钠及其氧化物
[考点梳理
]
2. 化学性质
(1)主要化学反应
3.制备:电解熔融氯化钠 化学方程式:
4.钠的保存
实验室中通常把少量钠保存在 中,目的是防止Na与空气中的 和 发
生反应。
思考1: 金属钠长期露置在空气中会发生怎样的变化?最终生成什么物质?并写出
有关的化学反应方程式。
二、钠的氧化物:请完成下列表格(Na2O和Na2O2的比较)
思考2 (1)Na2O2中,阴、阳离子个数比是多少?它是碱性氧化物吗?
[考点精讲]
考点1.钠的性质
例1:在烧杯中加入水和苯(苯的密度为0.88 g/cm3,与水互不相溶,且不与钠反应)
各50 mL,将一小粒金属钠(密度为0.97 g/cm3)投入烧杯中,观察到的现象可能为( )
A.钠在水层中反应并四处游动 B.钠停留在苯层中不发生反应
C.钠在苯的液面上反应并四处游动 D.钠在苯与水的界面处反应并可上下跳动
练习1.下列关于钠的叙述错误的是( )
A.实验后剩余少量钠可放回原试剂瓶中
B.用一般的化学还原法不能制取金属钠
C.某物质的焰色反应为黄色,则该物质一定含钠元素
D.钠可以用少量水密封保存
练习2.金属钠分别与下列溶液反应时,既有沉淀析出,又有气体逸出的是( )
A.BaCl2溶液 B.K2SO4溶液 C.FeCl3溶液 D.NH4NO3溶液
考点2: Na2O2与CO2、H2O的反应
写出Na2O2分别与CO2、H2O反应的化学方程式,并指出氧化剂和还原剂。
例2:取a g某物质在氧气中完全燃烧,将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应,
反应后固体的质量恰好也增加了a g。下列物质中不能满足上述结果的是 ( )
A.H2 B.CO C.C6H12O6 D.C12H22O11
练习3.在一定条件下,使CO和O2的混合气体26 g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14 g,则原混合气体中O2和CO的质量比可
能是( )
A.9∶4 B.1∶1 C.7∶6 D.6∶7
考点3: 过氧化钠的强氧化性
例3 (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?
__________,简要说明理由:___________________________________。
[巩固提高]
1.往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1 mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧
化钠,然后各加入100 mL 的水,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的顺序是 ( )
A.甲
2.9.2 g金属钠投入到足量的重水中,则产生的气体中含有( )
A.0.2 mol中子 B.0.4 mol电子 C.0.2 mol质子 D.0.4 mol分子
3.将0.01 mol下列物质分别加入100 mL蒸馏水中,恢复至室温,所得溶液中阴离
子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)( )
①Na2O2 ②Na2O ③Na2CO3 ④NaCl
A.①>②>③>④ B.①>②>④>③ C.①=②>③>④ D.①=②>③=④
4.下列关于Na2O2说法正确的是( )
A.与SO2反应生成Na2SO3与O2
B.Na2O2投入到酚酞试液中,溶液变红
C.Na2O2能与酸反应生成盐和水,所以Na2O2是碱性氧化物
D.Na2O2与水反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
5.有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应的实
质。实验时,往100 mL大试管中先加40 mL煤油,取3粒米粒大小的金属钠放入大
试管后塞上橡皮塞,通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面升至胶塞,并夹紧弹
簧夹(如图)。
仔细观察,回答下列问题:
(1)有关钠的现象:__________。
(2)大试管中溶液颜色的变化:__________。
(3)装置中液面的变化:大试管内_____;长颈漏斗内
__________。
(4)写出钠与硫酸亚铁反应的离子方程式:______ ____。
答案解析
例1.解析 此题考查综合分析能力。苯与水互不相溶,且钠的密度处于苯和水之间,加入钠后,钠处在苯与水的中间;由于钠能与水反应,且钠与水反应放出氢气,所以会使钠在苯和水的界面处反应并可能作上下跳动。
练习1.【解析】选D。钠活泼,不能随意丢弃,可以放回原试剂瓶,A对;钠是活泼性很强的金属,很难由化合物还原得到钠,而是通过电解熔融氯化钠制备,B对;C中焰色反应为黄色,焰色反应属于元素的性质,即C对;钠会与水反应,应密封保存在煤油中,D错。
练习2.【解析】选C。金属钠投入水溶液中,会产生氢气和碱,然后生成的碱再和某些盐发生复分解反应。其中只有C项有Fe(OH)3沉淀生成,所以C项符合题意。 例2.解析 采用巧解算方法解题:分析题意要满足题给条件。必须是物质燃烧消耗氧气的量,等于CO2和H2O与过氧化钠反应产生氧气的量。
⎫⎪⎬⇒H2+Na2O2===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑⎪⎭
⎫⎪⎬⇒CO+Na2O2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2⎪⎭点燃2CO+O2=====2CO2点燃2H2+O2=====2H2O
所以:A、B满足上述结果;C项可以改写为(CO)6·(H2)6的形式,故C正确;而D项C12H22O11可改写为(CO)11·(H2)11·C的形式,故D项不能满足上述结果。
点燃
练习3.解析 由反应2CO+O2=====2CO2,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2可推得CO+Na2O2===Na2CO3,所以固体增加的质量为原来CO的质量。则原混合气体中CO为14 g,O2为12 gm(O2)6=。 m(CO)7
例3.答案 (1)2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2 (2)合理 由于过氧化钠具有强氧化性,能将+4价的硫氧化为+6价的硫而生成硫酸钠
[巩固提高]
1.解析 (1)甲、丁相比:甲:Na―→NaOH 消耗H2O,溶剂减少
丁:NaOH无反应 溶剂不变故NaOH的质量分数:甲>丁。
(2)乙、丙相比:
2.B ⎫⎬故乙、丙溶液完全等同; HO丙:2NaO——→4NaOH+O⎭2222H2O乙:2Na2O——→4NaOH
3.解析 根据化学反应方程式或者原子守恒可知,0.01 mol的Na2O2和Na2O分别与H2O反应都生成0.02 mol NaOH,因此①、②中阴离子浓度相等,又由于Na2CO3溶液中-2---CO2mol,3发生水解;CO3+H2O HCO3+OH,故阴离子的物质的量增大,大于0.01
而④中Cl-的物质的量不变,为0.01 mol,因此四种溶液中阴离子浓度的大小顺序是:①=②>③>④。
4.【解析】选D。Na2O2具有强氧化性,与SO2发生的反应为Na2O2+SO2 ==== Na2SO4,A错误;Na2O2投入到酚酞试液中,与水反应生成碱使溶液先变红,但Na2O2的强氧化性使红色褪去,B错误;Na2O2与酸发生反应时除生成盐和水以外还有O2生成,所以Na2O2不是碱性氧化物,C错误;Na2O2与水反应时,电子转移都发生在Na2O2中氧元素的两个氧原子之间,其中一个氧原子失去1个电子,化合价从-1价升高到0价,另一个氧原子得到1个电子,化合价从-1价降低到-2价,所以在这个反应中,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,H2O既不是氧化剂,又不是还原剂。
5.【解析】(1)金属Na与FeSO4溶液反应的实质是Na先与水反应,使Na粒熔化,并随气泡的生成而在两种液体界面处上下跳动。
(2)因反应生成的NaOH又与FeSO4反应生成白色絮状沉淀,溶液的颜色逐渐变浅。
(3)因产生了H2,使装置内压强增大,故大试管内液面下降,长颈漏斗内液面上升。
(4)2Na+2H2O+Fe2+ ==== Fe(OH)2↓+H2↑+2Na+
答案:(1)有气泡生成,钠粒熔化成小球,且在煤油和FeSO4溶液界面处上下跳动,最终完全溶解(2)下层溶液中出现白色絮状沉淀,溶液的颜色逐渐变浅
(3)下降 上升 (4)2Na+2H2O+Fe2+ ==== Fe(OH)2↓+H2↑+2Na+
钠及其氧化物
[考点梳理
]
2. 化学性质
(1)主要化学反应
3.制备:电解熔融氯化钠 化学方程式:
4.钠的保存
实验室中通常把少量钠保存在 中,目的是防止Na与空气中的 和 发
生反应。
思考1: 金属钠长期露置在空气中会发生怎样的变化?最终生成什么物质?并写出
有关的化学反应方程式。
二、钠的氧化物:请完成下列表格(Na2O和Na2O2的比较)
思考2 (1)Na2O2中,阴、阳离子个数比是多少?它是碱性氧化物吗?
[考点精讲]
考点1.钠的性质
例1:在烧杯中加入水和苯(苯的密度为0.88 g/cm3,与水互不相溶,且不与钠反应)
各50 mL,将一小粒金属钠(密度为0.97 g/cm3)投入烧杯中,观察到的现象可能为( )
A.钠在水层中反应并四处游动 B.钠停留在苯层中不发生反应
C.钠在苯的液面上反应并四处游动 D.钠在苯与水的界面处反应并可上下跳动
练习1.下列关于钠的叙述错误的是( )
A.实验后剩余少量钠可放回原试剂瓶中
B.用一般的化学还原法不能制取金属钠
C.某物质的焰色反应为黄色,则该物质一定含钠元素
D.钠可以用少量水密封保存
练习2.金属钠分别与下列溶液反应时,既有沉淀析出,又有气体逸出的是( )
A.BaCl2溶液 B.K2SO4溶液 C.FeCl3溶液 D.NH4NO3溶液
考点2: Na2O2与CO2、H2O的反应
写出Na2O2分别与CO2、H2O反应的化学方程式,并指出氧化剂和还原剂。
例2:取a g某物质在氧气中完全燃烧,将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应,
反应后固体的质量恰好也增加了a g。下列物质中不能满足上述结果的是 ( )
A.H2 B.CO C.C6H12O6 D.C12H22O11
练习3.在一定条件下,使CO和O2的混合气体26 g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14 g,则原混合气体中O2和CO的质量比可
能是( )
A.9∶4 B.1∶1 C.7∶6 D.6∶7
考点3: 过氧化钠的强氧化性
例3 (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?
__________,简要说明理由:___________________________________。
[巩固提高]
1.往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1 mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧
化钠,然后各加入100 mL 的水,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的顺序是 ( )
A.甲
2.9.2 g金属钠投入到足量的重水中,则产生的气体中含有( )
A.0.2 mol中子 B.0.4 mol电子 C.0.2 mol质子 D.0.4 mol分子
3.将0.01 mol下列物质分别加入100 mL蒸馏水中,恢复至室温,所得溶液中阴离
子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)( )
①Na2O2 ②Na2O ③Na2CO3 ④NaCl
A.①>②>③>④ B.①>②>④>③ C.①=②>③>④ D.①=②>③=④
4.下列关于Na2O2说法正确的是( )
A.与SO2反应生成Na2SO3与O2
B.Na2O2投入到酚酞试液中,溶液变红
C.Na2O2能与酸反应生成盐和水,所以Na2O2是碱性氧化物
D.Na2O2与水反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
5.有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应的实
质。实验时,往100 mL大试管中先加40 mL煤油,取3粒米粒大小的金属钠放入大
试管后塞上橡皮塞,通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面升至胶塞,并夹紧弹
簧夹(如图)。
仔细观察,回答下列问题:
(1)有关钠的现象:__________。
(2)大试管中溶液颜色的变化:__________。
(3)装置中液面的变化:大试管内_____;长颈漏斗内
__________。
(4)写出钠与硫酸亚铁反应的离子方程式:______ ____。
答案解析
例1.解析 此题考查综合分析能力。苯与水互不相溶,且钠的密度处于苯和水之间,加入钠后,钠处在苯与水的中间;由于钠能与水反应,且钠与水反应放出氢气,所以会使钠在苯和水的界面处反应并可能作上下跳动。
练习1.【解析】选D。钠活泼,不能随意丢弃,可以放回原试剂瓶,A对;钠是活泼性很强的金属,很难由化合物还原得到钠,而是通过电解熔融氯化钠制备,B对;C中焰色反应为黄色,焰色反应属于元素的性质,即C对;钠会与水反应,应密封保存在煤油中,D错。
练习2.【解析】选C。金属钠投入水溶液中,会产生氢气和碱,然后生成的碱再和某些盐发生复分解反应。其中只有C项有Fe(OH)3沉淀生成,所以C项符合题意。 例2.解析 采用巧解算方法解题:分析题意要满足题给条件。必须是物质燃烧消耗氧气的量,等于CO2和H2O与过氧化钠反应产生氧气的量。
⎫⎪⎬⇒H2+Na2O2===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑⎪⎭
⎫⎪⎬⇒CO+Na2O2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2⎪⎭点燃2CO+O2=====2CO2点燃2H2+O2=====2H2O
所以:A、B满足上述结果;C项可以改写为(CO)6·(H2)6的形式,故C正确;而D项C12H22O11可改写为(CO)11·(H2)11·C的形式,故D项不能满足上述结果。
点燃
练习3.解析 由反应2CO+O2=====2CO2,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2可推得CO+Na2O2===Na2CO3,所以固体增加的质量为原来CO的质量。则原混合气体中CO为14 g,O2为12 gm(O2)6=。 m(CO)7
例3.答案 (1)2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2 (2)合理 由于过氧化钠具有强氧化性,能将+4价的硫氧化为+6价的硫而生成硫酸钠
[巩固提高]
1.解析 (1)甲、丁相比:甲:Na―→NaOH 消耗H2O,溶剂减少
丁:NaOH无反应 溶剂不变故NaOH的质量分数:甲>丁。
(2)乙、丙相比:
2.B ⎫⎬故乙、丙溶液完全等同; HO丙:2NaO——→4NaOH+O⎭2222H2O乙:2Na2O——→4NaOH
3.解析 根据化学反应方程式或者原子守恒可知,0.01 mol的Na2O2和Na2O分别与H2O反应都生成0.02 mol NaOH,因此①、②中阴离子浓度相等,又由于Na2CO3溶液中-2---CO2mol,3发生水解;CO3+H2O HCO3+OH,故阴离子的物质的量增大,大于0.01
而④中Cl-的物质的量不变,为0.01 mol,因此四种溶液中阴离子浓度的大小顺序是:①=②>③>④。
4.【解析】选D。Na2O2具有强氧化性,与SO2发生的反应为Na2O2+SO2 ==== Na2SO4,A错误;Na2O2投入到酚酞试液中,与水反应生成碱使溶液先变红,但Na2O2的强氧化性使红色褪去,B错误;Na2O2与酸发生反应时除生成盐和水以外还有O2生成,所以Na2O2不是碱性氧化物,C错误;Na2O2与水反应时,电子转移都发生在Na2O2中氧元素的两个氧原子之间,其中一个氧原子失去1个电子,化合价从-1价升高到0价,另一个氧原子得到1个电子,化合价从-1价降低到-2价,所以在这个反应中,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,H2O既不是氧化剂,又不是还原剂。
5.【解析】(1)金属Na与FeSO4溶液反应的实质是Na先与水反应,使Na粒熔化,并随气泡的生成而在两种液体界面处上下跳动。
(2)因反应生成的NaOH又与FeSO4反应生成白色絮状沉淀,溶液的颜色逐渐变浅。
(3)因产生了H2,使装置内压强增大,故大试管内液面下降,长颈漏斗内液面上升。
(4)2Na+2H2O+Fe2+ ==== Fe(OH)2↓+H2↑+2Na+
答案:(1)有气泡生成,钠粒熔化成小球,且在煤油和FeSO4溶液界面处上下跳动,最终完全溶解(2)下层溶液中出现白色絮状沉淀,溶液的颜色逐渐变浅
(3)下降 上升 (4)2Na+2H2O+Fe2+ ==== Fe(OH)2↓+H2↑+2Na+