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鈉的氧化物——氧化鈉與過氧化鈉 考點剖析 一、氧化鈉和過氧化鈉的比較 物質 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 熱穩(wěn)定性 不穩(wěn)定(2Na2O＋O22Na2O2) 穩(wěn)定 與水反應 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 與CO2反應 Na2O＋CO2===Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 與酸反應(鹽酸) Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑ 主要性質 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的反應都是Na2O2自身的氧化還原反應，反應中H2O、CO2既不是氧化劑也不是還原劑。 二、Na2O2的物質類別及其強氧化性 1．堿性氧化物與酸性氧化物 (1)能與酸反應生成鹽和水的氧化物，叫堿性氧化物，Na2O2與酸反應除了生成鹽和水外，還生成O2，故Na2O2不是堿性氧化物。 (2)能與堿反應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，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：Na2O2＋SO2===Na2SO4。 (2)Na2O2與FeCl2溶液的反應：能將Fe2＋氧化成Fe3＋，得到 Fe(OH)3沉淀。 (3)Na2O2與H2S的反應：能將H2S氧化成單質S。 (4)Na2O2與Na2SO3溶液的反應：能將SO氧化成 SO。 (5)Na2O2與品紅溶液的反應：能使品紅溶液褪色；與酚酞溶液反應：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、鋁粉等還原性物質時可燃燒。下列有關說法不正確的是( ) A．Na2O2與CO2反應時，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時可生成硫酸鈉 解析：選A Na2O2與CO2反應生成Na2CO3和O2，反應中Na2O2既是氧化劑也是還原劑，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反應時可生成硫酸鈉Na2O2＋SO2===Na2SO4，D正確。 指導：Na2O2結構和強氧化性的常考點 （1）Na2O2的電子式為 Na＋，O是個原子團，是一個整體。 （2）Na2O2與H2O、CO2的反應都是Na2O2自身的氧化還原反應，在反應中H2O、CO2既不是氧化劑，也不是還原劑。 （3）在研究Na2O2與其他溶液反應時，要注意Na2O2的強氧化性和其溶液的強堿性。熟記Na2O2表現(xiàn)強氧化性的5個實例： ①Na2O2與SO2的反應：Na2O2＋SO2===Na2SO4。 ②Na2O2與FeCl2溶液的反應：能將Fe2＋氧化成Fe3＋，得到Fe(OH)3沉淀。 ③Na2O2與氫硫酸的反應：能將H2S氧化成單質硫。 ④Na2O2與Na2SO3溶液的反應：能將SO氧化成SO。 ⑤Na2O2與品紅溶液的反應：能使品紅溶液褪色。 考向二：關于Na2O2性質的綜合探究 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完全，測得固體質量增加m g，則CO2與CH4的體積比為( ) 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) 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) 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。 指導：Na2O2與CO2和H2O反應的五大關系 （1）物質的量的關系 無論是CO2或H2O的單一物質還是二者的混合物，通過足量的Na2O2時，CO2或H2O與放出O2的物質的量之比均為2∶1。 （2）氣體體積關系 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）固體質量關系 相當于固體Na2O2只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看做發(fā)生相應的反應：Na2O2＋CO===Na2CO3，Na2O2＋H2===2NaOH(實際上兩反應都不容易直接發(fā)生)。 （4）電子轉移關系 當Na2O2與CO2、H2O反應時，每產生1 mol O2轉移2 mol e－。 如： （5）先后順序關系 一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反應，可看做Na2O2先與CO2反應，待CO2反應完全后，Na2O2再與H2O(g)發(fā)生反應。 對點訓練 1．將含有O2和CH4的混合氣體置于盛有23.4gNa2O2的密閉容器中，電火花點燃，反應結束后，容器內的壓強為零(150℃)，將殘留物溶于水中，無氣體產生．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Na2CO3和NaOH 【答案】D 【解析】A．根據(jù)上述分析得到的反應可知，O2和CH4按照1：2恰好與0，3mol過氧化鈉反應，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可知，O2和CH4按照1：2恰好與0.3mol過氧化鈉反應，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．由題意結合分析得到的反應關系可知，殘留物只有Na2CO3和NaOH，故D正確；故選D。 2．在含有Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、NH的溶液中加入足量的Na2O2固體，再加入過量的稀鹽酸，完全反應后，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與水反應生成)反應放出氨氣，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，一般在飛船內安裝盛有Na2O2或K2O2顆粒的裝置，它的用途是產生氧氣．下列關于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反應產生相同量的O2時，需要水和CO2的質量相等 C．Na2O2與Na2O均是堿性氧化物 D．Na2O2能漂白所有有色物質 【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的量相同，但質量不同，故B錯誤；C．Na2O為堿性氧化物，Na2O2能和鹽酸反應生成氯化鈉和水和氧氣，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氧化成無色物質，常用于織物、絲稠、麥稈等漂白，但不能漂白所有有色物質，故D錯誤；故選A。 4．一定溫度下，m g某物質A在足量氧氣中充分燃燒，使燃燒產物跟足量過氧化鈉反應，過氧化鈉質量增加了n g，且n=m，符合此要求的物質可能是( ) 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．下列物質均有漂白作用，其漂白原理相同的是( ) ①過氧化鈉 ②次氯酸 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，③二氧化硫屬于化合型漂白， 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物質相互發(fā)生的反應。鈉及其氧化物的物質的量均為0.1 mol，水的質量為100 g。 (1)反應③的化學方程式為__________________________________，0.1 mol Na2O2與水反應轉移電子數(shù)目為________。 (2)反應③最多產生O2的物質的量為________mol。 (3)①、②、③充分反應后，所得溶液中溶質的質量分數(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