2022高考化学第3章金属及其化合物第1节钠及其化合物考点2氧化钠与过氧化钠讲与练含解析

考点二　氧化钠与过氧化钠李仕才氧化钠和过氧化钠11\n判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．过氧化钠能与水反应，所以过氧化钠可以做气体的干燥剂。(　×　)2．78gNa2O2中含阴离子的个数是2NA。(　×　)3．Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑。(　×　)4．Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同。(　×　)5．Na2O2与H2O反应时，Na2O2既是还原剂又是氧化剂。(　√　)6．Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，最终产物是NaOH。(　×　)1．过氧化钠是常用的工业漂白剂，但是不能用于食品的漂白。11\n2.2Na22Na2O2既有氧化性又有还原性，但主要表现为氧化性。当遇到KMnO4等强氧化剂时，可表现出还原性，氧化产物为O2。3．Na2O2遇到CO2、H2O、H＋发生自身氧化还原反应。Na2O2既是氧化剂又是还原剂，且1molNa2O2转移的电子是1mol而不是2mol。一、过氧化钠的性质及应用1．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。答案：B2．某溶液中含有HCO、SO、CO、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．SOC．COD．HCO解析：Na2O2与水反应生成NaOH，HCO＋OH－===CO＋H2O，HCO浓度减小，CO浓度增大；SO具有还原性，被Na2O2氧化，浓度减小；CH3COO－浓度几乎不变。答案：A3．下列说法正确的是(　　)A．Na2O2遇到湿润的紫色石蕊试纸后，石蕊试纸最终变成蓝色B．Na2O2与CO2反应生成0.1molO2时转移电子数目为0.4molC．Na2O2投入到CuCl2溶液中有蓝色沉淀及气泡产生D．向饱和烧碱溶液中加入2gNa2O2充分反应完时，溶液中c(Na＋)不变解析：Na2O2遇湿润的石蕊试纸时，它最终能氧化石蕊使其褪色，A项错误；由2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2及Na2O2中氧元素的化合价为－1价知，每生成1molO2时会转移211\nmol电子，B项错误；Na2O2投入到CuCl2溶液中，Na2O2先与水反应生成NaOH与O2，NaOH再与CuCl2反应生成Cu(OH)2沉淀，C项正确；Na2O2与水反应时能放出大量的热，使溶液温度升高，NaOH的溶解度增大，导致溶液中c(Na＋)增大，D项错误。答案：C4．下列判断正确的是(　　)A．仅用水能确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2B．仅用CO2能确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2C．可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2D．将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中，最终溶液均为红色解析：氧化钠和过氧化钠都能与水反应生成氢氧化钠，但过氧化钠与水反应还能生成氧气，据此可以确定，A正确；氧化钠和过氧化钠都能与CO2反应生成碳酸钠，虽然过氧化钠与CO2反应还生成氧气，但无明显的现象，B不正确；在加热的条件下，氧化钠被空气中的氧气氧化生成过氧化钠，C不正确；由于过氧化钠具有强氧化性，所以将过氧化钠加入到酚酞溶液中，溶液先变红，后褪色，D不正确。答案：A5．在下列物质的溶液中分别加入一定量的Na2O2固体，不会出现浑浊现象的是(　　)A．饱和Na2CO3溶液B．Ca(HCO3)2稀溶液C．Na2SO3稀溶液D．饱和CaCl2溶液解析：Na2O2固体与水反应生成NaOH和O2，A中溶液饱和，由于水被消耗导致析出碳酸钠晶体；B中碳酸氢钙与NaOH溶液反应生成碳酸钙沉淀；C中亚硫酸钠被氧气氧化成硫酸钠，硫酸钠可溶于水，不会出现浑浊现象；D中NaOH与CaCl2反应生成的氢氧化钙微溶，故产生白色沉淀。答案：C二、过氧化钠的简单计算6．物质的量均为1mol的下列物质，长期放置于空气中(最终物质不考虑潮解情况)，最后质量增加的大小关系是(　　)①氧化钠　②过氧化钠　③氢氧化钠　④亚硫酸钠A．①＝③>②>④B．①>②>④>③C．③>①＝②>④D．④>③>②>①解析：根据反应前后物质的变化计算增重。①Na2ONa2CO3、②Na2O2Na2CO3、③NaOHNa2CO3、④Na2SO3Na2SO4。答案：B11\n7．如图所示，两圆圈相交的阴影部分表示圆圈内物质相互发生的反应。钠及其氧化物的物质的量均为0.1mol，水的质量为100g。下列说法正确的是(　　)A．甲、乙、丙都属于氧化还原反应B．甲反应的离子方程式为Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑C．丙充分反应，能产生0.05molO2，转移电子0.1molD．甲、乙、丙充分反应后所得溶液的质量分数分别为w1，w2，w3，则2w1＝w2＝w3解析：A项乙不是氧化还原反应，不正确；B项离子方程式中电荷不守恒，不正确；D项中所得溶液质量分数的关系为2w1>w2＝w3，不正确。答案：C一、Na2O2的强氧化性11\n1．比较下列四组反应，回答下列问题：一组：①Na2O2＋CO2②Na2O2＋SO2二组：③Na2O2＋FeCl3(溶液)④Na2O2＋FeCl2(溶液)三组：⑤SO2通入品红溶液中，加热⑥Na2O2加入到品红溶液中，加热四组：⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊溶液中⑧Na2O2固体加入到紫色石蕊溶液中(1)写出①反应的化学方程式：______________，有同学类比①的反应写出②的反应方程式为2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2，你认为是否合理？________(填“合理”或“不合理”)。(2)比较分析③、④反应中可能发生的现象，相同点：______________________，差异：__________________________。11\n(3)预测⑤可能的现象：________________，⑥可能的现象：___________________。(4)判断⑦、⑧反应中可能发生的现象：⑦______________________________________；⑧______________________________________。解析：(1)Na2O2具有强氧化性，发生：Na2O2＋SO2===Na2SO4。(2)FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3，Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀；④中Fe2＋具有强还原性，易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3，Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有O2产生。(3)SO2的漂白性是由于它能与某些有色物质生成易分解的无色物质，Na2O2的漂白性是因其具有强氧化性。(4)Na2O2与H2O反应生成NaOH，呈碱性，同时Na2O2又有漂白性。答案：(1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　不合理　(2)均会有红褐色沉淀生成并有气体逸出　④中气体明显少于③中气体　(3)溶液红色褪去，加热后又恢复红色　溶液红色褪去，加热后不能恢复红色　(4)溶液变蓝　溶液先变蓝后褪色2．为了探究过氧化钠的强氧化性，某研究性学习小组设计了如图所示的实验装置。实验步骤及现象如下：①检查装置气密性后，装入药品并连接仪器。②缓慢通入一定量的N2后，将装置D连接好(导管末端未伸入集气瓶中)，再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸，剧烈反应，产生黄绿色气体。③一段时间后，将导管末端伸入集气瓶中收集气体，装置D中收集到能使带火星的木条复燃的无色气体。④反应结束后，关闭分液漏斗的活塞，再通入一定量的N2，至装置中气体无色。回答下列问题：(1)装置B中湿润的红色纸条褪色，证明A中反应有____________(填化学式)生成。若B中改放湿润的淀粉KI试纸，仅凭试纸变蓝的现象不能证明上述结论，请用离子方程式说明原因_________________________。(2)装置C的作用是________________________。11\n(3)甲同学认为O2是Na2O2被盐酸中的HCl还原所得。乙同学认为此结论不正确，其不赞成的理由可能为：①___________________________；②___________________________。(4)实验证明，Na2O2与干燥的HCl能反应，完成并配平该化学方程式。Na2O2＋HCl===Cl2＋NaCl＋________该反应________(填“能”或“不能”)用于实验室快速制取纯净的Cl2，理由是①__________________；②____________________(要求答出两点)。答案：(1)Cl2　4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O(2)吸收HCl和过量的Cl2，防止污染空气，使D中能收集到较为纯净的氧气(3)①Na2O2被还原时氧元素的化合价应该降低，不可能得到O2　②O2有可能是Na2O2与盐酸中的H2O反应所得(4)1　4　1　2　2　H2O　不能①Na2O2与生成的H2O反应有O2生成(或HCl混在Cl2中或H2O混在Cl2中等)　②实验室没有可直接使用的干燥HCl气体(或固体与气体反应较慢)(其他合理答案均可)二、Na2O2与CO2、H2O的反应化学反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O22Na2O2＋2H2O(g)===4NaOH＋O21五个重要关系(1)先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应，可看做Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O(g)发生反应。(实际情况复杂得多)(2)电子转移关系不论是与CO2还是与H2O(g)反应，CO2与H2O(g)均既不是氧化剂也不是还原剂，反应的实质都是Na2O2自身发生的氧化还原反应，所以每有1molO2生成时，转移的电子均为2mol。即2Na2O2～O2～2e－。(3)物质的量的关系无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。(4)气体体积关系若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量为原混合气体体积的，即为生成氧气的量。11\n(5)固体质量关系相当于固体Na2O2只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看做发生相应的反应：Na2O2＋CO===Na2CO3，Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应都不能发生)。2增重量等于可燃物质量的规律凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，mg该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量Na2O2后，固体增重必为mg。或者是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足上述条件。中学阶段常见的符合这一关系的物质有：①无机化合物：H2、CO及H2和CO的混合气体。②有机化合物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。3．将一定量的Na2O2和NaHCO3混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体，冷却后有固体物质剩余，下列选项不正确的是(　　)Na2O2/molNaHCO3/mol剩余的固体物质A12Na2CO3B1.52Na2O2　Na2CO3C21Na2O2　NaOH　Na2CO3D22NaOH　Na2CO3解析：有关的反应方程式依次为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O、2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶2时，二者反应的总方程式为2Na2O2＋4NaHCO34Na2CO3＋O2↑＋2H2O；当Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为1∶1时，2Na2O2＋2NaHCO32Na2CO3＋O2↑＋2NaOH，即1∶2<n(Na2O2)∶n(NaHCO3)≤1∶1，反应后剩余固体的成分为Na2CO3和NaOH；当n(Na2O2)∶n(NaHCO3)>1∶1时，反应后剩余固体为Na2O2、NaOH、Na2CO3，由此可以判断A、C、D对，B错。答案：B4．过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下，二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28g，反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)(　　)二氧化碳碳酸钠转移的电子11\nA1mol——2NAB22.4L1mol—C——106g1molD—106g2NA解析：Na2O2与CO2发生的反应为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，根据反应前后“固体质量关系”可知，相当于Na2O2只吸收了CO2中的“CO”，可看作发生反应“Na2O2＋CO===Na2CO3”。若固体质量增加了28g(相当于吸收了1mol“CO”)，则消耗1molCO2(常温常压下，体积大于22.4L)，生成1molNa2CO3(质量为106g)。根据“电子转移关系”可知，消耗1molCO2时，反应中转移1mol电子(即NA个)。答案：C5．200℃时，11.6gCO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体质量增加了3.6g，则原混合气体的总物质的量是(　　)A．0.125molB．0.25molC．0.5molD．1mol解析：根据质量守恒定律可知，生成O2的质量为11.6g－3.6g＝8g，n(O2)＝＝0.25mol，根据Na2O2与H2O(g)、CO2反应的物质的量的关系可知CO2和H2O(g)的物质的量之和为0.25mol×2＝0.5mol。答案：C6．在密闭容器中充入CO2、CO、CH4的混合气体共mg，若加入足量Na2O2，充分振荡并不断用电火花引燃至反应完全，测得固体质量增加mg，则CO2与CH4的体积比为(　　)A．3∶1B．2∶1C．1∶1D．任意比解析：2CO＋O22CO2①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2②①＋②得：Na2O2＋CO===Na2CO3(虚拟的反应)即：CO可被Na2O2完全吸收2H2＋O22H2O③2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑④③＋④得：Na2O2＋H2===2NaOH(虚拟的反应)即：H2可被Na2O2完全吸收由于CO完全被吸收，当CO2、CH4的体积比符合1∶1时，相当于2CO∶2H2，可被Na2O2完全吸收。11\n答案：C7．取一定质量的某物质在ag氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后容器内有bg氧气，测得b>a，下列物质中满足上述结果的是(　　)A．HCOOHB．HCHOC．CH4D．C6H12O6解析：烃及烃的含氧衍生物在O2中充分燃烧后生成CO2、H2O，产物通过足量的Na2O2，发生反应2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2,2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑，对生成物变式：Na2CO3～Na2O2·CO,2NaOH～Na2O2·H2，可知过氧化钠增加的质量＝与CO2同物质的量的CO质量＋与H2O同物质的量的H2质量，质量增加部分物质的组成可以表示为nCO·mH2，即化学式可表示为nCO·mH2的物质完全燃烧后能被过氧化钠完全吸收，而题述有机物反应后容器内氧气质量大于原氧气质量，故有机物的化学式符合nCO·mH2·xO2形式。HCOOH可以改写为CO·H2·O2形式，故A符合；HCHO可以改写为CO·H2，故B不符合；CH4中没有氧元素，反应后氧气质量小于原氧气质量，故C不符合；C6H12O6可以改写为6CO·6H2形式，反应后氧气质量等于原氧气质量，故D不符合。答案：A11