第2课时 钠与氧气的反应及钠的氧化物的研究方法
[核心素养发展目标] 1.会设计实验探究钠与氧气的反应,并能认识条件控制对实验研究的影响,增强科学探究与创新意识。2.通过比较的方法认识氧化钠和过氧化钠的性质,促进模型认知化学核心素养的发展。
一、实验法的应用——金属钠与氧气的反应
实验探究钠与氧气的反应
实验操作
实验现象 新切开的钠的切面具有银白色金属光泽,切面很快变 钠先 ,然后 ,火焰呈 ,最后生成 固体
实验结论 常温下钠易与氧气反应生成白色的 加热或点燃条件下,钠与氧气反应生成
化学方程式
思考 上述金属钠与氧气反应的探究过程,用到的研究方法是 、 、 。
1.判断正误
(1)钠与氧气反应时,条件不同,产物也不同( )
(2)Na2O可由两种单质直接反应生成,Na2O2则不能( )
(3)常温下,钠与氧气反应生成淡黄色固体( )
(4)钠燃烧火焰为黄色( )
2.下列各组物质中的两种物质反应时,反应条件或反应物用量的改变,对生成物没有影响的是( )
A.Fe和O2 B.Na和O2
C.Zn和盐酸 D.C和O2
二、比较法的应用——研究氧化钠和过氧化钠的性质
1.魔术实验
按照如图1、图2所示的操作分别完成“滴水生火”和“吹气生火”(可改用口吹)实验。
思考1 脱脂棉剧烈燃烧的原因是什么
思考2 据上述的实验,请你推测过氧化钠的可能用途。
2.Na2O、Na2O2的比较
物质 氧化钠 过氧化钠
化学式
色、态 _______色固体 ________色固体
阴、阳离子个数比
氧元素的化合价 -2
生成条件 Na与O2 下反应 Na与O2在 条件下反应
与H2O反应
与CO2反应
与盐酸反应
主要用途 用于制取NaOH、Na2CO3 用于制取漂白剂,作为呼吸面具和潜水艇的供氧剂
特别提醒 ①Na2O2中的两个氧原子形成一个原子团过氧根离子()。
②加热时,不稳定的Na2O易转化成更稳定的Na2O2。其化学方程式为2Na2O+O22Na2O2。
1.判断正误
(1)Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶1( )
(2)Na2O与Na2O2分别与CO2反应的产物完全相同( )
(3)Na2O与Na2O2均可与水反应产生氧气( )
(4)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色的化学方程式是2Na2O2===2Na2O +O2↑( )
(5)钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火( )
2.如图所示装置,试管b中盛有水,气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒。U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中,下列说法正确的是( )
A.U形管内浅红色的水褪色
B.试管b内溶液变红
C.气球a膨胀,充满氢气
D.U形管水位:d>c
3.(2023·南宁高一检测)某同学用如图所示装置制取纯净的氧气。试回答下列问题(已知2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O):
(1)乙中Na2O2可能发生的反应为 (写化学方程式)。
(2)丙中NaOH溶液的作用是 ,丁中浓硫酸的作用是 。
(3)若把原装置连接顺序改为甲→丙→丁→乙→戊,则在装置戊中能否收集到氧气 (填“能”或“不能”),原因是 。
答案精析
一、
暗 熔化为光亮的小球 剧烈燃烧 黄色 淡黄色 氧化钠 过氧化钠 4Na+O22Na2O 2Na+O2Na2O2
思考 观察法 实验法 比较法
应用体验
1.(1)√ (2)× (3)× (4)√
2.C [Fe和O2在潮湿的空气中会生成三氧化二铁,在点燃的条件下会生成四氧化三铁,产物与反应条件有关,A项不正确;钠与氧气在常温下生成氧化钠,在加热条件下生成过氧化钠,产物与反应条件有关,B项不正确;Zn和盐酸反应只生成氯化锌和氢气,反应条件或反应物用量的改变对生成物没有影响,C正确;碳与足量氧气反应生成二氧化碳,与少量氧气反应生成一氧化碳,产物与氧气的用量有关,D项不正确。]
二、
思考1 过氧化钠能与二氧化碳、水反应产生氧气并放出大量的热,故脱脂棉燃烧。
思考2 可在呼吸面具或潜水艇中作供氧剂。
2.Na2O Na2O2 白 淡黄 1∶2 1∶2 -1 常温 点燃或加热 Na2O+H2O===2NaOH 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ Na2O+CO2===Na2CO3 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 Na2O+2HCl===2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
应用体验
1.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2.D [Na2O2和水反应放热,广口瓶内气体膨胀,U形管内c端液面下降、d端液面上升,浅红色的水不褪色,故A错误、D正确;Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气,气球a膨胀,充满氧气,试管b内溶液不变色,故B、C错误。]
3.(1)2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑、2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2 (2)吸收混合气体中的CO2 吸收混合气体中的水蒸气 (3)不能 NaHCO3分解产生的CO2、H2O已分别被NaOH溶液和浓硫酸吸收
解析 甲装置用于分解NaHCO3产生CO2、H2O,乙装置用于Na2O2与CO2、H2O反应,丙装置用于吸收混合气体中未反应的CO2,丁装置用于干燥气体(除去混合气体中的水蒸气)。(共65张PPT)
第1章 第2节
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钠与氧气的反应及钠的氧化物的研究方法
第2课时
核心素养
发展目标
1.会设计实验探究钠与氧气的反应，并能认识条件控制对实验研究的影响，增强科学探究与创新意识。
2.通过比较的方法认识氧化钠和过氧化钠的性质，促进模型认知化学核心素养的发展。
内容索引
一、实验法的应用——金属钠与氧气的反应
二、比较法的应用——研究氧化钠和过氧化钠的性质
课时对点练
实验法的应用——金属钠与氧气的反应
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一
实验探究钠与氧气的反应
一 实验法的应用——金属钠与氧气的反应
实验操作
实验现象 新切开的钠的切面具有银白色金属光泽，切面很快变___ 钠先 ，然后 ，火焰呈 ，最后生成 固体
暗
熔化为光亮的小球
剧烈燃烧
黄色
淡黄色
实验结论 常温下钠易与氧气反应生成白色的_______ 加热或点燃条件下，钠与氧气反应生成__________
化学方程式 _________________
__________________
氧化钠
过氧化钠
4Na+O2===2Na2O
2Na+O2 Na2O2
上述金属钠与氧气反应的探究过程，用到的研究方法是_______、___
______、_______。
思考
比较法
观察法
实
验法
1.判断正误
(1)钠与氧气反应时，条件不同，产物也不同
(2)Na2O可由两种单质直接反应生成，Na2O2则不能
(3)常温下，钠与氧气反应生成淡黄色固体
(4)钠燃烧火焰为黄色
应用体验
√
×
√
×
2.下列各组物质中的两种物质反应时，反应条件或反应物用量的改变，对生成物没有影响的是
A.Fe和O2 B.Na和O2
C.Zn和盐酸 D.C和O2
应用体验
√
应用体验
Fe和O2在潮湿的空气中会生成三氧化二铁，在点燃的条件下会生成四氧化三铁，产物与反应条件有关，A项不正确；
钠与氧气在常温下生成氧化钠，在加热条件下生成过氧化钠，产物与反应条件有关，B项不正确；
Zn和盐酸反应只生成氯化锌和氢气，反应条件或反应物用量的改变对生成物没有影响，C正确；
碳与足量氧气反应生成二氧化碳，与少量氧气反应生成一氧化碳，产物与氧气的用量有关，D项不正确。
返回
比较法的应用——研究氧化钠和过氧化钠的性质
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二
二 比较法的应用——研究氧化钠和过氧化钠的性质
1.魔术实验
按照如图1、图2所示的操作分别完成“滴水生火”和“吹气生火”(可改用口吹)实验。
思考1
脱脂棉剧烈燃烧的原因是什么？
提示 过氧化钠能与二氧化碳、水反应产生氧气并放出大量的热，故脱脂棉燃烧。
思考2
据上述的实验，请你推测过氧化钠的可能用途。
提示 可在呼吸面具或潜水艇中作供氧剂。
2.Na2O、Na2O2的比较
物质 氧化钠 过氧化钠
化学式 ______ _______
色、态 ____色固体 _____色固体
阴、阳离子个数比 ______ ______
氧元素的化合价 -2 ___
Na2O
Na2O2
白
淡黄
1∶2
1∶2
-1
物质 氧化钠 过氧化钠
生成条件 Na与O2 下反应 Na与O2在 条件下反应
与H2O反应 ___________________ __________________________
与CO2反应 ____________________ ___________________________
常温
点燃或加热
Na2O+H2O===2NaOH
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
物质 氧化钠 过氧化钠
与盐酸反应 ___________________________ _____________________________________
主要用途 用于制取NaOH、Na2CO3 用于制取漂白剂，作为呼吸面具和潜水艇的供氧剂
Na2O+2HCl===2NaCl+
H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+
2H2O+O2↑
特别提醒 ①Na2O2中的两个氧原子形成一个原子团过氧根离子()。
②加热时，不稳定的Na2O易转化成更稳定的Na2O2。其化学方程式为2Na2O+O2 2Na2O2。
应用体验
1.判断正误
(1)Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶1
(2)Na2O与Na2O2分别与CO2反应的产物完全相同
(3)Na2O与Na2O2均可与水反应产生氧气
(4)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色的化学方程式是2Na2O2 ===2Na2O+O2↑
(5)钾、钠、镁等活泼金属着火时，不能用泡沫灭火器灭火
×
√
×
×
×
2.如图所示装置，试管b中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒。U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，下列说法正确的是
A.U形管内浅红色的水褪色
B.试管b内溶液变红
C.气球a膨胀，充满氢气
D.U形管水位：d>c
应用体验
√
应用体验
Na2O2和水反应放热，广口瓶内气体膨胀，U形管
内c端液面下降、d端液面上升，浅红色的水不褪
色，故A错误、D正确；
Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气，气球a膨胀，充满氧气，试管b内溶液不变色，故B、C错误。
3.(2023·南宁高一检测)某同学用如图所示装置制取纯净的氧气。试回答下列问题(已知2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O)：
应用体验
(1)乙中Na2O2可能发生的反应为_________________________________
______________________(写化学方程式)。
2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑、2CO2
+2Na2O2===2Na2CO3+O2
(2)丙中NaOH溶液的作用是_________
_____________，丁中浓硫酸的作用是
。
(3)若把原装置连接顺序改为甲→丙→丁→乙→戊，则在装置戊中能否收集到氧气？ (填“能”或“不能”)，原因是______________
______________________________________________。
应用体验
吸收混合
气体中的CO2
吸收混合气体中的水蒸气
不能
产生的CO2、H2O已分别被NaOH溶液和浓硫酸吸收
NaHCO3分解
应用体验
返回
甲装置用于分解NaHCO3产生CO2、
H2O，乙装置用于Na2O2与CO2、
H2O反应，丙装置用于吸收混合
气体中未反应的CO2，丁装置用
于干燥气体(除去混合气体中的水蒸气)。
课时对点练
题组一 钠与氧气的反应
1.金属钠是一种活泼金属，除了具有金属的一般性质外，还具有自己的特性。下列关于钠的叙述正确的是
A.钠是银白色金属，硬度大
B.钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成淡黄色的过氧化钠
C.在氧气中加热时，金属钠剧烈燃烧，发出黄色火焰
D.金属钠着火可以用水灭火
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金属钠的硬度小，故A错误；
钠在常温下与氧气反应生成白色的氧化钠，与氧气在加热条件下反应生成淡黄色的过氧化钠，故B错误；
钠与氧气在加热条件下反应生成过氧化钠，火焰呈黄色，故C正确；
钠与氧气反应生成过氧化钠，过氧化钠可与水反应生成氧气，钠与水反应生成氢气，会使火势更不容易控制，故D错误。
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2.(2023·江苏宿迁中学高一月考)观察法是研究物质性质的基本方法之一。某同学将一小块金属钠放置于空气中，观察到下列现象：银白色 变灰暗 变白色 表面潮湿 白色晶体 白色粉末，下列说法错误的是
A.①中钠发生了氧化反应
B.②中变白色是因为生成了氢氧化钠
C.③发生的是物理变化
D.④生成了碳酸氢钠
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①中Na和空气中的O2发生反应生成了Na2O，发生了氧化反应，A项正确；
NaOH是白色固体，②变白色是因为Na2O和空气中的水发生反应生成了NaOH，B项正确；
NaOH易潮解，③是NaOH吸收空气中的水蒸气而潮解的过程，发生的是物理变化，C项正确；
④中NaOH与空气中的CO2、H2O发生反应生成了Na2CO3·10H2O，D项错误。
题组二 Na2O和Na2O2的性质及比较
3.下列关于Na2O和Na2O2的叙述不正确的是
A.过氧化钠为淡黄色固体，其中氧元素的化合价为-1
B.将Na2O加入酚酞溶液中，溶液先变红后褪色
C.Na2O2、Na2O分别与CO2反应后，固体质量均增加
D.可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2
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过氧化钠为淡黄色固体，其中钠元素在化合物中为+1价，根据化合物中正、负化合价代数和为零可知氧元素的化合价为-1价，故A正确；
将Na2O加入酚酞溶液中，氧化钠会和水反应生成NaOH，溶液变红色但不褪色，故B错误；
根据方程式：Na2O+CO2===Na2CO3、2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2，可知Na2O2、Na2O与CO2反应后，固体质量均增加，故C正确；
Na2O2与水反应会生成碱和氧气，而Na2O和水反应只生成碱，所以可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2，故D正确。
4.(2023·济南高一月考)下列说法不正确的是
A.Na2O2是淡黄色固体，久置于空气中变成白色
B.Na2O在空气中加热可以转化为Na2O2
C.将Na2O和Na2O2分别投入滴有酚酞的水溶液中，现象相同
D.将含等量钠元素的Na2O和Na2O2固体分别加入等质量的水中(水足量)，
充分反应后所得溶液中溶质的质量分数相等
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Na2O2是淡黄色固体，久置于空气中会与空气中的水和二氧化碳发生反应，最终变成白色的碳酸钠，A项正确；
Na2O投入含有酚酞的水中，溶液只变红；Na2O2投入含有酚酞的水中，溶液先变红后褪色，且有气泡产生，C项错误；
由Na2O+H2O===2NaOH与2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑可知，钠元素的量相同时，生成的NaOH的量相等，且反应后溶液的质量相等，故溶质的质量分数相等，D项正确。
5.向紫色石蕊溶液中加入过量的过氧化钠粉末，振荡，下列叙述正确的是
A.最后溶液变蓝色 B.溶液先变蓝色，最后褪色
C.溶液仍为紫色 D.石蕊溶液变为红色
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Na2O2与水反应的总化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑，生成的NaOH使紫色石蕊溶液变为蓝色。在反应过程中，存在着中间产物H2O2，H2O2具有漂白性，最后使溶液褪色，B选项符合题意。
6.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过氧化钠固体的试管中，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试纸来检验生成的溶液是否显碱性
D.该实验可以说明过氧化钠可在潜水艇中作为氧气的来源
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带火星的木条复燃，可检验Na2O2与H2O反应生成氧气，故A正确；
Na2O2与H2O反应放出热量，可以用手轻轻触摸试管外壁感受反应的热量变化，故B正确；
Na2O2与H2O反应生成过氧化物，具有漂白性，pH试纸颜色被漂白，不能检验溶液的酸碱性，故C错误；
Na2O2与H2O反应生成氧气，可在潜水艇中作为氧气的来源，故D正确。
题组三 钠及其化合物的相关综合
7.(2023·阳泉高一检测)当钠着火时，不能用的灭火剂是
A.泡沫灭火剂 B.干沙
C.石粉 D.专用灭火剂
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8.已知A是一种金属单质，B显淡黄色，A、B、C、D之间的转化关系如图所示，下列说法错误的是
A.C是碳酸钠
B.D应密封保存
C.A与O2反应只能生成B
D.反应①②中生成的气体相同
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A为金属单质，与O2在加热条件下反应生成淡
黄色的B，则A为Na，B为Na2O2，C为Na2CO3，
D为NaOH，A项正确；
NaOH易吸收空气中的水分，且能与CO2反应，故应密封保存，B项正确；
常温下，Na与O2反应生成Na2O，C项错误；
反应①为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2，反应②为2Na2O2+2H2O=== 4NaOH+O2↑，D项正确。
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9.下列叙述正确的是
A.在一定温度下，向饱和烧碱溶液中加入一定量的过氧化钠，充分反应
后恢复到原温度，溶液中有气体逸出，Na+数目增加
B.将小块钠投入滴有石蕊溶液的水中，反应后溶液变红
C.将钠投入稀盐酸中，钠先与水反应，后与盐酸反应
D.将少量Na投入CuSO4溶液中，既有沉淀生成又有气体放出
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A错，过氧化钠与水反应，消耗了水，饱和的烧碱溶液中有NaOH析出，溶液中Na+数目减少；
B错，钠与水反应生成的NaOH能使石蕊溶液变蓝；
C错，钠投入稀盐酸中，先与盐酸反应，过量的钠再与水反应；
D对，Na与水反应放出气体，生成的NaOH与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀。
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10.(2024·济南高一检测)下列关于钠及其化合物的叙述正确的是
A.钠与氧气反应时，氧气用量不同，反应产物不同
B.金属钠着火时，可用干粉灭火器灭火
C.Na2O2和Na2O长期置于空气中，最终产物相同
D.Na2O2可与H2O反应，所以Na2O2可作气体干燥剂
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钠与氧气反应时，反应条件不同，反应产物不同，常温生成氧化钠，燃烧生成过氧化钠，A 错误；
金属钠着火时生成过氧化钠，干粉灭火器产生的二氧化碳能与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，促进燃烧，B错误；
Na2O2和Na2O长期置于空气中，最终都生成Na2CO3，C正确。
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11.(2023·济南一中期中)某实验小组通过如图所示实验装置探究Na2O2与水的反应，下列说法正确的是
A.②中大量气泡的主要成分是H2
B.③中溶液变红，说明有酸性物
质产生
C.④中溶液红色褪去可能是溶液中含有漂白性物质
D.⑤中MnO2的主要作用是降低水中氧气的溶解度
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A项，Na2O2与水反应生成NaOH和
氧气，则②中大量气泡的主要成分
是O2，错误；
B项，滴有酚酞的溶液变红，说明溶液显碱性，即有碱性物质生成，错误；
C项，④中溶液红色褪去，说明Na2O2与水反应过程中生成了具有漂白性的物质，正确；
D项，⑤中加入MnO2产生较多气泡，说明溶液中存在H2O2，MnO2的主要作用是做催化剂，错误。
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12.(2023·青岛高一检测)某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应，设计装置如下，下列说法正确的是
A.装置A气密性的检查方法：关闭K1，
向长颈漏斗中加水，静置一段时间
后，若漏斗中液面高于试管中液面
且高度不变，说明气密性良好
B.装置B中盛放无水硫酸铜，目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C.装置A也可直接用于大理石与稀硫酸反应制取CO2
D.装置D中盛放无水硫酸铜的作用是检验是否有空气中的水蒸气进入
√
可通过液差法检验装置A的气密性，具体操作为先关闭止水夹K1，然后直接向长颈漏斗中加水至漏斗中液面高于试管中液面，静置一段时间后，长颈漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好，故A正确；
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B装置中盛放碱石灰除去氢气中混有
的氯化氢和水蒸气，故B错误；
大理石与稀硫酸反应生成微溶的硫
酸钙包裹在固体表面，阻止反应继
续进行，且不产生H2，故C错误；
D装置中盛有的无水硫酸铜用于检验过氧化钠与氢气共热反应后是否有水生成，故D错误。
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13.A、B、C是三种常见的化合物，A为淡黄色固体。它们之间的转化关系如图所示。
(1)A的化学式是_______，B的化学式是______。
(2)写出甲+B→C+丙的化学方程式：____________
________________。
Na2O2
H2O
2Na+2H2O
===2NaOH+H2↑
(3)写出A的一种重要用途：______________________________________。
做呼吸面具中的供氧剂(其他合理答案也可)
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A为淡黄色固体，则A可能为Na2O2，由甲
A(Na2O2)可推断出甲可能为Na；由于Na、Na2O2
均可与化合物H2O反应，可推知B为H2O，则C为
NaOH，乙为O2，丙为H2，经丙(H2)+乙(O2)
B(H2O)验证，上述推断合理。所以A、B、C分别为Na2O2、H2O、NaOH，甲、乙、丙分别为Na、O2、H2。
14.实验室有一瓶淡黄色粉末，标签已脱落。某学习小组为确定其成分，进行如下实验探究。
[提出猜想] 淡黄色粉末成分可能是：
猜想一：硫黄；
猜想二：过氧化钠。
[实验步骤]
①按图组装仪器；②……；③打开分液漏斗，滴加水；④用带火星的木条靠近导气管的尖嘴处。
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[实验现象] 试管中反应剧烈，产生大量气泡；带火星的木条复燃；小烧杯中的导管口有气泡冒出；试管内最终得到无色溶液。
[结论与分析]
(1)实验步骤②进行的操作是 (填字母)。
A.先加入试剂，后检查装置气密性
B.先检查装置气密性，后加入试剂
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B
实验步骤②进行的操作应是先检查装置气密性，后加入试剂。
猜想一：硫黄；
猜想二：过氧化钠。
(2)根据上述现象分析，猜想 正确。
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二
过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，氧气具有助燃性，可以使带火星的木条复燃，根据上述现象分析，猜想二正确。
(3)带火星的木条复燃，说明反应生成的气体是
(填化学式)。
(4)小烧杯中的导管口有气泡冒出，说明淡黄色粉末与水反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
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O2
气体受热膨胀，小烧杯中的导管口有气泡冒出，说明淡黄色粉末与水的反应是放热反应。
放热
(5)淡黄色粉末与水反应的化学方程式为____________ ______________。
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2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，淡黄色粉末与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。
(6)试管内最终得到无色溶液，加入酚酞会 (填“变红”或“变蓝”)。
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变红
试管内最终得到NaOH溶液，加入酚酞会变红。
15.(2023·浙江嘉兴一中高一期中)某课外活动小组设计了如图所示的装置，验证二氧化碳与过氧化钠反应时需要与水接触(实验前装置中的空气已排尽)。
[装置分析]
(1)装置①中反应的化学方程式是 。
(2)装置②中的试剂是 (填字母)。
a.饱和NaHCO3溶液
b.饱和Na2CO3溶液
c.浓H2SO4
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CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
a
(3)装置③中的试剂是 。
[进行实验]
步骤1：打开活塞K2，关闭K1，打开
分液漏斗活塞，加入稀盐酸，将带火
星的木条放在a处。
步骤2：打开活塞K1，关闭K2，打开分液漏斗活塞，加入稀盐酸，将带火星的木条放在a处。
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浓硫酸
(4)步骤1和步骤2中，a处带火星的木条产生的实验现象分别是__________
____________________________________________。
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火星的木条不复燃，步骤2中带火星的木条复燃
步骤1中带
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装置①为CaCO3与稀盐酸反应制备二氧化碳的装置，装置②的作用是除去二氧化碳中的氯化氢气体，装置③的作用是除去二氧化碳中的水蒸气。装置④和⑤用来验证二氧化碳与过氧化钠反应时需要与水接触。
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带火星的木条能检验氧气，二氧化
碳不支持燃烧，也不能燃烧，当二
氧化碳通过过氧化钠时，不可能全
部反应，所以应该除去未反应的二
氧化碳，再用带火星的木条来检验
是否产生了氧气，否则氧气浓度过低，带火星的木条不复燃，则装置⑥的作用是吸收过量的二氧化碳，防止干扰氧气的检验。
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步骤1中，通过过氧化钠的二氧化
碳中不含有水蒸气，干燥的二氧
化碳不能和过氧化钠反应，没有氧
气生成，a处带火星的木条不复燃；
步骤2中，通过过氧化钠的二氧化碳
中含有水蒸气，含有水蒸气的二氧化碳能和过氧化钠反应，有氧气生成，a处带火星的木条复燃。
(5)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是_________________________。
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2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。
[实验反思]
(6)有同学提出质疑：“题述实验不足以证明有水存在时过氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。”其理由是_________________________________
___________________________________。
(7)需要补充的实验操作：取装置⑤中
反应后的少量固体，______________
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经过⑤处的气体中有水，水也可与Na2O2反应产生O2使带火星的木条复燃
加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中
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二氧化碳和过氧化钠反应有碳酸钠生成，装置⑤中反应后的固体有碳酸钠，稀盐酸和碳酸钠反应可生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
返回作业3 钠与氧气的反应及钠的氧化物的研究方法
（分值：100分）
（选择题1~12题，每小题5分，共60分）
题组一 钠与氧气的反应
1.金属钠是一种活泼金属，除了具有金属的一般性质外，还具有自己的特性。下列关于钠的叙述正确的是 （ ）
A.钠是银白色金属，硬度大
B.钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成淡黄色的过氧化钠
C.在氧气中加热时，金属钠剧烈燃烧，发出黄色火焰
D.金属钠着火可以用水灭火
2.（2023·江苏宿迁中学高一月考）观察法是研究物质性质的基本方法之一。某同学将一小块金属钠放置于空气中，观察到下列现象：银白色变灰暗变白色表面潮湿白色晶体白色粉末，下列说法错误的是 （ ）
A.①中钠发生了氧化反应
B.②中变白色是因为生成了氢氧化钠
C.③发生的是物理变化
D.④生成了碳酸氢钠
题组二 Na2O和Na2O2的性质及比较
3.下列关于Na2O和Na2O2的叙述不正确的是 （ ）
A.过氧化钠为淡黄色固体，其中氧元素的化合价为-1
B.将Na2O加入酚酞溶液中，溶液先变红后褪色
C.Na2O2、Na2O分别与CO2反应后，固体质量均增加
D.可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2
4.（2023·济南高一月考）下列说法不正确的是 （ ）
A.Na2O2是淡黄色固体，久置于空气中变成白色
B.Na2O在空气中加热可以转化为Na2O2
C.将Na2O和Na2O2分别投入滴有酚酞的水溶液中，现象相同
D.将含等量钠元素的Na2O和Na2O2固体分别加入等质量的水中（水足量），充分反应后所得溶液中溶质的质量分数相等
5.向紫色石蕊溶液中加入过量的过氧化钠粉末，振荡，下列叙述正确的是 （ ）
A.最后溶液变蓝色
B.溶液先变蓝色，最后褪色
C.溶液仍为紫色
D.石蕊溶液变为红色
6.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过氧化钠固体的试管中，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试纸来检验生成的溶液是否显碱性
D.该实验可以说明过氧化钠可在潜水艇中作为氧气的来源
题组三 钠及其化合物的相关综合
7.（2023·阳泉高一检测）当钠着火时，不能用的灭火剂是 （ ）
A.泡沫灭火剂 B.干沙
C.石粉 D.专用灭火剂
8.已知A是一种金属单质，B显淡黄色，A、B、C、D之间的转化关系如图所示，下列说法错误的是 （ ）
A.C是碳酸钠
B.D应密封保存
C.A与O2反应只能生成B
D.反应①②中生成的气体相同
9.下列叙述正确的是 （ ）
A.在一定温度下，向饱和烧碱溶液中加入一定量的过氧化钠，充分反应后恢复到原温度，溶液中有气体逸出，Na+数目增加
B.将小块钠投入滴有石蕊溶液的水中，反应后溶液变红
C.将钠投入稀盐酸中，钠先与水反应，后与盐酸反应
D.将少量Na投入CuSO4溶液中，既有沉淀生成又有气体放出
10.（2024·济南高一检测）下列关于钠及其化合物的叙述正确的是 （ ）
A.钠与氧气反应时，氧气用量不同，反应产物不同
B.金属钠着火时，可用干粉灭火器灭火
C.Na2O2和Na2O长期置于空气中，最终产物相同
D.Na2O2可与H2O反应，所以Na2O2可作气体干燥剂
11.（2023·济南一中期中）某实验小组通过如图所示实验装置探究Na2O2与水的反应，下列说法正确的是 （ ）
A.②中大量气泡的主要成分是H2
B.③中溶液变红，说明有酸性物质产生
C.④中溶液红色褪去可能是溶液中含有漂白性物质
D.⑤中MnO2的主要作用是降低水中氧气的溶解度
12.（2023·青岛高一检测）某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应，设计装置如下，下列说法正确的是 （ ）
A.装置A气密性的检查方法：关闭K1，向长颈漏斗中加水，静置一段时间后，若漏斗中液面高于试管中液面且高度不变，说明气密性良好
B.装置B中盛放无水硫酸铜，目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C.装置A也可直接用于大理石与稀硫酸反应制取CO2
D.装置D中盛放无水硫酸铜的作用是检验是否有空气中的水蒸气进入
13.（8分）A、B、C是三种常见的化合物，A为淡黄色固体。它们之间的转化关系如图所示。
（1）A的化学式是 ， B的化学式是 。
（2）写出甲+BC+丙的化学方程式： 。
（3）写出A的一种重要用途： 。
14.（18分，每空3分）实验室有一瓶淡黄色粉末，标签已脱落。某学习小组为确定其成分，进行如下实验探究。
［提出猜想］ 淡黄色粉末成分可能是：
猜想一：硫黄；猜想二：过氧化钠。
［实验步骤］
①按图组装仪器；②……；③打开分液漏斗，滴加水；④用带火星的木条靠近导气管的尖嘴处。
［实验现象］ 试管中反应剧烈，产生大量气泡；带火星的木条复燃；小烧杯中的导管口有气泡冒出；试管内最终得到无色溶液。
［结论与分析］
（1）实验步骤②进行的操作是 （填字母）。
A.先加入试剂，后检查装置气密性
B.先检查装置气密性，后加入试剂
（2）根据上述现象分析，猜想 正确。
（3）带火星的木条复燃，说明反应生成的气体是 （填化学式）。
（4）小烧杯中的导管口有气泡冒出，说明淡黄色粉末与水反应是 （填“放热”或“吸热”）反应。
（5）淡黄色粉末与水反应的化学方程式为 。
（6）试管内最终得到无色溶液，加入酚酞会 （填“变红”或“变蓝”）。
15.（14分）（2023·浙江嘉兴一中高一期中）某课外活动小组设计了如图所示的装置，验证二氧化碳与过氧化钠反应时需要与水接触（实验前装置中的空气已排尽）。
［装置分析］
（1）装置①中反应的化学方程式是 。
（2）装置②中的试剂是 （填字母）。
a.饱和NaHCO3溶液 b.饱和Na2CO3溶液
c.浓H2SO4
（3）装置③中的试剂是 。
［进行实验］
步骤1：打开活塞K2，关闭K1，打开分液漏斗活塞，加入稀盐酸，将带火星的木条放在a处。
步骤2：打开活塞K1，关闭K2，打开分液漏斗活塞，加入稀盐酸，将带火星的木条放在a处。
（4）步骤1和步骤2中，a处带火星的木条产生的实验现象分别是 。
（5）过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是 。
［实验反思］
（6）有同学提出质疑：“上述实验不足以证明有水存在时过氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。”其理由是 。
（7）需要补充的实验操作：取装置⑤中反应后的少量固体， 。
答案精析
1.C [金属钠的硬度小,故A错误;钠在常温下与氧气反应生成白色的氧化钠,与氧气在加热条件下反应生成淡黄色的过氧化钠,故B错误;钠与氧气在加热条件下反应生成过氧化钠,火焰呈黄色,故C正确;钠与氧气反应生成过氧化钠,过氧化钠可与水反应生成氧气,钠与水反应生成氢气,会使火势更不容易控制,故D错误。]
2.D [①中Na和空气中的O2发生反应生成了Na2O,发生了氧化反应,A项正确;NaOH是白色固体,②变白色是因为Na2O和空气中的水发生反应生成了NaOH,B项正确;NaOH易潮解,③是NaOH吸收空气中的水蒸气而潮解的过程,发生的是物理变化,C项正确;④中NaOH与空气中的CO2、H2O发生反应生成了Na2CO3·10H2O,D项错误。]
3.B [过氧化钠为淡黄色固体,其中钠元素在化合物中为+1价,根据化合物中正、负化合价代数和为零可知氧元素的化合价为-1价,故A正确;将Na2O加入酚酞溶液中,氧化钠会和水反应生成NaOH,溶液变红色但不褪色,故B错误;根据方程式:Na2O+CO2===Na2CO3、2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,可知Na2O2、Na2O与CO2反应后,固体质量均增加,故C正确;Na2O2与水反应会生成碱和氧气,而Na2O和水反应只生成碱,所以可用水来检验某Na2O样品中是否含有Na2O2,故D正确。]
4.C [Na2O2是淡黄色固体,久置于空气中会与空气中的水和二氧化碳发生反应,最终变成白色的碳酸钠,A项正确;Na2O投入含有酚酞的水中,溶液只变红;Na2O2投入含有酚酞的水中,溶液先变红后褪色,且有气泡产生,C 项错误;由Na2O+H2O===2NaOH与2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑可知,钠元素的量相同时,生成的NaOH的量相等,且反应后溶液的质量相等,故溶质的质量分数相等,D项正确。]
5.B [Na2O2与水反应的总化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,生成的NaOH使紫色石蕊溶液变为蓝色。在反应过程中,存在着中间产物H2O2,H2O2具有漂白性,最后使溶液褪色,B选项符合题意。]
6.C [带火星的木条复燃,可检验Na2O2与H2O反应生成氧气,故A正确;Na2O2与H2O反应放出热量,可以用手轻轻触摸试管外壁感受反应的热量变化,故B正确;Na2O2与H2O反应生成过氧化物,具有漂白性,pH试纸颜色被漂白,不能检验溶液的酸碱性,故C错误;Na2O2与H2O反应生成氧气,可在潜水艇中作为氧气的来源,故D正确。]
7.A
8.C [A为金属单质,与O2在加热条件下反应生成淡黄色的B,则A为Na,B为Na2O2,C为Na2CO3,D为NaOH,A项正确;NaOH易吸收空气中的水分,且能与CO2反应,故应密封保存,B项正确;常温下,Na与O2反应生成Na2O,C项错误;反应①为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,反应②为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,D项正确。]
9.D [A错,过氧化钠与水反应,消耗了水,饱和的烧碱溶液中有NaOH析出,溶液中Na+数目减少;B错,钠与水反应生成的NaOH能使石蕊溶液变蓝;C错,钠投入稀盐酸中,先与盐酸反应,过量的钠再与水反应;D对,Na与水反应放出气体,生成的NaOH与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀。]
10.C [钠与氧气反应时,反应条件不同,反应产物不同,常温生成氧化钠,燃烧生成过氧化钠,A 错误;金属钠着火时生成过氧化钠,干粉灭火器产生的二氧化碳能与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,促进燃烧,B错误;Na2O2和Na2O长期置于空气中,最终都生成Na2CO3,C正确。]
11.C [A项,Na2O2与水反应生成NaOH和氧气,则②中大量气泡的主要成分是O2,错误;B项,滴有酚酞的溶液变红,说明溶液显碱性,即有碱性物质生成,错误;C项,④中溶液红色褪去,说明Na2O2与水反应过程中生成了具有漂白性的物质,正确;D项,⑤中加入MnO2产生较多气泡,说明溶液中存在H2O2,MnO2的主要作用是做催化剂,错误。]
12.A [可通过液差法检验装置A的气密性,具体操作为先关闭止水夹K1,然后直接向长颈漏斗中加水至漏斗中液面高于试管中液面,静置一段时间后,长颈漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好,故A正确;B装置中盛放碱石灰除去氢气中混有的氯化氢和水蒸气,故B错误;大理石与稀硫酸反应生成微溶的硫酸钙包裹在固体表面,阻止反应继续进行,且不产生H2,故C错误;D装置中盛有的无水硫酸铜用于检验过氧化钠与氢气共热反应后是否有水生成,故D错误。]
13.(1)Na2O2 H2O
(2)2Na+2H2O2NaOH+H2↑
(3)做呼吸面具中的供氧剂(其他合理答案也可)
解析 A为淡黄色固体,则A可能为Na2O2,由甲A(Na2O2)可推断出甲可能为Na;由于Na、Na2O2均可与化合物H2O反应,可推知B为H2O,则C为NaOH,乙为O2,丙为H2,经丙(H2)+乙(O2)B(H2O)验证,上述推断合理。所以A、B、C分别为Na2O2、H2O、NaOH,甲、乙、丙分别为Na、O2、H2。
14.(1)B (2)二 (3)O2 (4)放热 (5)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ (6)变红
解析 (1)实验步骤②进行的操作应是先检查装置气密性,后加入试剂。(2)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,氧气具有助燃性,可以使带火星的木条复燃,根据上述现象分析,猜想二正确。(4)气体受热膨胀,小烧杯中的导管口有气泡冒出,说明淡黄色粉末与水的反应是放热反应。(5)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,淡黄色粉末与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。(6)试管内最终得到NaOH溶液,加入酚酞会变红。
15.(1)CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ (2)a (3)浓硫酸 (4)步骤1中带火星的木条不复燃,步骤2中带火星的木条复燃 (5)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 (6)经过⑤处的气体中有水,水也可与Na2O2反应产生O2使带火星的木条复燃 (7)加入稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水中
解析 装置①为CaCO3与稀盐酸反应制备二氧化碳的装置,装置②的作用是除去二氧化碳中的氯化氢气体,装置③的作用是除去二氧化碳中的水蒸气。装置④和⑤用来验证二氧化碳与过氧化钠反应时需要与水接触。带火星的木条能检验氧气,二氧化碳不支持燃烧,也不能燃烧,当二氧化碳通过过氧化钠时,不可能全部反应,所以应该除去未反应的二氧化碳,再用带火星的木条来检验是否产生了氧气,否则氧气浓度过低,带火星的木条不复燃,则装置⑥的作用是吸收过量的二氧化碳,防止干扰氧气的检验。(4)步骤1中,通过过氧化钠的二氧化碳中不含有水蒸气,干燥的二氧化碳不能和过氧化钠反应,没有氧气生成,a处带火星的木条不复燃;步骤2中,通过过氧化钠的二氧化碳中含有水蒸气,含有水蒸气的二氧化碳能和过氧化钠反应,有氧气生成,a处带火星的木条复燃。(5)过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。(7)二氧化碳和过氧化钠反应有碳酸钠生成,装置⑤中反应后的固体有碳酸钠,稀盐酸和碳酸钠反应可生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
