钠的氧化物和氢氧化物的性质.docx
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钠的氧化物和氢氧化物的性质
钠的氧化物和氢氧化物的性质
适用学科
高中化学
适用年级
高一
适用区域
新人教版
课时时长（分钟）
60
知识点
氧化钠与过氧化钠
氢氧化钠
教学目标
1.了解氧化钠和过氧化钠的物理性质。
2.掌握氧化钠和过氧化钠的化学性质，能写出相关的化学方程式。
3.能利用氧化钠、过氧化钠分别与水反应的化学方程式进行相关计算。
4.掌握氢氧化钠的性质和制法。
教学重点
过氧化钠性质和用途及制备氧气的有关计算
教学难点
过氧化钠性质和用途及制备氧气的有关计算
教学过程
一、复习预习
复习金属钠的性质，并引入本节课程内容
二、知识讲解
考点1氧化钠和过氧化钠
名称
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
颜色、状态
白色固体
淡黄色固体
物质类别
离子化合物、碱性氧化物
离子化合物、过氧化物
电子式
化学键类型
离子键
离子键、非极性共价键
生产条件
常温下
加热或者点燃
氧元素化合价
-2价
-1价
氧化性、还原性
在化学反应中，不表现氧化性，还原性
既有氧化性，又有还原性
稳定性
不稳定，可继续氧化
稳定
转化关系
2Na2O+O2=2Na2O2
与水反应
Na2O+H2O=2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
与酸反应
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2=Na2CO3
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
用途
制NaOH，用途较少
氧化剂、供氧剂、漂白剂、杀菌剂
保存
隔绝空气，密封保存
隔绝空气，远离易燃物，密封保存
阴、阳离子个数比
O2-:
Na+=1:
2
O22-:
Na+=1:
2
考点2Na2O2的强氧化性
（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SO32-氧化SO42-。
其化学反应方程式为：
Na2O2+Na2SO3+H2O=2NaOH+Na2SO4。
（5）Na2O2投入品红溶液中，因其有强氧化性,所以有漂白作用，可使品红溶液褪色。
（6）Na2O2投入酚酞溶液中，因其与水反应生成碱,所以溶液变红，因其有强氧化性，所以有漂白性，可使变红后的酚酞溶液褪色，故现象是先变红后褪色。
考点3Na2O2与H2O、CO2反应的各种关系
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
（1）物质的量的关系
无论是二氧化碳或水的单一物质还是二者的混合物，通过足量的过氧化钠时，二氧化碳或水与放出氧气的物质的量之比为2：
1.
（2）气体体积关系
2Na2O2+2H2O（g）
4NaOH+O2↑
2mol1mol
2Na2O2+2CO2
2Na2CO3+O2
2mol1mol
若二氧化碳和水蒸气的混合物气体（或单一气体）通过足量过氧化钠，气体体积的减少量或原混合气体体积的一半即为生成氧气的量。
（3）电子转移关系
当过氧化钠与水、二氧化碳反应时，每生成1摩尔氧气转移2摩尔电子
失2e-
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
得2e-
失2e-
2Na2O2+2H2O2=2NaOH+O2↑
得2e-
（4）Na2O2与H2O（g）、CO2反应的先后问题及产物判断
Na2O2与H2O（g）、CO2的混合物反应，应看成Na2O2先吸收CO2生成Na2CO3，然后再吸收H2O（g）生成NaOH。
当Na2O2与H2O（g）、CO2的混合物反应时，先与CO2反应，再与H2O（g）反应，即：
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2①
2Na2O2+2H2O（g）=4NaOH+O2②
等物质量比的H2O（g）、CO2的混合气体mmol,与nmolNa2O2反应
当m/n≥2时，只发生反应①，最后剩余固体为Na2CO3，气体为O2和H2O（g）；
当1＜m/n＜2时，发生反应①和②，但H2O（g）只消耗一部分，最后剩余固体为Na2CO3和NaOH，气体为O2和H2O（g）；
当m/n=1时，反应①和②恰好完全进行，剩余固体为Na2CO3和NaOH，气体为O2；
当m/n＜1时，发生反应①和②后，剩余Na2O2，最后剩余固体为Na2O2、Na2CO3和NaOH，气体为O2；
考点4NaOH的性质及制取
名称和化学式
氢氧化钠（NaOH）
颜色和状态
无色固体
类别
碱离子化合物
电子式
氧元素化合价
-2
化学键
离子键极性键
与水反应
不反应
与酸反应
NaOH+HCl===NaCl+H2O
与CO2反应
2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
NaOH+CO2===NaHCO3
与盐溶液反应
NaOH+NaHSO4===Na2SO4+H2O
2NaOH+CuSO4===Cu（OH）2↓+Na2SO4
制法
Na2O+H2O===2NaOH
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑
用途
化工原料、制纸浆、肥皂
三、例题精析
【例题1】
【题干】下列对于过氧化钠的叙述中，正确的是（）
A.过氧化钠能与酸反应生成盐和水，所以过氧化钠是碱性氧化物
B.过氧化钠能与水反应，所以过氧化钠可以作气体的干燥剂
C.过氧化钠与水反应时，过氧化钠是氧化剂，水是还原剂
D.过氧化钠与二氧化碳反应时，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂
【答案】D
【解析】A.碱性氧化物与酸反应只生成盐和水，过氧化钠还生成氧气，不是碱性氧化物，故A错误；
B.过氧化钠与水反应生成氧气，引入新的杂质，不能作气体的干燥剂，故B错误；
C.过氧化钠与水反应时，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂，故C错误；
D.过氧化钠与二氧化碳反应时，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂；故D正确
【例题2】
【题干】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的叙述正确的是（）
A.Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶1
B.Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要水和CO2的质量相等
C.Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，转移电子的物质的量相等
D.Na2O2的漂白原理与SO2的漂白原理相同
【答案】C
【解析】A.Na2O2的电子式为Na+[:
O:
O:
]2-Na+，故阴、阳离子的个数比为1∶2，故A错误；
B.生成相同量的O2时消耗的水和二氧化碳的物质的量相同，但质量不同，故B错误；
C.由得失电子守恒知二者转移电子的物质的量相同，故C正确；
D.；Na2O2因具有强氧化性而有漂白性，SO2易与有色物质化合生成无色不稳定的物质，故二者原理不同，故D错误。
【例题3】
【题干】取ag某物质在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量恰好也增加了ag，下列物质不能满足上述结果的是（ ）
A.H2
B.CO
C.C6H12O6
D.C12H22O11
【答案】D
【解析】2CO＋O2
2CO2①
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2②
①＋②得：
Na2O2＋CO===Na2CO3（虚拟的反应）
即：
CO可被Na2O2完全吸收
2H2＋O2
2H2O③
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑④
③＋④得：
Na2O2＋H2===2NaOH（虚拟的反应）
即：
H2可被Na2O2完全吸收
C项可变形为（CO）6（H2）6；D项变为C·（CO）11（H2）11，因而反应后质量增加大于ag。
四、课堂运用
【基础】
1.1mol的Na2O2晶体和1mol的Na2O晶体中阴离子的个数比较，前者和后者的关系是（）
A.前者大
B.前者小
C.相等
D.无法判断
【答案】C
【解析】Na2O2的电子式Na+[:
O:
O:
]2-Na+，即含有Na+和O22-（过氧离子），Na2O电子式为Na+[:
O:
]2-Na+，即含有Na+和O2-。
1mol的Na2O2晶体和1mol的Na2O晶体中阴离子个数都为1mol，故选C
2.在Na2O2与CO2的反应里，每生成5.6LO2（标况）时，转移电子数为（）
A.2个
B.0.25mol
C.3.01×1023个
D.1mol
【答案】C
【解析】
失2e-
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
得2e-
标况下生成5.6LO2，即0.25molO2，转移0.5mol电子，故选C
【巩固】
1.往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入100mL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】丁＜乙＝丙D.丁＜甲＜乙＜丙
解析此题要求熟练掌握几个反应：
甲：
2Na+2H2O
2NaOH+H2↑
乙：
Na2O+H2O
2NaOH
丙：
2Na2O2+2H2O
4NaOH+O2↑
则其质量分数分别为：
甲：
=
乙：
=
丙：
=
丁：
=
故答案为B.
2.标况下，把4.48LCO2通过一定质量的固体Na2O2后，收集到3.36L气体，则这3.36L气体的质量是（）
A.3.8g
B.5.6g
C.4.8g
D.6.0g
【答案】D
【解析】依据差量法解此题。
2CO2+2Na2O2＝2Na2CO3+O2 △V
211
2.24L1.12L 1.12L（4.48L-3.36L）
即参加反应的CO2为2.24L，剩余CO2的体积为4.48-2.24=2.24L。
生成的O2为1．12L。
从而可求出气体的总质量为6.0g，所以答案选D。
3.在密闭容器中充入CO和CO2的混合气体，其密度是相同条件下氦气密度的8倍，这时测得容器内压强为P1，若控制容器的体积不变，加入足量的过氧化钠，并不断用电火花点燃至完全反应，恢复到开始的温度，再次测得容器内的压强为P2，则P1和P2关系是（）
A.P1=8P2
B.P1=4P2
C.P1=2P2
D.P1=P2
【答案】A
【解析】2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，2CO+O2=2CO2，经电火花不断打火点燃，从总的反应效果看，最终相当于Na2O2先与CO反应并无气体生成，再与CO2反应时产生氧气体积等于原二氧化碳的体积的一半。
由M（CO、CO2）=4×8=32，可用十字交叉法求出n（CO2）:
n（CO）=1:
3。
所以：
。
故A正确。
【拔高】
1.物质的量相同的N2、O2、CO2混合后，通过Na2O2颗粒一段时间，测得体积变为原混合气体体积的
（同温同压下），此时N2、O2、CO2的物质的量之比为（）
A.1∶1∶0
B.6∶9∶0
C.3∶4∶1
D.3∶3∶2
【答案】C
【解析】设反应前N2、O2、CO2的体积都为3，则反应前总体积为9，反应后总体积为8。
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 ΔV
211
211（9－8）
即反应消耗CO22体积，生成O21体积，
故反应后：
V（N2）＝3，V（O2）＝3＋1＝4，V（CO2）＝3－2＝1，
三者的体积比即为物质的量之比，为3∶4∶1。
2.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.SO
C.CO
D.HCO
【答案】A
【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－几乎不变。
3.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）（）
序号
二氧化碳
碳酸钠
转移的电子
①
1mol
NA
②
22.4L
1mol
③
106g
1mol
④
106g
2NA
A.①③
B.②④
C.①④
D.②③
【答案】A
【解析】2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 Δm＝2CO2－O2＝2CO
由此可知：
Na2O2与CO2反应后，固体增加的质量即是生成CO2时燃烧掉的CO的质量。
故可采用以下反应方程式分析解决问题：
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 转移2e－ Δm＝2CO
1mol 1mol 1mol 1mole－
＝1mol
故可判断①、③物理量正确。
课程小结
1.Na2O2的性质和用途
过氧化钠色淡黄，与水反应可生氧；强氧化性能漂白，酚酞先红后退场；二氧化碳也反应，密封保存记心上；防毒面具里供氧，航天潜水受赞扬!
2.Na2O2与H2O、CO2反应
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
3.将Na2O2粉末加入H2O（液）中，液体增重质量等于同“分子”数的Na2O的质量。
等物质的量的氧化钠和过氧化钠分别投入水中，产生氢氧化钠的物质的量相同，溶液质量增加相同。
课后作业
【基础】
1.下列物质放置在空气中，因发生氧化还原反应而变质的是（）
A.Na2O
B.NaOH
C.NaCl
D.Na2O2
【答案】D
【解析】2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
过氧化钠与空气中的二氧化碳和水蒸气反应发生氧化还原反应变质。
2.氧化钠和过氧化钠的共同之处是（）
A.都是淡黄色固体
B.都是强氧化剂
C.都能与水作用生成碱
D.能与二氧化碳反应生成盐和氧气
【答案】C
【解析】A.氧化钠是白色固体，过氧化钠是淡黄色固体，故A错误；
B.只有过氧化钠是强氧化剂，故B错误
C.氧化钠与过氧化钠都能与水作用生成氢氧化钠，故C正确
D.过氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠，故D错误。
3.在Na2O2与CO2的反应，发生还原反应和氧化反应的物质个数比为（）
A.2:
1
B.1:
1
C.1:
2
D.8:
53
【答案】B
【解析】
失2e-
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
得2e-
2Na2O2（氧元素为-1）中有2个氧变为0价，有2个氧变为-2价。
发生还原反应和氧化反应的物质的质量比为1:
1
【巩固】
1.CO与H2混合气体3g和足量的氧气燃烧后，在150℃时将混合气体通过足量的Na2O2后，Na2O2增重的质量为（）
A.1.5g
B.3g
C.6g
D.无法计算
【答案】B
【解析】2CO＋O2
2CO2①
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2②
①＋②得：
Na2O2＋CO===Na2CO3（虚拟的反应）
即：
CO可被Na2O2完全吸收
2H2＋O2
2H2O③
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑④
③＋④得：
Na2O2＋H2===2NaOH（虚拟的反应）
即：
H2可被Na2O2完全吸收
2.00℃时11.6gCO2和H2O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分子量为（ ）。
A.5.8
B.11.6
C.23.2
D.46.4
【答案】C
【解析】设含CO2xmol，H2Oymol。
解得：
x=0.1 y=0.4 M（CO2、H2O）=
或n（O2）=
则CO2和H2O总物质的量为氧气物质的量的2倍，
则：
M（CO2、H2O）=
3.有许多氧化物在一定条件下都能与Na2O2反应，且反应极有规律．如2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，2Na2O2+2SO3═2Na2SO4+O2．据此，你认为下列反应方程式中正确的是（）
A.2Na2O2+2SO2═2Na2SO3+O2
B.Na2O2+2NO2═2NaNO2+O2
C.4Na2O2+2Mn2O7═4Na2MnO4+3O2
D.2Na2O2+2N2O5═4NaNO3+O2
【答案】D
【解析】A.二氧化硫是低价态的硫的氧化物，不符合上述规律，故A错误；
B.二氧化氮是低价态的氮的氧化物，不符合上述规律，故B错误；
C.七氧化二锰是最高价态的锰的氧化物，但Na2MnO4中的锰为+6价，不符合上述规律，故C错误；
D.五氧化二氮是最高价态的氮的氧化物，因此过氧化钠与五氧化二氮反应生成硝酸钠和氧气，故D正确；
【拔高】
1.（双选）将H2、C2H5OH、O2混合蒸气通入Na2O2密闭容器中，用电火花引燃，反应完全后，体系内的压强为零帕斯卡，则气体的混合比可能为（）
A.3：
4：
2
B.3：
1：
2
C.7：
2：
1
D.9：
3：
4
【答案】AC
【解析】混合气体中无论含氢量多少，只要总的碳原子和氧原子的物质的量之比存在C：
O=1：
1，其通入足量的Na2O2密闭体系中反应完全后则无气体剩余。
2.A、B、C是由周期表中短周期元素组成的三种常见化合物，甲、乙、丙是三种单质，这些单质和化合物之间存在如图所示的关系：
完成下列空白：
（1）A、B、C的化学式分别为________、______、______。
（2）单质甲与化合物B反应的离子方程式为________________。
（3）在A、B、C三种化合物中，必定含有的元素是________（用元素符号表示）。
【答案】
（1）Na2O2 H2O NaOH
（2）2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
（3）O
【解析】甲与B反应是化学反应四种基本类型中的置换反应，甲与乙是化合反应，丙与乙也是化合反应，据此三个反应推测甲是金属，根据其转化关系图，推出甲是Na，B是H2O，C是NaOH，A是Na2O2。
3.钠在空气中燃烧（如下左图所示）生成产物的固体物质中除有淡黄色粉末外，还有黑色固体物质——碳。
（1）请假设黑色固体物质产生的可能原因是
假设①__________________________________________________________；
假设②__________________________________________________________；
假设③___
_______________________________________________________。
（2）为确认假设的正误，某同学进行如下推断：
由于金属钠与氧的结合能力比碳强，因此黑色碳可能是二氧化碳与金属钠发生置换反应而生成。
该同学设计实验如下：
用打孔器钻取一段金属钠，取中间一小块钠放在充满二氧化碳气体的试管（如上右图所示）中加热，观察到钠燃烧发出黄色火焰，并有淡黄色固体和黑色固体生成，生成的淡黄色固体立即变成白色。
请回答下列问题：
①用打孔器取金属钠的原因是_______________________________________；
②产生以上现象的化学反应方程式可能为_____________________________
__________________________________________________________________。
【答案】
（1）①金属钠上有没擦干净的煤油，不完全燃烧后生成的碳
②酒精不完全燃烧生成的碳
③酒精燃烧产生的二氧化碳（或空气中的二氧化碳）与金属钠反应生成的碳
（2）①取得较纯的钠
②2Na＋CO2
C＋Na2O2,2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2（或Na2O2＋2Na===2Na2O）
【解析】
（1）根据反应的条件及反应环境可知生成的黑色物质只能是碳单质。
产生碳单质的原因可能是含碳物质的不完全燃烧，也可能是空气中的CO2与Na发生置换反应。
（2）要想证明黑色的碳单质是CO2与钠发生置换反应而生成的，首先要排除含碳物质的不完全燃烧，所以用打孔器取金属钠，其表面不会有残留的煤油。
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