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1、2022年高考化學總復習 專題 鈉的氧化物——氧化鈉與過氧化鈉導學案
考點剖析
一、氧化鈉和過氧化鈉的比較
物質(zhì)
氧化鈉(Na2O)
過氧化鈉(Na2O2)
色態(tài)
白色固體
淡黃色固體
類別
堿性氧化物
過氧化物(非堿性氧化物)
氧的價態(tài)
-2
-1
電子式
生成條件
常溫
加熱或點燃
化
學
性
質(zhì)
熱穩(wěn)定性
不穩(wěn)定(2Na2O+O22Na2O2)
穩(wěn)定
與水反應(yīng)
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
與CO2反應(yīng)
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===
2、2Na2CO3+O2
與酸反應(yīng)(鹽酸)
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
主要性質(zhì)
具有堿性氧化物通性
具有強氧化性
主要用途
——
強氧化劑、漂白劑、供氧劑、消毒劑
[注意]:(1)Na2O中只含離子鍵而Na2O2中既有離子鍵,又有共價鍵。
(2)Na2O2與H2O、CO2的反應(yīng)都是Na2O2自身的氧化還原反應(yīng),反應(yīng)中H2O、CO2既不是氧化劑也不是還原劑。
二、Na2O2的物質(zhì)類別及其強氧化性
1.堿性氧化物與酸性氧化物
(1)能與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物,叫堿性氧化物,Na2O2與酸反應(yīng)除了生
3、成鹽和水外,還生成O2,故Na2O2不是堿性氧化物。
(2)能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物,叫酸性氧化物,如CO2、SO2、SO3、N2O5等,但NO2不是酸性氧化物,因為NO2與NaOH反應(yīng),除了生成NaNO3外,還生成NO。
2.Na2O2表現(xiàn)強氧化性的5個實例
Na2O2中O元素的化合價為-1價,易得到一個電子形成-2價,故表現(xiàn)為強氧化性。
(1)Na2O2與SO2的反應(yīng):Na2O2+SO2===Na2SO4。
(2)Na2O2與FeCl2溶液的反應(yīng):能將Fe2+氧化成Fe3+,得到 Fe(OH)3沉淀。
(3)Na2O2與H2S的反應(yīng):能將H2S氧化成單質(zhì)S。
(4)Na
4、2O2與Na2SO3溶液的反應(yīng):能將SO氧化成 SO。
(5)Na2O2與品紅溶液的反應(yīng):能使品紅溶液褪色;與酚酞溶液反應(yīng):能使酚酞先變紅、后褪色。
考向分析:
考向一:過氧化鈉的多重性質(zhì)表現(xiàn)
典例1、過氧化鈉具有強氧化性,遇木炭、鋁粉等還原性物質(zhì)時可燃燒。下列有關(guān)說法不正確的是( )
A.Na2O2與CO2反應(yīng)時,Na2O2是氧化劑,CO2是還原劑
B.1 mol過氧化鈉中陰離子數(shù)目為NA
C.過氧化鈉與木炭、鋁粉反應(yīng)時,過氧化鈉均表現(xiàn)出強氧化性
D.過氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)時可生成硫酸鈉
解析:選A Na2O2與CO2反應(yīng)生成Na2CO3和O2,反應(yīng)中Na2O2既是氧化
5、劑也是還原劑,A錯誤;Na2O2的電子式為Na+[]2-Na+,1 mol Na2O2中陰離子數(shù)目為NA,B正確;Na2O2具有強氧化性,鋁、木炭具有還原性,C正確;Na2O2具有氧化性,SO2具有還原性,Na2O2與SO2反應(yīng)時可生成硫酸鈉Na2O2+SO2===Na2SO4,D正確。
指導:Na2O2結(jié)構(gòu)和強氧化性的??键c
(1)Na2O2的電子式為 Na+,O是個原子團,是一個整體。
(2)Na2O2與H2O、CO2的反應(yīng)都是Na2O2自身的氧化還原反應(yīng),在反應(yīng)中H2O、CO2既不是氧化劑,也不是還原劑。
(3)在研究Na2O2與其他溶液反應(yīng)時,要注意Na2O2的強氧化性和
6、其溶液的強堿性。熟記Na2O2表現(xiàn)強氧化性的5個實例:
①Na2O2與SO2的反應(yīng):Na2O2+SO2===Na2SO4。
②Na2O2與FeCl2溶液的反應(yīng):能將Fe2+氧化成Fe3+,得到Fe(OH)3沉淀。
③Na2O2與氫硫酸的反應(yīng):能將H2S氧化成單質(zhì)硫。
④Na2O2與Na2SO3溶液的反應(yīng):能將SO氧化成SO。
⑤Na2O2與品紅溶液的反應(yīng):能使品紅溶液褪色。
考向二:關(guān)于Na2O2性質(zhì)的綜合探究
典例2.在密閉容器中充入CO2、CO、CH4的混合氣體共m g,若加入足量Na2O2,充分振蕩并不斷用電火花引燃至反應(yīng)完全,測得固體質(zhì)量增加m g,則CO2與CH4的體積
7、比為( )
A.3∶1 B.2∶1
C.1∶1 D.任意比
解析:選C 2CO+O22CO2①
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2②
①+②得:Na2O2+CO===Na2CO3(虛擬的反應(yīng))
即:CO可被Na2O2完全吸收
2H2+O22H2O③
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑④
③+④得:Na2O2+H2===2NaOH(虛擬的反應(yīng))
即:H2可被Na2O2完全吸收
由于CO完全被吸收,當CO2、CH4的體積比符合1∶1時,相當于2CO∶2H2,可被Na2O2完全吸收。
8、指導:Na2O2與CO2和H2O反應(yīng)的五大關(guān)系
(1)物質(zhì)的量的關(guān)系
無論是CO2或H2O的單一物質(zhì)還是二者的混合物,通過足量的Na2O2時,CO2或H2O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Na2O2,氣體體積的減少量為原混合氣體體積的,即為生成氧氣的量。
(3)固體質(zhì)量關(guān)系
相當于固體Na2O2只吸收了CO2中的“CO”,H2O中的“H2”;可以看做發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng):Na2O2+CO===Na2CO3,Na2O2+H2===2NaOH(實際上兩反應(yīng)都不容易直接發(fā)生)。
(4)電子轉(zhuǎn)移關(guān)系
當Na2O2與CO
9、2、H2O反應(yīng)時,每產(chǎn)生1 mol O2轉(zhuǎn)移2 mol e-。
如:
(5)先后順序關(guān)系
一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反應(yīng),可看做Na2O2先與CO2反應(yīng),待CO2反應(yīng)完全后,Na2O2再與H2O(g)發(fā)生反應(yīng)。
對點訓練
1.將含有O2和CH4的混合氣體置于盛有23.4g?Na2O2的密閉容器中,電火花點燃,反應(yīng)結(jié)束后,容器內(nèi)的壓強為零(150℃),將殘留物溶于水中,無氣體產(chǎn)生.下列敘述正確的是( )
A.原混合氣體中O2和CH4的體積比為2:1
B.殘留物只有Na2CO3
C.原混合氣體中O2與CH4的體積比為1:1
D.殘留物只有Na2C
10、O3和NaOH
【答案】D
【解析】A.根據(jù)上述分析得到的反應(yīng)可知,O2和CH4按照1:2恰好與0,3mol過氧化鈉反應(yīng),無氣體剩余,原混合氣體中O2和CH4的體積比為2:1時,剩余甲烷,故A錯誤;B.甲烷燃燒生成的氣體有二氧化碳和水蒸氣,所以和過氧化鈉反應(yīng)時殘留物有Na2CO3和NaOH,故B錯誤;C.根據(jù)上述分析得到的反應(yīng)可知,O2和CH4按照1:2恰好與0.3mol過氧化鈉反應(yīng),原混合氣體中O2與CH4的體積比為1:1,剩余氧氣,故C錯誤;D.由題意結(jié)合分析得到的反應(yīng)關(guān)系可知,殘留物只有Na2CO3和NaOH,故D正確;故選D。
2.在含有Fe2+、Fe3+、Al3+、NH的溶液中
11、加入足量的Na2O2固體,再加入過量的稀鹽酸,完全反應(yīng)后,離子數(shù)目幾乎沒有改變的是( )
A.Fe2+ B.Fe3+
C.Al3+ D.NH
【答案】C
解析: Fe2+被Na2O2氧化成Fe3+,F(xiàn)e2+數(shù)目減少,F(xiàn)e3+數(shù)目增多;NH與NaOH(由Na2O2與水反應(yīng)生成)反應(yīng)放出氨氣,NH數(shù)目減少;Al3+發(fā)生如下變化:Al3+→Al(OH)3→AlO→Al3+,Al3+數(shù)目幾乎沒有改變。
3.為了使宇航員在飛船中得到一個穩(wěn)定的、良好的生存環(huán)境,一般在飛船內(nèi)安裝盛有Na2O2或K2O2顆粒的裝置,它的用
12、途是產(chǎn)生氧氣.下列關(guān)于Na2O2的敘述正確的是( )
A.Na2O2中陰、陽離子的個數(shù)比為1:2
B.Na2O2分別與水及CO2反應(yīng)產(chǎn)生相同量的O2時,需要水和CO2的質(zhì)量相等
C.Na2O2與Na2O均是堿性氧化物
D.Na2O2能漂白所有有色物質(zhì)
【答案】A
【解析】A.Na2O2的電子式為,故陰、陽離子的個數(shù)比為1:2,故A正確;B.根據(jù)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,可知生成相同量的O2時消耗的水和二氧化碳的物質(zhì)的量相同,但質(zhì)量不同,故B錯誤;C.Na2O為堿性氧化物,Na2O2能和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水
13、和氧氣,為過氧化物,不是堿性氧化物,故C錯誤;D.過氧化鈉具有漂白性原理是將有色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì),常用于織物、絲稠、麥稈等漂白,但不能漂白所有有色物質(zhì),故D錯誤;故選A。
4.一定溫度下,m g某物質(zhì)A在足量氧氣中充分燃燒,使燃燒產(chǎn)物跟足量過氧化鈉反應(yīng),過氧化鈉質(zhì)量增加了n g,且n=m,符合此要求的物質(zhì)可能是( )
①H2 ②CO ③H2和CO的混合物 ④HCOOCH3 ⑤CH3CHO
A.⑤ B.只有①② C.④⑤ D.①②③④
【答案】D
5.下列物質(zhì)均有漂白作用,其漂白原理相同的是( )
①過氧化鈉 ②次氯酸
14、③二氧化硫 ④活性炭 ⑤臭氧
A.①②⑤ B.①③⑤ C.②③④ D.①②③
【答案】A
【解析】①過氧化鈉、②次氯酸、⑤臭氧均具有強氧化性,屬于氧化型漂白,③二氧化硫?qū)儆诨闲推祝?
④活性炭屬于吸附型漂白,故選A。
6、如圖所示,兩圓圈相交的陰影部分表示圓圈內(nèi)物質(zhì)相互發(fā)生的反應(yīng)。鈉及其氧化物的物質(zhì)的量均為0.1 mol,水的質(zhì)量為100 g。
(1)反應(yīng)③的化學方程式為__________________________________,0.1 mol Na2O2與水反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為________。
(2)反應(yīng)③最多產(chǎn)生O2的物質(zhì)的量為________mol。
(3)①、②、③充分反應(yīng)后,所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)由大到小的順序是________。
答案:(1)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 0.1NA
(2)0.05
(3)③=②>①