高中化学一轮复习 钠的氧化物——氧化钠和过氧化钠(学案)

2018年北京顺义高中化学一轮复习 钠的氧化物——氧化
钠和过氧化钠（学案）
础知识梳理
1．氧化钠与过氧化钠的比较
Na 2O
Na 2O 2
电子式
氧元素化合价 －2 －1 色、态 白色固体 淡黄色固体
阴、阳离子个数比 1∶2 1∶2 是否为碱性氧化物 是
不是
与水反应的化学方程式
Na 2O ＋H 2O===2NaOH
2Na 2O 2＋2H 2O===4NaOH ＋
O 2↑
与CO 2反应的化学方程式 Na 2O ＋CO 2===Na 2CO 3
2Na 2O 2＋2CO 2===2Na 2CO 3＋
O 2
与盐酸反应的化学方程式 Na 2O ＋2HCl===2NaCl ＋H 2O
2Na 2O 2＋4HCl===4NaCl ＋
2H 2O ＋O 2↑
2.Na 2O 2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na 2O 2的性质
O 02←――――――― 失去电子，化合价升高表现为还原性Na 2O 2 -1――→得到电子，化合价降低表现为氧化性
O -2
(1)Na2O2的强氧化性
试剂反应原理现象
SO2气体Na2O2＋SO2=== Na2SO4－
FeCl2溶液4Na2O2＋4FeCl2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8NaCl 红褐色沉淀Na2SO3溶液Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH －氢硫酸Na2O2＋H2S===S↓＋2NaOH 溶液变浑浊酚酞溶液与水反应生成NaOH，Na2O2的强氧化性使之褪色先变红后褪色品红溶液Na2O2的强氧化性使之褪色红色褪去
(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。

1．类别与结构
(1)氧化钠、过氧化钠均为离子化合物()
(2)1 mol Na2O2固体中含离子总数为4N A()
(3)H2O2和Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键完全相同()
(4)7.8 g过氧化钠含有的共用电子对数为0.2N A()
答案(1)√(2)×(3)×(4)×
解析(3)H2O2中只含共价键，Na2O2中既有离子键又有共价键。

(4)过氧化钠的电子式为
，1 mol过氧化钠中含有1 mol共用电子对。

2．过氧化钠的性质及用途
(1)Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体()
(2)Na2O2在与CO2的反应中既是氧化剂，又是还原剂()
(3)Na2O2能与CO2反应产生O2，可用作呼吸面具供氧剂()
(4)将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中，溶液先变蓝色后褪色，同时有气泡产生()
答案(1)×(2)√(3)√(4)√
解析(1)Na2O2是淡黄色固体。

(4)过氧化钠与水反应生成NaOH和氧气，过氧化钠具有强氧化性，能漂白石蕊溶液。

1．用双线桥分析Na2O2与水反应中电子转移的方向和数目：___________________________。

(1)氧化剂和还原剂是__________________，氧化产物是__________________，还原产物是__________________。

(2)1 mol Na2O2与水完全反应时转移的电子数：________________。

答案
(1)Na2O2O2NaOH(2)N A(或6.02×1023)
2．(Na2O2的强氧化性与还原性)完成下列化学方程式：
(1)向氢硫酸饱和溶液中加入少量Na2O2：Na2O2＋H2S===S↓＋2NaOH。

(2)向Na2SO3溶液中加入少量Na2O2：Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH。

(3)向FeCl2溶液中加入等物质的量的Na2O2：4Na2O2＋4FeCl2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8NaCl。

3．Na2O2与SO3(g)的反应类似于Na2O2与CO2(g)的反应，但与SO2的反应却不能作简单类比。

(1)写出Na2O2分别与SO3、SO2反应的化学方程式：
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。

(2)1 mol Na2O2参加上述两反应，转移电子数分别为_________________________________、____________(用N A表示阿伏加德罗常数的值)。

答案(1)2Na2O2＋2SO3===2Na2SO4＋O2 Na2O2＋SO2===Na2SO4 (2)N A2N A
题目探究
题组一Na2O2的性质应用
1．(2018·郑州高三调研)下列有关Na2O2的说法不正确的是()
A．向包有Na2O2粉末的脱脂棉上滴加几滴水，脱脂棉剧烈燃烧起来，说明Na2O2与H2O反应放热且有氧气生成
B．Na2O2与CO2反应时有单质O2生成，该反应属于置换反应
C．Na2O2在空气中久置变白，涉及的氧化还原反应中，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂D．Na2O2粉末加入Ca(HCO3)2溶液中，会产生气体和浑浊
答案 B
解析A项，燃烧的条件是达到着火点和具有助燃物质；B项，反应物中没有单质参加反应，不符合置换反应的定义；C项，Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应；
D项，Na2O2先和水反应生成O2和NaOH，NaOH再与Ca(HCO3)2反应产生沉淀CaCO3。

2．某溶液中含有HCO－3、SO2－3、CO2－3、CH3COO－4种阴离子。

向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)()
A．CH3COO－B．SO2－3
C．CO2－3D．HCO－3
答案 A
解析Na2O2与水反应生成NaOH，HCO－3＋OH－===CO2－3＋H2O，HCO－3浓度减小，CO2－3浓度增大；SO2－3具有还原性，被Na2O2氧化，浓度减小；CH3COO－浓度几乎不变。

3．(过氧化钠的性质与纯度测定)现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，用如图所示实验装置测定Na2O2试样的纯度。

(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6 mol·L－1盐酸、6 mol·L －1硫酸和蒸馏水)
回答下列问题：
(1)装置A中液体试剂选用__________________________________________________。

(2)装置B的作用是____________________________________________________，装置E中碱石灰的作用是___________________________________________________________________。

(3)装置D中发生反应的化学方程式为_______________________________________________
________________________________________________________________________。

(4)若开始时测得样品的质量为2.0 g，反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况)，则Na2O2试样的纯度为________。

答案(1)6 mol·L－1盐酸
(2)除去气体中的HCl吸收装置D中反应剩余的CO2
(3)2Na 2O 2＋2CO 2===2Na 2CO 3＋O 2、Na 2O ＋CO 2===Na 2CO 3 (4)78%
解析 (1)A 是用来制取二氧化碳的装置，碳酸钙和硫酸反应时，生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在碳酸钙的表面，使反应不能继续进行，所以用盐酸而不用硫酸来反应，故装置A 中液体试剂选用6 mol·L
－1
盐酸。

(2)碳酸钙和盐酸反应生成的二氧化碳中含有氯化氢气体，可用饱和碳酸氢钠溶液来除去；装置E 中碱石灰的作用是吸收二氧化碳，防止二氧化碳对氧气的体积测量造成干扰。

(3)装置D 中含有氧化钠和过氧化钠，CO 2分别与它们发生反应。

(4)根据反应2Na 2O 2＋2CO 2===2Na 2CO 3＋O 2，反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况)，即生成的氧气的物质的量为0.224 L 22.4 L·mol －1＝0.01 mol ，
则过氧化钠的物质的量为0.02 mol ，故试样中过氧化钠的纯度为0.02 mol ×78 g·mol －
1
2.0 g ×100%＝78%。

题组二 Na 2O 2与H 2O 、CO 2反应的定量分析
4．往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1 mol 的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入100 mL 水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是( ) A ．甲＜乙＜丙＜丁 B ．丁＜甲＜乙＝丙 C ．甲＝丁＜乙＝丙 D ．丁＜甲＜乙＜丙
答案 B
解析 (1)甲、丁相比：
甲：Na →NaOH 消耗H 2O ，溶剂减少 丁：NaOH 无反应 溶剂不变 故NaOH 的质量分数：甲>丁。

(2)乙、丙相比：
⎭
⎬⎫
乙：2Na 2O ――→H 2O
4NaOH
丙：2Na 2O 2――→H 2O
4NaOH ＋O 2 生成NaOH 相等 消耗H 2O 相等 溶剂相等故乙、丙溶液完全等同。

(3)乙、丙与甲相比
甲：Na 乙：Na 2O 丙：Na 2O 2
当它们物质的量相等时，甲(Na)所得NaOH 是乙、丙(Na 2O 、Na 2O 2)所得NaOH 物质的量的12，
它们所消耗的水相等，故溶剂相等，因此甲的质量分数比乙、丙小。

5．(2017·泉州市第五中学高三模拟)在一密闭容器中有CO 、H 2、O 2共16.5 g 和足量的Na 2O 2，
用电火花引燃，使其完全反应，Na2O2增重7.5 g，则原混合气体中O2的质量分数是() A．54.5% B．40%
C．36% D．33.3%
答案 A
解析CO、H2、O2完全反应后生成的二氧化碳、水与过氧化钠反应生成碳酸钠、氢氧化钠，所以过氧化钠固体增重的质量等于CO、H2的质量，所以混合气体中CO、H2的质量一共是
7.5 g，则O2的质量是16.5 g－7.5 g＝9.0 g，所以原混合气体中O2的质量分数是9.0 g 16.5 g
×100%≈54.5%。

Na2O2与H2O、CO2的反应规律。