FeCl3反应生成红褐色Fe(OH)3沉淀,C不符合题意;钠与水反应生成NaOH,NaOH与CuCl2反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀,D不符合题意。
知识点三　氧化钠与过氧化钠
1.氧化钠的性质
(1)物理性质:氧化钠是白色固体。
(2)化学性质:氧化钠是一种碱性氧化物,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+H2O2NaOH;
②Na2O+CO2Na2CO3;
③Na2O+2HCl2NaCl+H2O。
2.过氧化钠的性质
(1)Na2O2与水反应
实验操作
实验现象 和结论 ①产生大量气泡,带火星的木条伸入试管中木条复燃,说明生成O2。 ②用手轻轻触摸试管外壁,发热,说明反应放热。 ③用pH试纸检验溶液,试纸变为蓝色,说明生成碱性物质。试纸又褪色,说明中间产物具有漂白性
化学方程式 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
(2)Na2O2与CO2反应
反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。
3.过氧化钠的应用
(1)Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为O2的来源,作供氧剂。
(2)Na2O2中氧元素的化合价为-1,具有氧化性和还原性,常作强氧化剂,用于杀菌消毒,作漂白剂。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)Na2O2具有强氧化性,能漂白酸碱指示剂。(　√　)
(2)Na2O与Na2O2中的氧元素的化合价不同。(　√　)
(3)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,H2O既不是氧化剂也不是还原剂。(　√　)
(4)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。 (　×　)
氧化钠与过氧化钠的比较
物质 Na2O Na2O2
色、态 白色固体 淡黄色固体
氧元素的 化合价 -2 -1
阴、阳离 子个数比 1︰2 1︰2
都能与H2O反应生成NaOH,都能与CO2反应生成Na2CO3
Na2O2与H2O、CO2反应有O2产生,具有强氧化性,而Na2O不具有强氧化性
1.下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是(　D　)
A.Na2O、Na2O2均为碱性氧化物
B.Na2O、Na2O2均为淡黄色固体
C.Na2O、Na2O2均可用作供氧剂
D.Na2O、Na2O2与H2O反应后溶液均呈碱性
解析:Na2O2与H2O反应除了生成碱之外还生成了氧气,存在化合价的变化,Na2O2不属于碱性氧化物,A项错误;Na2O为白色固体,Na2O2为淡黄色固体,B项错误;Na2O与H2O或CO2反应时无氧气产生,不能用作供氧剂,Na2O2与H2O或CO2反应时产生氧气,可用作供氧剂,C项错误;Na2O、Na2O2与H2O反应后均能生成NaOH,使溶液呈碱性,D项正确。
2.已知Na2O在氧气中加热可生成Na2O2。下列说法错误的是(　C　)
A.保存Na2O和Na2O2需隔绝空气
B.Na2O和Na2O2与水反应的反应类型不同
C.该反应消耗O2分子和转移电子的个数比为1︰1
D.Na2O露置在空气中,最终变为Na2CO3
解析:Na2O和Na2O2易与空气中的H2O、CO2反应,保存时需隔绝空气,A正确;Na2O和H2O的反应既属于化合反应又属于非氧化还原反应,Na2O2和H2O的反应属于氧化还原反应,B正确;发生反应2Na2O+O22Na2O2,氧气中氧元素的化合价从0变为-1,每消耗1个O2,共转移2个电子,O2分子与转移电子的个数比为1︰2,C错误;Na2O与CO2反应生成Na2CO3,Na2O与水反应生成NaOH,NaOH再与CO2反应生成Na2CO3,最终变为Na2CO3,D正确。
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　)
A.3.2 g B.4.4 g
C.5.6 g D.6.4 g
解析:CO与O2反应的化学方程式为2CO+O22CO2,CO2与Na2O2反应的化学方程式为2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2,固体增加的质量为CO的质量;H2与O2反应的化学方程式为2H2+O22H2O,Na2O2与H2O反应的化学方程式为2H2O+2Na2O24NaOH+O2↑,固体增加的质量为H2的质量。
(1)Na2O2与H2O、CO2反应先后顺序
由于CO2能够与NaOH反应,所以一定量的Na2O2与H2O(g)、CO2的混合物反应时可视为Na2O2先与CO2反应生成Na2CO3,剩余的Na2O2再与H2O(g)反应生成NaOH。
(2)Na2O2与H2O、CO2反应固体质量关系
Na2O2在一定条件下可以与CO2、H2O发生反应,化学方程式如下:
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2①
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑②
在上述两个反应中,对Na2O2而言,根据原子守恒:
在反应①中Na2O2增加的质量实际上可看作:Na2O2+CONa2CO3,即CO的质量。
在反应②中Na2O2增加的质量实际上可看作:Na2O2+H22NaOH,即H2的质量。
1.下列有关金属钠的说法中,不正确的是 (　C　)
A.钠可以保存在煤油中
B.钠在氧气中燃烧生成淡黄色的Na2O2
C.钠可以从CuSO4溶液中还原出铜单质
D.钠元素在自然界中都是以化合态存在的
解析:钠的密度比煤油大,煤油可以隔绝水和氧气,所以钠可以保存在煤油中,A正确;钠在氧气中燃烧生成淡黄色的Na2O2,B正确;钠与CuSO4溶液反应时,先与水反应生成NaOH和H2,生成的NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀,不能生成铜单质,C错误;钠的还原性很强,易与水和氧气反应,所以钠元素在自然界中都是以化合态存在的,D正确。
2.2025年10月31日,“神舟二十一号”载人飞船成功发射。为了使航天员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境,一般会在飞船内安装盛有Na2O2颗粒的装置。下列关于钠的氧化物说法错误的是 (　B　)
A.Na2O2和Na2O中阳离子与阴离子个数比均为2︰1
B.Na2O2和Na2O都能与酸反应生成盐和水,都是碱性氧化物
C.Na2O2与H2O反应,产生气体并且放出大量的热
D.Na2O2与稀盐酸的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
解析:1个Na2O由2个Na+和1个O2-构成,1个Na2O2由2个Na+和1个构成,阳离子与阴离子个数比均为2︰1,A正确;Na2O与酸反应生成盐和水(如Na2O+2HCl2NaCl+H2O),是碱性氧化物,但Na2O2与酸反应会生成盐、水和氧气(如2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2↑),不符合碱性氧化物的定义,B错误;Na2O2与水反应生成O2(气体)并放出大量热(2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑),C正确;Na2O2中氧元素(-1价)部分升为0价(O2),被氧化,部分降为-2价(H2O),被还原,因此Na2O2既是氧化剂又是还原剂,D正确。
3.在一密闭容器中有CO、H2、O2共16 g和足量的Na2O2,用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7 g,则原混合气体中O2的质量分数是(　D　)
A.33.33% B.66.67%
C.43.75% D.56.25%
解析:CO燃烧生成CO2,反应的化学方程式为2CO+O22CO2,CO2与Na2O2发生反应2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,固体增加的质量相当于CO的质量;H2在O2中燃烧生成水,反应的化学方程式为2H2+O22H2O,水与Na2O2发生反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,固体增加的质量相当于H2的质量。CO、H2、O2用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7 g就是原混合气体中CO、H2的质量和,所以混合气体中O2的质量为16 g-7 g=9 g,O2的质量分数为×100%=56.25%。故选D。
4.钠及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。回答下列问题:
(1)下列各项中能用于保存少量金属钠的方法有AD(填字母)。
A.放在石蜡油中 B.放在砂土中
C.放在水中 D.放在煤油中
(2)实验室做“钠在空气中燃烧”实验过程如图所示。
①该实验过程中产生的实验现象为钠受热后先熔化,然后剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成一种淡黄色固体;该反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2。
②金属钠在燃烧时可能会与空气中CO2反应生成Na2CO3和一种黑色固体单质,该黑色固体单质的化学式为C。
(3)金属钠的化学性质非常活泼,切一小块金属钠投入水中,产生的实验现象为钠浮在水面上,迅速熔成光亮小球,在水面四处游动,并发出“嘶嘶”声;若将一小块金属钠投入CuSO4溶液中,过滤后理论上得到的固体为Cu(OH)2(填化学式,下同);将金属钠久置于空气中,最终得到Na2CO3。
(4)上述(2)实验过程中得到的淡黄色物质可用作呼吸面具、潜水艇的供氧剂,写出该物质和CO2反应的化学方程式:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,消耗2个CO2时,反应中转移的电子数目为2。
解析:(1)金属钠不与石蜡油反应,且密度大于石蜡油,金属钠会下沉至石蜡油液面以下,能隔绝空气,则金属钠可以放在石蜡油中保存,A符合题意;砂土不能有效隔绝空气,金属钠会与空气中的氧气、水反应,则金属钠不能放在砂土中保存,B不符合题意;金属钠的性质非常活泼,能与水发生剧烈反应,则金属钠不能放在水中保存,C不符合题意;金属钠与煤油不反应,且密度大于煤油,金属钠会下沉至煤油液面以下,能隔绝空气,则金属钠可以放在煤油中保存,D符合题意。(2)①该实验过程中可以看到,钠受热后先熔化,然后与氧气剧烈反应,发出黄色火焰,生成一种淡黄色固体;钠与氧气剧烈燃烧生成Na2O2,反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2。②金属钠在燃烧时可能会与空气中CO2反应生成Na2CO3和一种黑色固体单质,根据原子守恒可知,该黑色固体单质为碳单质,其化学式为C。(3)钠的熔点较低,密度比水小,金属钠的化学性质非常活泼,能与水发生剧烈反应生成NaOH和H2,且反应时放出热量,则切一小块金属钠投入水中,产生的实验现象为钠浮在水面上,迅速熔成光亮小球,在水面四处游动,并发出“嘶嘶”声;若将一小块金属钠投入CuSO4溶液中,钠先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再和CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀和Na2SO4,则过滤后理论上得到的固体为Cu(OH)2;将金属钠久置于空气中,钠先和氧气反应生成Na2O,Na2O和水反应生成NaOH,NaOH吸收CO2生成碳酸钠晶体,最后碳酸钠晶体风化失去结晶水得到Na2CO3。(4)Na2O2和CO2反应生成Na2CO3和O2:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2;消耗2个CO2时,反应中转移的电子数目为2。
课时作业8
(总分:50分)
(选择题1~12题,每题3分,第13题14分)
1.下列关于钠的叙述中,正确的是 (　B　)
A.钠的硬度很大
B.可用干砂盖灭燃烧的钠
C.Na+的最外电子层上有1个电子
D.钠的密度小于煤油
解析:金属钠质地较软,可用小刀切割,A错误;钠燃烧时生成Na2O2,若用水或CO2灭火会加剧反应,而干砂可隔绝氧气,B正确;Na失去最外层1个电子后变成Na+,Na+的最外层有8个电子,C错误;钠的密度大于煤油(通常保存在煤油中),D错误。
2.下列是与实验有关的部分图标。做“钠在空气中燃烧”实验不需要标记的图标是 (　B　)
A.护目镜 B.用电 C.锐器 D.洗手
解析:钠在空气中燃烧时反应剧烈,可能有固体飞溅,需佩戴护目镜保护眼睛,A不符合题意;钠燃烧实验通常用酒精灯加热,不需要使用电器设备,不涉及用电操作,B符合题意;取用钠时需用小刀切割,小刀属于锐器,存在割伤风险,C不符合题意;实验结束后需洗手,D不符合题意。
3.下列关于金属钠的叙述正确的是(　A　)
A.钠与水反应的现象可以说明钠的熔点低、密度比水小
B.钠在空气中燃烧,发出苍白色火焰
C.把一小块金属钠放入稀硫酸中时,钠先与水剧烈反应
D.当钠与CuSO4溶液反应时,有大量红色固体铜出现
解析:钠与水反应时,钠浮在水面说明钠的密度比水小,钠熔成小球说明反应放热、钠的熔点低,A正确;钠在空气中燃烧,产生黄色火焰,并生成淡黄色的固体,B错误;钠先与硫酸反应生成氢气,C错误;钠与CuSO4溶液反应时,钠先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀,不会置换出铜,D错误。
4.下列关于Na2O和Na2O2的说法错误的是(　D　)
A.钠元素的化合价相同,而氧元素的化合价不同
B.长期露置于空气中,二者最终都会转变成相同的固体产物
C.二者均可与CO2反应,但Na2O2与CO2反应时能产生O2,Na2O不能
D.固体分别加入滴有酚酞的水中,二者现象相同
解析:在Na2O和Na2O2中,钠元素均为+1价,氧元素分别为-2和-1价,A正确;Na2O最终转化为Na2CO3,Na2O2最终也会转化为Na2CO3,B正确;Na2O与CO2反应生成Na2CO3,Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,C正确;Na2O溶于水生成NaOH使酚酞变红,Na2O2与水反应生成NaOH和O2,反应剧烈,NaOH使酚酞变红,反应过程中生成的H2O2具有强氧化性导致溶液褪色,现象不同,D错误。
5.为探究Na2O2与H2O的反应,某学习小组将1~2 mL水滴入盛有1~2 g Na2O2固体的试管中,下列有关说法不正确的是 (　C　)
A.该实验可以用带火星的木条来检验生成的气体是否为氧气
B.该实验可以直接用手轻轻触摸试管外壁来感受反应的热量变化
C.该实验可以用pH试纸来测定生成溶液的pH
D.该实验可以说明Na2O2可在潜水艇中作为氧气的来源
解析:带火星的木条复燃证明Na2O2与H2O反应生成氧气,Na2O2可在潜水艇中作为氧气的来源,Na2O2与H2O反应放出热量,可以用手轻轻触摸试管外壁来感受反应的热量变化,Na2O2与H2O反应过程中会生成具有漂白性的过氧化物,pH试纸被漂白,不能测定溶液的pH。
6.对于反应2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,下列说法正确的是 (　C　)
A.Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂
B.该反应中电子转移的数目为4
C.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
D.每有44 g CO2与足量Na2O2反应,则固体增重56 g
解析:Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,故A错误,C正确;反应物的量未知,无法计算转移电子的数目,故B错误;根据质量守恒定律,固体增重等于与参加反应的CO2数目相等的CO的质量,即44 g CO2与足量Na2O2反应,固体增重28 g,故D错误。
7.一定条件下,将钠与氧气反应的产物1.5 g溶于水,所得溶液恰好能被50 g质量分数为2.92%的盐酸中和,则该产物是 (　C　)
A.Na2O B.Na2O2
C.Na2O和Na2O2 D.不能确定
解析:由题意可知,50 g 2.92%盐酸中HCl的质量m(HCl)=50 g×2.92%=1.46 g。若钠与氧气反应的产物全部为Na2O,由化学方程式可知Na2O~2HCl,则Na2O的质量m(Na2O)==1.24 g;若钠与氧气反应的产物全部为Na2O2,由化学方程式可知Na2O2~2HCl,则Na2O2的质量m(Na2O2)==1.56 g。由1.24 g<1.5 g<1.56 g可知,钠与氧气反应的产物为Na2O和Na2O2的混合物,故选C。
8.某化学社团进行实验探究,发现向过氧化钠与水反应后的溶液中滴加2滴酚酞溶液,溶液先变红后褪色。为了探究其原因,进行如图所示的三个实验。实验①取反应后溶液加入少量MnO2后迅速产生大量气体,带火星的木条复燃;实验②溶液变红,且不褪色;实验③通入氧气,溶液红色不褪去。
下列说法错误的是 (　D　)
A.该实验的安全图标有
B.实验①产生的气体是氧气
C.实验②③证明使酚酞褪色的不是氧气
D.由上述实验可知:过氧化钠与水可能发生反应+2H2O2OH-+H2O2
解析:过氧化钠与水反应剧烈、放热且生成O2,需戴护目镜,检验O2时,用到明火,实验结束后要洗手,A项正确;实验①是取反应后溶液加入MnO2后迅速产生大量气体,该气体能够使带火星的木条复燃,证明为氧气,B项正确;将酚酞滴入NaOH溶液中,溶液变红,向NaOH和酚酞的混合溶液通入氧气后,溶液不褪色,故实验②③证明使酚酞褪色的不是氧气,C项正确;过氧化钠与水反应后滴加酚酞,酚酞褪色,可能是生成了具有漂白性的H2O2,则该反应为Na2O2+2H2O2Na++2OH-+H2O2,D项错误。
9.用Na制取Na2O通常采用反应“2NaNO3+10Na6Na2O+N2↑”,而非直接让Na与O2反应。下列对采用该反应原因的分析,正确的是 (　B　)
A.Na与氧气反应无法生成Na2O
B.该反应能产生N2,N2可隔绝氧气,防止生成的Na2O进一步被氧化为Na2O2
C.此反应中钠元素的化合价只升高
D.反应物均为固体,固固反应一定比固气反应更容易发生
解析:钠与氧气在常温下反应生成Na2O,而在加热时生成Na2O2,A错误;该反应生成的N2可隔绝氧气,防止Na2O进一步被氧化为Na2O2,B正确;反应中金属钠的化合价从0升至+1(被氧化),而NaNO3中的钠元素保持+1价,因此钠元素的化合价并非“只升高”,C错误;固固反应是否容易发生取决于反应物的性质,不能直接推断其比固气反应更易发生,D错误。
10.钠在空气中的燃烧产物X和金属钠分别加入足量水中,生成的两种气体在一定条件下恰好完全反应,则金属钠与X的质量比为 (　C　)
A.1︰2 B.2︰1
C.23︰39 D.39︰23
解析:钠在空气中的燃烧产物X为Na2O2,和金属钠分别加入足量水中,生成的两种气体分别为O2和H2,在一定条件下恰好完全反应,即O2和H2个数之比为1︰2,根据得失电子守恒可知,消耗的Na2O2与Na个数之比为1︰2,则金属钠与X质量比为23︰39。
11.某同学探究金属Na与CO2的反应,实验如下:
项目 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溶液和BaCl2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BaCl2溶液有白色沉淀生成
下列说法不正确的是 (　B　)
A.生成的黑色固体中含有C
B.白色固体是Na2O
C.实验说明CO2具有氧化性
D.金属Na着火不能用CO2灭火
解析:由实验Ⅱ的现象推知Na与CO2反应生成Na2CO3和C,依据原子守恒和得失电子守恒推知反应的化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C,故B错误。
12.如图是Na2O2和CO2定性、定量实验的装置示意图:
注射器1中抽取了100 mL CO2,U形管中装有适量小玻璃珠和约1.5 g的Na2O2粉末。实验开始时,打开止水夹K1、K2、K4,关闭止水夹K3,推动注射器1活塞,缓缓将CO2压至U形管,观察到注射器2的活塞缓缓向外移动。下列叙述不正确的是(　C　)
A.U形管内的玻璃珠可防止Na2O2粉末被吹走和增大Na2O2和CO2的接触面积
B.U形管内淡黄色粉末渐渐变白
C.注射器1的活塞推到底后,注射器2中收集到的气体大于50 mL,只是因为含有未反应的CO2
D.打开U形管右侧的胶塞,立即将带火星的木条伸入其中,可验证反应产物之一为氧气
解析:由2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2可知,100 mL CO2参与反应,理论上应产生50 mL O2,若收集到的气体大于50 mL,除部分未反应的CO2外,还可能是反应放热,气体受热膨胀,故C错误。
13.(14分)Na2O2用途广泛,性质多样,下面对Na2O2进行实验探究。
Ⅰ.现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,可利用的装置如下:
请回答下列问题:
(1)组合实验装置时各仪器接口的连接顺序是空气→h→g→f→e→a(b)→b(a)→c(仪器不能重复使用)。
(2)若没有装置Ⅱ,可能会发生的反应有2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑(合理即可)(写出两个化学方程式)。
(3)加热装置Ⅰ时发生反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2。
Ⅱ.实验小组查阅资料发现Na2O2与H2能发生反应生成H2O,该小组同学设计如下实验进行验证:
(4)仪器a的名称是长颈漏斗;装置B的作用是干燥H2和吸收挥发的HCl气体。
(5)该实验装置存在明显缺陷,应如何改进:应在装置C、D之间连接一个装有无水硫酸铜的U形管。
解析:Ⅰ.用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,需要空气中的氧气和钠在加热条件下反应生成Na2O2,则要除去空气中的水蒸气和CO2;把空气通过装置Ⅳ除去CO2,通过装置Ⅲ吸收水蒸气,再通过装置Ⅰ加热发生核心反应,最后连接装置Ⅱ防止空气中的CO2和水蒸气进入装置Ⅰ干扰实验结果,从而得到纯度较高的Na2O2。(1)由分析可知装置的连接顺序为Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ,又净化气体的装置一般为长进短出,球形干燥管的进气方向为大进小出,则各仪器接口的连接顺序为空气→h→g→f→e→a(b)→b(a)→c。(2)装置Ⅱ的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置Ⅰ干扰实验,若没有装置Ⅱ,可能会发生的反应有2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑等。(3)加热装置Ⅰ,氧气和钠在加热条件下反应生成Na2O2,化学方程式为2Na+O2Na2O2。Ⅱ.(5)为了检验C中Na2O2与H2反应是否生成水,应在装置C、D之间连接一个装有无水硫酸铜的U形管。

展开更多......

收起↑