第三章第二节钠的化合物.docx
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第三章第二节钠的化合物
钠的重要化合物
知识一 氧化钠和过氧化钠
【实验3-5】分别向盛Na2O和Na2O2的试管里加水并用带火星的木条检验02，向反应后溶液中滴入酚酞。
实验现象：
试管1，加水无明显现象，滴酚酞后变红；试管2，加入水，剧烈反应，有气泡放出，溶液变红后褪色，木条复燃。
试管外壁温度升高。
解释：
由滴入酚酞变红说明有氢氧化钠生成。
根据质量守恒，还可推知气体产物只可能是氢气和氧气。
木条复燃说明气体气体为氧气。
推得发生如下反应：
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。
褪色说明Na2O2氧化性强，具有漂白性。
1、氧化钠和过氧化钠：
Na2O和Na2O2的比较
物质
氧化钠（Na2O）
过氧化钠（Na2O2）
色态
类别
氧化物
过氧化物（非碱性氧化物）
氧的价态
阴阳离子个数比
1∶2
1∶2
生成条件
常温
加热或点燃
热稳定性
不稳定（加热时被空气氧化生成Na2O2）
稳定
与水反应的化学方程式
离子方程式
与CO2反应的化学方程式
与盐酸反应的化学方程式
2Na2O2＋4HCl=4NaCl＋2H2O+O2↑
主要用途
用于制取少量Na2O2
强氧化剂、漂白剂、供氧剂
【提醒】Na2O2的强氧化性（Na2O2在反应主要表现氧化性，如果有水，还有碱性）
（1）Na2O2与SO2反应：
Na2O2＋SO2===Na2SO4。
（2）Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2＋氧化成Fe3＋，同时生成Fe（OH）3沉淀。
（3）Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊。
（4）Na2O2投入Na2SO3溶液中，可将Na2SO3氧化成Na2SO4。
（5）Na2O2具有漂白性，投入品红溶液中，可使品红溶液褪色。
（6）向滴有酚酞试液的水中加入Na2O2固体，固体溶解，有无色气泡冒出，溶液先变红，后褪色。
因为Na2O2与水反应生成NaOH和O2，溶液呈碱性，同时Na2O2具有漂白性。
（7）但是当Na2O2和H2O2等过氧化物与强氧化剂如酸性高锰酸钾溶液反应，只表现还原性，-1价的O全部生成O2。
5H2O2+2MnO
+6H＋=5O2↑+2Mn2++8H2O
【深化拓展】1．Na2O2与CO2、H2O反应的四个角度探究
（1）从氧化还原的角度
①Na2O2与H2O、CO2反应均有O2生成，在反应中Na2O2既表现出氧化性也表现出还原性，H2O、CO2在此反应中既不是氧化剂，也不是还原剂。
②2mol的Na2O2不论与水还是与CO2反应均生成1mol的O2，转移2mol的电子。
（2）从物质的量的角度
①2mol的Na2O2不论与水还是与CO2反应均生成1mol的O2，消耗2mol的H2O或2mol的CO2。
②若CO2和水蒸气的混合气体（或单一气体）通过足量的Na2O2，则气体体积减少的量等于原混合气体体积的
，且等于生成氧气的体积。
（3）从先后顺序的角度
Na2O2与水蒸气、CO2混合气体反应时，Na2O2应视为首先与CO2反应生成Na2CO3，CO2反应完后，剩余的Na2O2再与水蒸气反应生成NaOH。
（4）从质量的角度
1molNa2O2与足量CO2、H2O分别完全反应时相当于吸收了28gCO、2gH2。
2、关于Na2O2与CO2、H2O的反应
1．反应原理2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O22Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2．三个关系
①与CO2的反应：
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2 固体的质量差
2×44g 32g88g－32g＝（2×28）g
结论：
Na2O2固体与CO2反应时，固体增加的质量等于与参加反应的CO2等物质的量的CO的质量，即Na2O2＋CO===Na2CO3（实际上该反应不能发生）。
②与H2O的反应：
2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑ 固体的质量差
2×18g 32g 36g－32g＝（2×2）g
结论：
Na2O2固体与H2O反应时，固体增加的质量等于与参加反应的H2O等物质的量的H2的质量，即Na2O2＋H2===2NaOH（实际上该反应不能发生）。
（2）气体体积关系：
①与CO2的反应：
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2 气体的体积差
2L 1L2L－1L＝1L
②与H2O的反应：
2H2O（g）＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑ 气体的体积差
2L 1L 2L－1L＝1L
结论：
若CO2和水蒸气（或二者的混合气体）通过足量的Na2O2，气体体积的减少量为原气体（或混合气体）体积的一半，即为生成氧气的量。
（3）电子转移关系：
当Na2O2与足量CO2、H2O反应时，1molNa2O2转移1mol电子。
[特别提醒]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。
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，Wg该物质在O2中完全燃烧，将其产物（CO2和水蒸气）通过足量的Na2O2后，固体增重必为Wg。
或是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足该条件。
中学阶段常见的符合这一关系的物质有：
（1）无机物：
H2、CO及H2和CO的混合气体；
（2）有机物：
CH3OH（甲醇）、HCHO（甲醛）、CH3COOH（乙酸）、HCOOCH3（甲酸甲酯）、C6H12O6（葡萄糖）等。
1．为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有Na2O2或K2O2颗粒的装置，它的用途是产生氧气。
下列关于Na2O2的叙述正确的有（ ）
①Na2O2中阴、阳离子的个数比是1∶1②Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量氧气时，需水和CO2的质量相等
③Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量氧气时，转移电子的物质的量相等
④Na2O2的漂白原理与SO2的漂白原理相同⑤Na2O2与SO2反应生成Na2SO3与H2O
⑥Na2O2能与酸反应生成盐和水，所以Na2O2是碱性氧化物⑦Na2O2与水反应，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂
⑧Na2O2投入到紫色石蕊试液中，溶液先变蓝，后褪色
2．下列说法错误的是（ ）
A．Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同
B．将一定量的Na2O2和NaHCO3的混合物放在一密闭容器中充分加热后，所得固体中一定含有Na2CO3
C．Na2O2与H2O反应中，Na2O2既作氧化剂又作还原剂
D．在一定条件下将10LCO2和水蒸气的混合气体，通入足量的Na2O2充分反应，恢复到原条件，剩余5L气体
3．对Na2O2与CO2和H2O（g）混合气体的反应来说，下列说法错误的是（ ）
A．只要参加反应的Na2O2一定，反应生成的氧气就一定
B．只要CO2和H2O（g）的总的物质的量一定，反应所消耗的Na2O2的量就一定
C．只要气体的总物质的量一定，反应中所转移的电子的物质的量就一定
D．只要混合气体的总物质的量一定，固体所增加的质量就一定
4．下列反应与Na2O2＋SO2==Na2SO4相比较，Na2O2的作用相同的是（）
A．2Na2O2＋CO2=2Na2CO3＋O2B．2Na2O2＋2SO3=2Na2SO4＋O2
C．Na2O2＋H2SO4=Na2SO4＋H2O2D．3Na2O2＋Cr2O3=2Na2CrO4＋Na2O
5．NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（ ）
A.Na2O2是白色固体，能与水反应生成碱NaOH，所以Na2O2是碱性氧化物
B.足量Na2O2和标准状况下11.2LCO2反应，转移电子数目为NA
C.1molNa2O2中含阴离子的个数为2NA
D.agCO或C6H12O6在O2中完全燃烧，产物与足量Na2O2完全反应，固体质量恰好增加ag
6．下列判断正确的是（ ）
A．可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na
2O2B．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
7．下列说法中正确的是
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0.4mol
C．将Na2O2投入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
8．在一定温度下，向饱和的烧碱溶液中加入一定量的Na2O2，充分反应后，恢复到原来的温度，下列说法中正确的是（ ）
A．溶液的pH不变，有H2放出B．溶液的pH值增大，有O2放出
C．溶液中c（Na＋）增大，有O2放出D．溶液中Na＋数目减少，有O2放出
9．由Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中某几种组成的混合物，向其中加入足量的盐酸有气体放出。
将气体通过足量的NaOH溶液，气体体积减少一部分。
将上述混合物在空气中加热，有气体放出，下列判断正确的是（ ）
A．混合物中一定不含有Na2CO3、NaClB．混合物中一定有Na2O2、NaHCO3
C．无法确定混合物中是否含有NaHCO3D．混合物中一定不含Na2O2、NaCl
10、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，电子转移0.1mol
D．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
11．将足量的Na2O2与16.0gCO、H2、O2混合气体共同置于一密闭容器中，用电火花引燃，使其完全反应。
反应后Na2O2增重12.0g，则原混合气体中O2的质量分数是（）
A．25%B．35%C．50%D．75%
12．一定量的Na2O2与CO2反应后的固体物质41.8g，恰好与1L1mol·L－1的稀盐酸完全反应，说法正确的是（ ）
A．41.8g固体物质为Na2CO3B．41.8g固体物质为0.1molNa2CO3和0.4molNa2O2的混合物
C．41.8g固体物质为31.2gNaHCO3和10.6gNa2CO3的混合物D．一定量的Na2O2为78g
13．将等物质的量的Na、Na2O、Na2O2、NaOH，分别投入等质量的足量水中，所得溶液质量分数最小的是（ ）
A.NaB.Na2OC.Na2O2D.NaOH
14．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）（ ）
选项
二氧化碳
碳酸钠
转移的电子
A
1mol
2NA
B
22.4L
1mol
C
106g
1mol
D
106g
2NA
15．将4.34gNa、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到672mL混合气体，将混合气体通电后恰好完全反应，则Na、Na2O、Na2O2的物质的量之比为
A．4∶3∶2B．1∶2∶1C．1∶1∶2D．1∶1∶1
16．等物质的量的N2、O2、CO2，混合气体通过Na2O2后体积变为原体积的8/9（同温同压），这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为
A．3：
4：
1B．3：
3：
2C．6：
7：
3D．6：
9：
0
17．将15.6gNa2O2和5.4gAl同时放入一定量的水中，充分反应后得到200mL溶液，再向该溶液中缓慢通入标准状况下的HCl气体6.72L，若反应过程中溶液的体积保持不变，则下列说法正确的是（ ）
A．最终溶液：
c（Na＋）＝1.5mol·L－1B．标准状况下，反应过程中得到6.72L气体
C．最终溶液：
c（Na＋）＝c（Cl－）D．最终得到7.8g沉淀
18．CO2与H2的混合气体5g，在150℃时和足量的氧气混合，用电火花充分引燃，在相同状况下再将反应后所得混合气体通入到足量的Na2O2中，测得Na2O2固体增重的质量为3.4g，则原混合气体中CO2的物质的量分数为（ ）
A．75%B．25%C．88%D．32%
19．amolNa2O2和bmolNaHCO3固体混合后，在密闭容器中加热到250℃，使其充分反应，当排出的O2和H2O的物质的量之比为1∶1时，a∶b为（ ）
A．1∶1B．1∶2C．2∶3D．2∶1
20．在一密闭容器中有HCHO、H2和O2混合气体共20g，放入足量Na2O2用电火花引燃，使其完全反应，Na2O2增重8g，则原混合气体中HCHO、H2和O2的质量比可能是（ ）
A．2∶3∶6B．2∶1∶6C．3∶5∶12D．1∶1∶6
21．200℃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，则原混合气体的平均相对分子质量为
A.5.8B.11.6C.18.8D.23.2
22、在一定条件下，使CO和O2的混合气体26g充分反应，所得混合物在常温下跟足量的Na2O2固体反应，结果固体增重14g，则原混合气体中O2和CO的质量比可能是（ ）
A．4∶9B．1∶1C．7∶6D．6∶7
23．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∶1 B．2∶1C．1∶1D．任意比
24．16gCH4完全燃烧将生成物全部通过过量的Na2O2，Na2O2将增重（ ）
A．16gB．32gC．4gD．无法判断
25．下列关于Na2O2的叙述中正确的是（ ）
A．Na2O2是淡黄色固体，久置于空气中变成Na2OB．Na2O2与水的反应中，Na2O2只作氧化剂
C．用Na2O2漂白过的织物、麦秆等日久又渐渐变成黄色
D．Na2O2放入饱和NaOH溶液中，放出大量的O2，并有白色固体析出
26．如图所示，试管中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2粉末，U形管中注有浅红色的水，将气球用橡皮绳紧系在试管口，实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，将发生的现象是（）
A．U形管内的红水退色B．试管内溶液变红
C．气球a被吹大D．U形管中水位d＜c
27．
（1）写出CO2和Na2O2反应的化学方程式：
_______________。
（2）某学生判断SO2和Na2O2反应能生成硫酸钠，你认为他的判断合理吗？
____，理由：
__________________________。
（3）该同学无法断定反应中是否有氧气生成，拟使用如图所示装置进行实验（图中铁架台等装置已略去）。
装置中B的作用是__________________，D的作用是_______________。
（4）为确认反应产物，该同学设计了以下实验步骤，你认为应进行的操作按顺序排列是（选填序号）______。
A．用带火星的细木条靠近干燥管口a，观察细木条是否着火燃烧
B．将C装置中反应后的固体物质溶于适量水配成溶液
C．在配成的溶液中加入用硝酸酸化的硝酸钡溶液，观察是否有沉淀生成
D．在配成的溶液中先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，观察是否有气泡或沉淀生成
28．为了测定已部分变质的过氧化钠样品（假设杂质只有碳酸钠）的纯度，设计如图所示的实验装置，图中Q为弹性良好的气球，称取一定量的样品放入其中，按如图所示的装置安装好仪器，打开分液漏斗的活塞，将稀硫酸滴入气球中。
请回答下列问题：
（1）Q内发生反应生成________种气体，其中的反应有________个为氧化还原反应。
（2）为测定反应时生成气体的总体积，滴稀H2SO4前必须关闭______（填“K1”、“K2”或“K3”，下同），打开________。
（各1分）
（3）当上述反应停止时，将K1、K2、K3均关闭，然后先打开K2，再缓缓打开K1，这时可观察到的现象是____________________________________________。
（4）b中装的固体试剂是________，为何要缓缓打开K1?
___________________________________________。
（5）实验结束时，量筒Ⅰ中有xmL水，量筒Ⅱ中收集到ymL气体，则过氧化钠的纯度是______________（用含x、y的式子表示，上述体积均已折算成标准状况）。
（6）在读取Ⅰ和Ⅱ中的体积时要注意三点：
____________，____________，____________。
（每空1分）
知识二 碳酸钠和碳酸氢钠
1．物理性质
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
色态
白色粉末
细小白色晶体
俗名
纯碱或苏打
小苏打
溶解性
二者均易溶于水，NaHCO3的溶解性较弱
2.化学性质
【科学探究】
（1）Na2CO3和NaHCO3在水中的溶解性
①在两支试管中分别加入少量的碳酸钠和碳酸氢钠（各约1g）进行比较，它们外观的细小差别。
分别向两支试管中滴加几滴水，振荡试管，用手触摸两支试管，有什么感觉？
②继续分别向两支试管中加入约10mL水，用力振荡，有什么其现象？
③向试管内分别滴加1～2滴酚酞溶液有什么其现象？
Na2CO3溶液呈红色NaHCO3溶液呈浅红色
记录实验现象及结论如下：
步骤
Na2CO31g
NaHCO31g
①
加几滴水
②
加10mL水
振荡时间长时，可溶解
固体量减小
初步结论
易溶；碳酸钠易与水结合形成晶体，反应方程式是Na2CO3＋10H2O=Na2CO3·10H2O，并放出热量。
水溶液呈碱性。
可溶，溶解度比Na2CO3小。
水溶液呈碱性。
解释：
在20℃时，Na2CO3的溶解度是21.5g，NaHCO3的溶解度是9.6g。
碳酸钠和碳酸氢钠都是白色粉末，且都能溶于水；溶解性碳酸钠>碳酸氢钠；溶解的热效应：
碳酸钠>碳酸氢钠；碳酸钠与水反应得到晶体。
【科学探究】
（2）Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。
实验现象：
点燃酒精灯加热，能观察到小试管中棉花球变蓝色，B烧杯中澄清石灰水变浑浊，A中有气泡冒出
实验结论：
Na2CO3受热不分解；NaHCO3受热易分解，生成物中含有CO2和H2O。
由此可知，Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强。
2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O
【科学探究】（3）Na2CO3和NaHCO3的其他性质：
碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应快慢的比较
按上图要求完成实验：
在两支试管中分别加入3mL稀盐酸，将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。
将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。
实验现象：
①两个气球均膨胀；②碳酸氢钠与盐酸混合比碳酸钠与盐酸混合气球膨胀得快且大
实验结论：
碳酸氢钠与盐酸反应产生气体比碳酸钠与盐酸反应产生气体多且剧烈。
解释：
碳酸钠中滴入盐酸，反应分为两个过程。
先：
Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3后：
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
碳酸钠与盐酸反应的化学方程式（总）：
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
离子方程式：
CO32-+2H+=H2O+CO2↑；
碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式：
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
离子方程式：
HCO3-+H+=H2O+CO2↑。
【提醒】碳酸钠与盐酸反应，滴加顺序不同，现象不同。
碳酸钠溶液中滴加盐酸：
开始无明显现象，后产生气泡
盐酸中滴加碳酸钠溶液：
立即产生气泡
（3）碳酸钠与碳酸氢钠性质对比总结
名称
碳酸钠（Na2CO3）
碳酸氢钠（NaHCO3）
俗名
纯碱或苏打
小苏打
物理性质
色态
白色晶体
细小白色晶体
水溶性
易溶于水，溶液呈碱性
易溶于水（比Na2CO3溶解度小），溶液呈碱性
化学性质
稳定性
稳定，但结晶碳酸钠（Na2CO3·10H2O）易风化
不稳定，受热易分解
与H+反应
（滴加顺序不同，现象不一样）
与NaOH反应
不反应
与Ca（OH）2反应
（碱过量）
（碱不足）
盐
CaCl2
不反应
硫酸铝
（选修4）
2Al3++3CO
+3H2O=2Al（OH）3↓＋3CO2↑
3HCO
＋Al3+=Al（OH）3↓＋3CO2↑
（泡沫灭火器原理）
主要用途
玻璃、造纸、制皂、洗涤
发酵、医药、灭火器
相互转化
①H2O＋CO2；②少量盐酸
Na2CO3NaHCO3
①固体加热；②NaOH溶液
Na2CO3与NaHCO3的鉴别、除杂与转化
1．鉴别
（1）加热法
（2）沉淀法
（3）根据与等浓度的盐酸反应的剧烈程度（4）逐滴加入盐酸
2．除杂（括号内为杂质）
混合物
除杂方法及试剂
Na2CO3固体（NaHCO3）
加热
NaHCO3溶液（Na2CO3）
通入足量CO2气体
3.相互转化
（1）Na2CO3→NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
（2）NaHCO3→Na2CO3
①2NaHCO3
Na2CO3＋H2O＋CO2↑（固态）②NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O（溶液）
[特别提醒]
（1）向等浓度的碳酸钠、碳酸氢钠溶液中滴加酚酞溶液时，红色较深的是碳酸钠，红色较浅的是碳酸氢钠。
（2）不能用氢氧化钙溶液鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液，因为二者均能与氢氧化钙反应产生白色沉淀。
（3）向饱和碳酸钠溶液中通入过量二氧化碳气体，有沉淀生成，为碳酸氢钠
Na2CO3（饱和溶液）＋H2O＋CO2===2NaHCO3↓CO32-（饱和溶液）＋H2O＋CO2===2HCO3-↓
1、有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是（ ）
方案
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为Na2CO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为Na2CO3
2．纯碱
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