版化学新教材人教必修第一册讲义第2章+第1节+第1课时 钠和钠的氧化物和答案.docx
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版化学新教材人教必修第一册讲义第2章+第1节+第1课时钠和钠的氧化物和答案
第一节 钠及其化合物
第1课时 钠和钠的氧化物
目标与素养:
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解钠及氧化钠、过氧化钠的主要性质。
(宏观辨识与微观探析)2.了解钠及氧化钠、过氧化钠在生产、生活中的应用。
(科学态度与社会责任)
一、活泼的金属单质——钠
1.钠与氧气的反应
反应条件
室温
加热
实验步骤
实验现象
新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗
钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体
化学方程式
4Na+O2===2Na2O
2Na+O2
Na2O2
微点拨:
①钠是一种硬度小,熔点低的银白色金属,在空气中极易被氧化,实验室保存钠时应与空气隔绝,通常保存在煤油中。
②钠在常温下与氧气反应生成氧化钠,在加热或点燃时生成过氧化钠,由此可知,钠与氧气反应,反应条件不同,其产物不同。
2.钠与水反应现象及原因
反应的化学方程式:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
(1)钠与酸溶液反应时是先与水反应,还是先与酸反应?
若钠过量,又是什么情况?
[提示] 钠与酸溶液反应是先与酸反应;若钠过量,钠继续与水反应。
(2)钠投入硫酸铜溶液中,能否置换出铜,为什么?
[提示] 不能,因为钠先与溶液中的水发生反应生成NaOH和氢气,生成的NaOH和CuSO4再发生复分解反应。
二、氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠的性质
氧化钠属于碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性。
写出下列反应方程式:
(1)与水反应:
Na2O+H2O===2NaOH;
(2)与酸性氧化物(如CO2)反应:
Na2O+CO2===Na2CO3;
(3)与酸(如HCl)反应:
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O。
2.过氧化钠的性质
实验操作
实验现象
实验结论
① ②
①试管发烫,带火星的木条复燃;
②滴加酚酞后溶液先变红,然后褪色
Na2O2与水反应生成O2,中间产物具有漂白性
写出下列反应方程式:
(1)与H2O反应:
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;
(2)与CO2反应:
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。
(1)有的同学认为Na2O与Na2O2都是碱性氧化物,你同意这种观点吗?
[提示] 不同意。
Na2O2不是碱性氧化物,碱性氧化物是指能与酸反应只生成盐和水的氧化物,Na2O2与盐酸反应时不仅生成NaCl和水,还会有氧气生成,故不属于碱性氧化物。
(2)结合Na2O2的性质思考实验室中应该如何保存Na2O2?
[提示] Na2O2能够与空气中的CO2和H2O反应,应该密封保存。
(3)现有两包淡黄色粉末。
分别是硫粉和过氧化钠,请思考用怎样的方法可将二者鉴别?
[提示] 可利用过氧化钠易与水反应生成氧气,而硫粉与水不容易反应,分别取少量粉末。
滴加少量蒸馏水,观察。
有气泡产生的是过氧化钠。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)钠是银白色金属,熔点低,硬度大( )
(2)金属钠在石棉网上加热时,先熔化成银白色小球,然后剧烈燃烧,产生黄色火焰( )
(3)常温下,钠与氧气反应生成淡黄色固体( )
(4)金属钠具有强还原性,可与TiCl4溶液反应制取金属Ti( )
[答案]
(1)×
(2)√ (3)× (4)×
2.关于钠的说法正确的是( )
A.熔点很高
B.在空气中燃烧生成氧化钠
C.银白色金属,硬度大
D.在空气中燃烧时产生黄色火焰
D [钠极易熔化,熔点很低;钠在空气中燃烧生成过氧化钠;可以用小刀切割金属钠,说明其硬度小。
]
3.将一小块钠投入到FeCl3溶液中,发生反应的有关化学方程式为___________________________________________________。
[答案] 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,3NaOH+FeCl3===Fe(OH)3↓+3NaCl[或2FeCl3+6H2O+6Na===2Fe(OH)3↓+3H2↑+6NaCl]
钠露置在空气中的变化
1.金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末,此过程中的主要变化与现象有:
2.发生主要变化的化学方程式为
①4Na+O2===2Na2O。
②Na2O+H2O===2NaOH。
④2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2O===Na2CO3·10H2O。
⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O。
1.将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化:
表面迅速变暗―→“出汗”―→变成白色固体(粉末),下列有关叙述中正确的是( )
A.表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了过氧化钠
B.“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的H2O在表面形成了溶液
C.最后变成碳酸钠晶体
D.该过程中的所有化学反应均为氧化还原反应
B [钠露置在空气中表面迅速变暗,是因为Na与O2反应生成了Na2O,A项错误;Na2O与水反应生成NaOH,NaOH又吸收空气中的H2O和CO2,生成Na2CO3·10H2O,Na2CO3·10H2O逐渐风化脱水,最后变成Na2CO3粉末,B正确,C错误;该过程中只有钠的氧化是氧化还原反应,D项错误。
]
2.金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的,这个原理应用于工业生产,约在1891年才获得成功。
1921年实现了电解氯化钠制钠的工业方法,其反应原理是:
2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑。
回答下列有关单质钠的问题:
(1)下列各项中属于保存金属钠的正确方法是________。
A.放在棕色瓶中 B.放在细沙中
C.放在水中D.放在煤油中
(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部,用酒精灯加热充分反应(如图Ⅰ所示),请写出该反应的化学方程式________________,生成物的颜色为________。
将该试管冷却后直立,滴加几滴水(如图Ⅱ所示),发生反应的化学方程式为________________,检验该反应产生的气体的方法是________________。
Ⅰ Ⅱ
(3)Na、Na2O、Na2O2、NaOH久置空气中最终都是变为_______(填化学式);过氧化钠与CO2反应的化学方程式_________。
因此,过氧化钠可作为呼吸面具和潜水艇的氧气来源。
(4)一小块金属钠投入CuCl2溶液中,发生反应的方程式为
_____________________________________________________。
[解析]
(1)钠是很活泼的金属元素,其单质极易与水或氧气反应,又因为钠的密度小于水而大于煤油,因此钠通常保存在煤油中,答案选D。
(2)将一小块钠放在水平放置的试管中部,加热,反应方程式为2Na+O2
Na2O2,过氧化钠为淡黄色固体。
将该试管冷却后直立,滴加几滴水,发生反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。
用带火星木条靠近试管口,看是否复燃,可检验氧气的存在。
(3)Na、Na2O、Na2O2、NaOH久置空气中最终都是变为碳酸钠,化学式为Na2CO3;过氧化钠与CO2反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,因此,过氧化钠可作为呼吸面具和潜水艇的氧气来源。
(4)一小块金属钠投入CuCl2溶液中,首先与水反应生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠与氯化铜发生复分解反应,发生反应的方程式为2Na+CuCl2+2H2O===Cu(OH)2↓+H2↑+2NaCl。
[答案]
(1)D
(2)2Na+O2
Na2O2 淡黄色 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 用带火星木条靠近试管口,看是否复燃
(3)Na2CO3 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
(4)2Na+CuCl2+2H2O===Cu(OH)2↓+H2↑+2NaCl
有关Na2O2与CO2、H2O的反应
1.掌握过氧化钠的三个注意点
(1)Na2O2不是碱性氧化物,因其与酸(盐酸、稀硫酸等)反应时除生成盐和水外,还生成O2,不符合碱性氧化物的概念。
(2)Na2O2具有强氧化性,能氧化S2-、SO2、SO
、Fe2+、酸碱指示剂等。
(3)Na2O2的水溶液具有漂白性,因此Na2O2的水溶液能氧化有色物质而使之褪色,能漂白品红溶液、酸碱指示剂、有色布条等。
2.Na2O2与H2O、CO2的反应四大关系
(1)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。
(2)固体质量的关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”、H2O中的“H2”;可以看作发生相应的反应Na2O2+CO===Na2CO3,Na2O2+H2===2NaOH(实际上该反应不能发生)。
(3)电子转移关系
不论是与CO2还是与H2O反应,CO2与H2O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,所以有1molO2生成时,转移的电子均为2mol。
(4)先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应。
3.把2.1gCO与H2组成的混合气体与足量的O2充分燃烧后,立即通入足量的Na2O2固体中,固体的质量增加( )
A.2.1gB.3.6g
C.7.2gD.无法确定
A [由2CO+O2
2CO2、2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2合并得:
Na2O2+CO===Na2CO3,由2H2+O2
2H2O,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑合并得:
Na2O2+H2===2NaOH,可知固体质量增加的为CO和H2的总质量。
]
4.下列叙述中正确的是( )
A.过氧化钠是淡黄色固体,久置于空气中变成白色氢氧化钠固体
B.过氧化钠中阴、阳离子比例为1∶2
C.用过氧化钠漂白织物、麦秆等日久又逐渐变成黄色
D.Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
B [过氧化钠久置于空气中变成白色碳酸钠固体,A错误;过氧化钠漂白是由于它的氧化性将有色物质永久漂白,C错误;碱性氧化物与酸反应生成盐和水,Na2O2与酸反应生成盐、水和氧气,不是碱性氧化物,属于过氧化物,D错误。
]
1.取一块金属钠放在燃烧匙里加热,下列实验现象描述正确的是( )
①金属先熔化 ②在空气中燃烧,放出黄色火花 ③燃烧后得白色固体 ④燃烧时火焰为黄色 ⑤燃烧后生成淡黄色固体
A.①② B.①②③
C.①③D.①④⑤
D [钠的熔点只有97.8℃,加热立即熔化。
钠是一种很活泼的金属,加热时与氧气化合生成过氧化钠,呈淡黄色。
钠在空气中燃烧的火焰为黄色。
]
2.将适量金属钠投入下列溶液中,有气体放出,但无沉淀生成的是( )
A.盐酸B.饱和氢氧化钠溶液
C.FeCl3溶液D.CuSO4溶液
A [钠与水溶液反应均放出氢气;A项,发生反应为2Na+2HCl===2NaCl+H2↑,只有气体无沉淀;B项,NaOH溶液是饱和溶液,投入钠后,消耗水,析出氢氧化钠晶体;C项,钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与FeCl3反应产生氢氧化铁沉淀;D项,钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与CuSO4反应产生氢氧化铜沉淀。
]
3.对于反应:
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,下列说法中正确的是( )
A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂
B.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
C.该反应中电子转移的数目为4
D.每有18gH2O与足量Na2O2反应,则固体增重4g
B [在Na2O2与H2O的反应中,Na2O2中-1价氧元素原子之间发生电子转移,Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
根据元素守恒,固体增重质量等于参加反应水中氢元素的质量,即18gH2O参加反应,固体增重2g。
]
4.下列判断正确的是( )
A.可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
B.可用CO2来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
C.可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
D.将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中,最终溶液均为红色
A [Na2O2与水反应有气泡产生,Na2O与水反应不产生气体,A正确;CO2也是气体,CO2与Na2O2的反应无明显的现象,B错误;在空气中加热,Na2O会转变为Na2O2,C错误;Na2O2能使溶液褪色,D错误。
]
5.如下图所示A是固体金属单质,燃烧时火焰呈黄色。
(1)写出下列转化的化学方程式。
A→B________________________________________________;
B→C________________________________________________。
(2)分别列举物质A、B的一种主要用途。
[解析] 由A的信息可知,它是金属钠。
结合物质转化关系图分析可知,有关化学反应为:
A→B:
2Na+O2
Na2O2;B→C:
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;A→C:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;B→D:
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2;C→D:
2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O。
金属钠的用途除答案中所列内容之外,还可用于制作钠钾合金作原子反应堆的导热剂等,只要答对一项即可;过氧化钠的用途除答案中所列内容之外,还有用作漂白剂等,只要答对一项即可。
[答案]
(1)2Na+O2
Na2O2 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(2)钠可用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼(只要回答合理即可)
Na2O2可用于呼吸面具里的供氧剂(只要回答合理即可)