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2019-2020年高考化學一輪復習 專題3.1 鈉及其氧化物講案（含解析） 復習目標： 1、 掌握鈉的物理、化學性質(zhì)； 2、 掌握氧化鈉、過氧化鈉的性質(zhì) 3、 了解過氧化鈉與H2O、CO2相關(guān)的計算 4、 了解圍繞過氧化鈉進行相關(guān)的探究實驗 基礎(chǔ)知識回顧： 一、鈉的性質(zhì) 1、物理性質(zhì) 銀白色金屬、很柔軟、密度比水小、熔點低、易導熱、導電 2、存在 自然界中只能以化合態(tài)的形式存在，以NaCl為主，還有Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等。 3、保存 密封保存，少量的鈉通常保存在煤油里。 4、用途 制取Na2O2等化合物，鈉、鉀合金（常溫下為液態(tài)）做原子反應堆的導熱劑，還原金屬，做電光源等。 5、化學性質(zhì) （1）鈉與水的反應 現(xiàn)象及解釋：浮、熔、響、游、紅五個字來記憶。 ①鈉投入水中并浮在水面上——密度小于水。 ②鈉立即跟水反應，并放出熱量，發(fā)出嘶嘶聲，產(chǎn)生氣體。 ③同時鈉熔成一個閃亮的小球并在水面上向各方向迅速游動最后消失——熔點低。 ④反應后的水溶液使酚酞變紅——與水反應生成NaOH。 反應方程式： 2Na+2H2O=2NaOH+H2↓ 實質(zhì)：置換水中的氫。 （2）鈉與鹽在熔融狀態(tài)下的反應 4Na+TiCl4(熔融)=Ti+4NaCl （3）鈉與氧氣反應 常溫：4Na+O2=2Na2O 點燃：2Na+O2=Na2O2 鈉在空氣中變化過程： NaNa2ONaOHNaOH溶液Na2CO310H2ONa2CO3 （4）鈉與其他非金屬反應 鈉具有很強的還原性，能和很多非金屬發(fā)生反應，如：S、Cl2等 【典型例題1】下列關(guān)于鈉的敘述錯誤的是 (　　) A．鈉易與非金屬S、Cl2等反應 B．鈉在空氣中燃燒生成Na2O C．鈉燃燒時發(fā)出黃色的火焰 D．鈉的密度比水小，熔點低于100 ℃ 【遷移訓練1】將一塊銀白色金屬鈉放在空氣中發(fā)生一系列斌華：表面迅速變暗→“出汗”→變成白色固體（粉末），下列有關(guān)敘述不正確的是 （ ） A．表面迅速變暗是因為鈉與空氣中的氧氣發(fā)生反應生成了氧化鈉 B．“出汗”是因為生成的氫氧化鈉吸收空氣中的水蒸氣在表面形成了溶液 C．最后變成了碳酸鈉粉末 D．該過程中所有的化學反應均為氧化還原反應 二、鈉的氧化物 1、氧化鈉與過氧化鈉的比較 化學式 Na2O Na2O2 氧元素化合價 －2 －1 色、態(tài) 白色固體 淡黃色固體 陰、陽離子個數(shù)比 1∶2 1∶2 類別 堿性氧化物 過氧化物 制取 4Na+O22Na2O 4Na+O22Na2O 與水反應的化學方程式 Na2O＋H2O==2NaOH 2Na2O2＋2H2O==4NaOH＋O2↑ 與CO2反應的化學方程式 Na2O＋CO2==Na2CO3 2Na2O2＋2CO2==2Na2CO3＋O2 與鹽酸反應的化學方程式 Na2O＋2HCl==2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl==4NaCl＋2H2O＋O2↑ 2、Na2O2的強氧化性、漂白性 －1價介于氧的兩種較穩(wěn)定化合價0價和－2價之間，因此Na2O2既可以在一定條件下獲得電子表現(xiàn)氧化性（如與SO2、Fe2+、品紅等反應），也可以在一定條件下失去電子表現(xiàn)還原性（如與H+和MnO4-反應），還可以在一定條件下發(fā)生歧化反應（如與H2O、CO2等反應）；但以氧化性為主。 ①Na2O2與SO2反應：Na2O2+SO2=Na2SO4 ②Na2O2投入FeCl2溶液中，可將Fe2+氧化成Fe3+，同時生成Fe(OH)3沉淀： 3Na2O2+6FeCl2+6H2O=2FeCl3+4Fe(OH)3↓+6NaCl。 ③Na2O2投入氫硫酸中，可將H2S氧化成單質(zhì)硫，溶液變渾濁： Na2O2+H2S2NaOH+S↓。 ④Na2O2投入品紅溶液中，可使品紅溶液褪色(褪色原理與SO2不同)。 【典型例題2】【福建廈門市xx屆高三上學期期末質(zhì)檢化學試題】向NaHSO3溶液中加入足量Na2O2粉末，充分反應后溶液中離子濃度減少的是(忽略溶液體積變化) A． Na+ B． SO 32— C．OH- D ．SO42— 【遷移訓練2】【浙江省杭州二中xx年度高三上學期第二次月考試卷】 在一定條件下，將鈉與氧氣反應 的生成物1.5g溶于水，所得溶液恰好能被80 mL濃度為0.5molL-1的HCl溶液中和，則生成物的成分是 A．Na2O B．Na2O2 C．Na2O和Na2O2 D．Na2O2和NaO2 考點詳析： 考點一：鈉與溶液的反應 1、金屬鈉與可溶性鹽溶液反應解題思路 2、金屬鈉與溶液反應現(xiàn)象分析 （1）共性：因為鈉在上述反應中均屬于劇烈的置換反應，故有共同的現(xiàn)象產(chǎn)生： ①?。衡c浮在液面上； ②熔：鈉熔化成光亮的小球； ③游：在液面上不停地游動直至反應完； ④響：反應中不停地發(fā)出“嘶嘶嘶”的響聲。 （2）差異性：與酸及能形成弱堿的金屬鹽溶液反應時，由于溶液中H＋濃度較大，反應比鈉與水劇烈，最后鈉可能在液面上發(fā)生燃燒；與鹽溶液反應時，還可能會生成沉淀(如生成難溶堿)、氣體(NH3)等。 3、思考 ①鈉投入到鹽酸中（0.1mol的鈉投入到50ml，1mol/L的HCl溶液中，產(chǎn)生多少氫氣？為什么？） ②鈉投入到NaCl溶液中發(fā)生什么反應。 ③鈉投入到飽和NaCl溶液中有什么現(xiàn)象。 ④鈉投入NH4Cl溶液反應方程式是？ ⑤鈉投入CuSO4溶液中，現(xiàn)象： ，方程式： 。 【典型例題3】將金屬鈉分別投入下列物質(zhì)的溶液中，有氣體放出，且溶液質(zhì)量減輕的是（ ） A．HCl B．K2SO4 C．CuCl2 D．飽和NaOH溶液 【遷移訓練3】將少量金屬鈉分別投入下列物質(zhì)的水溶液中，有氣體放出，且溶液質(zhì)量減輕的是[ ] A．HCl B．NaOH C．K2SO4 D．CuSO4 考點二：過氧化鈉與H2O、CO2反應的重要關(guān)系及計算 2CO2+2 Na2O2=2 Na2CO3 +O2 2H2O+2 Na2O2=4 NaOH +O2 （1）物質(zhì)的量關(guān)系 無論是H2O或CO2得單一物質(zhì)還是二者的混合物，通過足量的Na2O2時，H2O或CO2與放出O2的物質(zhì)的量之比均為2:1。 （2）氣體體積關(guān)系 若CO2和水蒸氣的混合氣體（或單一氣體）通過足量的Na2O2時，氣體體積的減少量等于原混合氣體體積的1/2，也等于生成氧氣的量。 （3）電子轉(zhuǎn)移關(guān)系 當Na2O2與H2O、CO2反應時，物質(zhì)的量關(guān)系為2Na2O2 ∽ H2O ∽ 2e- 。 （4）固體質(zhì)量關(guān)系 相當于固體（Na2O2）只吸收了CO2中的“CO”或H2O中的“H2”，可以看作發(fā)生相應的反應： CO+ Na2O2= Na2CO3； H2+Na2O2=2 NaOH （實際兩反應不能發(fā)生）。 （5）先后順序關(guān)系 一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O（g）的混合物反應，可視為Na2O2先與CO2反應，待CO2反應完全后， 再與H2O（g）發(fā)生反應。 【典型例題4】在相同條件下，總質(zhì)量為2 g的CO和H2的混合氣體，在O2中完全燃燒后全部通過足量的Na2O2固體，則固體質(zhì)量增加 (　　) A．2 g B．1 g C．18 g D．無法計算 【遷移訓練4】【浙江省浙北名校聯(lián)盟學校xx年度高三第一學期期中聯(lián)考試卷】將amol小蘇打和bmol過氧化鈉置于某體積可變的密閉容器中充分加熱，反應后測得容器內(nèi)的氧氣為1mol，下列說法一定正確的是 A．b=2 B．容器中一定沒有殘余的CO2和水蒸氣 C．a(chǎn):b≥1 D．反應中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)一定為2NA 考點三：過氧化鈉性質(zhì)的探究 過氧化鈉因為其具有強氧化性、漂白性等，在中學化學及高考中是探究題很好的素材。如以過氧化鈉與水反應放熱且生產(chǎn)氧氣的“滴水生火”實驗；以過氧化鈉與水反應生成強氧化性的H2O2，具有漂白性，使酚酞先變紅，后褪色的實驗；以過氧化鈉具有強氧化性，與CO2、SO2等氧化物反應的差異性實驗等，都是探究的熱點。 【典型例題5】探究式課堂教學由于注重知識的形成過程而很好地體現(xiàn)了新課改的理念。某班在學習“過氧 化鈉的性質(zhì)”時，該班同學進行了以下兩個實驗： （1）提出問題 實驗一的CO2能滅火，實驗二的CO2為何能“點火”？ （2）假設(shè)與猜想 ①Na2O2與CO2發(fā)生了反應，可能有Na2CO3生成； ②棉花燃燒，說明該反應放熱，使溫度達到了棉花的著火點； ③劇烈燃燒，反應中可能有 生成。 （3）設(shè)計并進行實驗，觀察、解釋和結(jié)論 請你幫助他們完成下表： 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 原因和結(jié)論 Ⅰ 用小礦泉水瓶收集滿CO2，再向瓶中加入不同量淺黃色的Na2O2;振蕩后將燃著的木條伸向瓶中 第①小組放入少量的Na2O2 木條未復燃，固體由淺黃色全部變?yōu)榘咨? CO2過量（或Na2O2不足），瓶中O2少CO2多，Na2O2全部發(fā)生了反應 第②小組放入的Na2O2稍多一些 木條復燃，部分固體變?yōu)榘咨? Ⅱ 兩小組均用手觸摸瓶的底部 瓶底發(fā)熱 Ⅲ 兩小組都各取少量白色固體于試管中，滴入稀鹽酸并塞上帶導管的橡膠塞，將產(chǎn)生的氣體通入 有CO32-存在，說明生成物中有Na2CO3 （4）類比推理 Na2O2與H2O反應后應該有NaOH和O2生成。則向包有Na2O2的棉花上滴兩滴水，棉花也應劇烈燃燒；向生成的溶液中滴入酚酞應該變紅色。 （5）實驗與解釋 ①向小燒杯（底部墊砂）中包有Na2O2的脫脂棉上滴兩滴水，發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生，杯底發(fā)熱，但棉花沒有燃燒，其原因可能是 ； ②向杯中的溶液滴入酚酞，溶液變紅色，振蕩后紅色消失，其原因可能是 。 （6）聯(lián)想與啟示 保存Na2O2的注意事項為 。 【遷移訓練5】 （1）寫出CO2和Na2O2反應的化學方程式： 。 （2）某學生判斷SO2和Na2O2反應能生成硫酸鈉，你認為他的判斷合理嗎？ 。簡要說明理由： 。 （3）該同學無法斷定SO2和Na2O2反應中是否有氧氣生成，擬使用下列裝置進行實驗。 裝置中B的作用是 ， D的作用是 。 （4）為確認SO2和Na2O2的反應產(chǎn)物，該同學設(shè)計了以下實驗步驟：你認為應進行的操作按順序排列是（填序號） 。 A．用帶火星的細木條靠近干燥管口a，觀察細木條是否著火燃燒 B．將C裝置中反應后的固體物質(zhì)溶于適量水配成溶液 C．在配成的溶液中加入用硝酸酸化的硝酸鋇溶液，觀察是否有沉淀生成 D．在配成的溶液中先加入鹽酸，再加入氯化鋇溶液，觀察是否有氣泡或沉淀生成