2019高考化學 第3章（金屬及其化合物）第1節(jié) 鈉及其化合物 考點（2）氧化鈉與過氧化鈉講與練（含解析）.doc

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考點二　氧化鈉與過氧化鈉 李仕才 氧化鈉和過氧化鈉 判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”) 1．過氧化鈉能與水反應(yīng)，所以過氧化鈉可以做氣體的干燥劑。(　　) 2．78 g Na2O2中含陰離子的個數(shù)是2NA。(　　) 3．Na2O2溶于水產(chǎn)生O2的離子方程式為Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑。(　　) 4．Na2O、Na2O2組成元素相同，與CO2反應(yīng)產(chǎn)物也相同。(　　) 5．Na2O2與H2O反應(yīng)時，Na2O2既是還原劑又是氧化劑。(　√　) 6．Na2O2在潮濕的空氣中放置一段時間，最終產(chǎn)物是NaOH。(　　) 1．過氧化鈉是常用的工業(yè)漂白劑，但是不能用于食品的漂白。 2.2Na22 Na2O2既有氧化性又有還原性，但主要表現(xiàn)為氧化性。 當遇到KMnO4等強氧化劑時，可表現(xiàn)出還原性，氧化產(chǎn)物為O2。 3．Na2O2遇到CO2、H2O、H＋發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)。Na2O2既是氧化劑又是還原劑，且1 mol Na2O2轉(zhuǎn)移的電子是1 mol而不是2 mol。 一、過氧化鈉的性質(zhì)及應(yīng)用 1．下列有關(guān)Na2O2的說法不正確的是(　　) A．向包有Na2O2粉末的脫脂棉上滴加幾滴水，脫脂棉劇烈燃燒起來，說明Na2O2與H2O反應(yīng)放熱且有氧氣生成 B．Na2O2與CO2反應(yīng)時有單質(zhì)O2生成，該反應(yīng)屬于置換反應(yīng) C．Na2O2在空氣中久置變白，涉及的氧化還原反應(yīng)中，Na2O2既是氧化劑，又是還原劑 D．Na2O2粉末加入Ca(HCO3)2溶液中，會產(chǎn)生氣體和渾濁 解析：A項，燃燒的條件是達到著火點和具有助燃物質(zhì)；B項，反應(yīng)物中沒有單質(zhì)參加反應(yīng)，不符合置換反應(yīng)的定義；C項，Na2O2與CO2、H2O的反應(yīng)都是Na2O2自身的氧化還原反應(yīng)；D項，Na2O2先和水反應(yīng)生成O2和NaOH，NaOH再與Ca(HCO3)2反應(yīng)產(chǎn)生沉淀CaCO3。 答案：B 2．某溶液中含有HCO、SO、CO、CH3COO－ 4種陰離子。向其中加入足量的Na2O2固體后，溶液中離子濃度基本保持不變的是(假設(shè)溶液體積無變化)(　　) A．CH3COO－ B．SO C．CO D．HCO 解析：Na2O2與水反應(yīng)生成NaOH，HCO＋OH－===CO＋H2O，HCO濃度減小，CO濃度增大；SO具有還原性，被Na2O2氧化，濃度減?。籆H3COO－濃度幾乎不變。 答案：A 3．下列說法正確的是(　　) A．Na2O2遇到濕潤的紫色石蕊試紙后，石蕊試紙最終變成藍色 B．Na2O2與CO2反應(yīng)生成0.1 mol O2時轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.4 mol C．Na2O2投入到CuCl2溶液中有藍色沉淀及氣泡產(chǎn)生 D．向飽和燒堿溶液中加入2 g Na2O2充分反應(yīng)完時，溶液中c(Na＋)不變 解析：Na2O2遇濕潤的石蕊試紙時，它最終能氧化石蕊使其褪色，A項錯誤；由2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2及Na2O2中氧元素的化合價為－1價知，每生成1 mol O2時會轉(zhuǎn)移2 mol電子，B項錯誤；Na2O2投入到CuCl2溶液中，Na2O2先與水反應(yīng)生成NaOH與O2，NaOH再與CuCl2反應(yīng)生成Cu(OH)2沉淀，C項正確；Na2O2與水反應(yīng)時能放出大量的熱，使溶液溫度升高，NaOH的溶解度增大，導(dǎo)致溶液中c(Na＋)增大，D項錯誤。 答案：C 4．下列判斷正確的是(　　) A．僅用水能確定某Na2O粉末中是否含有Na2O2 B．僅用CO2能確定某Na2O粉末中是否含有Na2O2 C．可利用在空氣中加熱的方法除去Na2O中的Na2O2 D．將足量的Na2O2、Na2O分別加到酚酞溶液中，最終溶液均為紅色 解析：氧化鈉和過氧化鈉都能與水反應(yīng)生成氫氧化鈉，但過氧化鈉與水反應(yīng)還能生成氧氣，據(jù)此可以確定，A正確；氧化鈉和過氧化鈉都能與CO2反應(yīng)生成碳酸鈉，雖然過氧化鈉與CO2反應(yīng)還生成氧氣，但無明顯的現(xiàn)象，B不正確；在加熱的條件下，氧化鈉被空氣中的氧氣氧化生成過氧化鈉，C不正確；由于過氧化鈉具有強氧化性，所以將過氧化鈉加入到酚酞溶液中，溶液先變紅，后褪色，D不正確。 答案：A 5．在下列物質(zhì)的溶液中分別加入一定量的Na2O2固體，不會出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象的是(　　) A．飽和Na2CO3溶液 B．Ca(HCO3)2稀溶液 C．Na2SO3稀溶液 D．飽和CaCl2溶液 解析：Na2O2固體與水反應(yīng)生成NaOH和O2，A中溶液飽和，由于水被消耗導(dǎo)致析出碳酸鈉晶體；B中碳酸氫鈣與NaOH溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀；C中亞硫酸鈉被氧氣氧化成硫酸鈉，硫酸鈉可溶于水，不會出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象；D中NaOH與CaCl2反應(yīng)生成的氫氧化鈣微溶，故產(chǎn)生白色沉淀。 答案：C 二、過氧化鈉的簡單計算 6．物質(zhì)的量均為1 mol的下列物質(zhì)，長期放置于空氣中(最終物質(zhì)不考慮潮解情況)，最后質(zhì)量增加的大小關(guān)系是(　　) ①氧化鈉?、谶^氧化鈉　③氫氧化鈉?、軄喠蛩徕c A．①＝③>②>④ B．①>②>④>③ C．③>①＝②>④ D．④>③>②>① 解析：根據(jù)反應(yīng)前后物質(zhì)的變化計算增重。①Na2ONa2CO3、②Na2O2Na2CO3、③NaOHNa2CO3、④Na2SO3Na2SO4。 答案：B 7．如圖所示，兩圓圈相交的陰影部分表示圓圈內(nèi)物質(zhì)相互發(fā)生的反應(yīng)。鈉及其氧化物的物質(zhì)的量均為0.1 mol，水的質(zhì)量為100 g。下列說法正確的是(　　) A．甲、乙、丙都屬于氧化還原反應(yīng) B．甲反應(yīng)的離子方程式為Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑ C．丙充分反應(yīng)，能產(chǎn)生0.05 mol O2，轉(zhuǎn)移電子0.1 mol D．甲、乙、丙充分反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量分數(shù)分別為w1，w2，w3，則2w1＝w2＝w3 解析：A項乙不是氧化還原反應(yīng)，不正確；B項離子方程式中電荷不守恒，不正確；D項中所得溶液質(zhì)量分數(shù)的關(guān)系為2w1>w2＝w3，不正確。 答案：C 一、Na2O2的強氧化性 1．比較下列四組反應(yīng)，回答下列問題： 一組：①Na2O2＋CO2 ②Na2O2＋SO2 二組：③Na2O2＋FeCl3(溶液) ④Na2O2＋FeCl2(溶液) 三組：⑤SO2通入品紅溶液中，加熱 ⑥Na2O2加入到品紅溶液中，加熱 四組：⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊溶液中 ⑧Na2O2固體加入到紫色石蕊溶液中 (1)寫出①反應(yīng)的化學方程式：______________，有同學類比①的反應(yīng)寫出②的反應(yīng)方程式為2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2，你認為是否合理？________(填“合理”或“不合理”)。 (2)比較分析③、④反應(yīng)中可能發(fā)生的現(xiàn)象，相同點：______________________，差異：__________________________。 (3)預(yù)測⑤可能的現(xiàn)象：________________， ⑥可能的現(xiàn)象：___________________。 (4)判斷⑦、⑧反應(yīng)中可能發(fā)生的現(xiàn)象： ⑦______________________________________； ⑧______________________________________。 解析：(1)Na2O2具有強氧化性，發(fā)生：Na2O2＋SO2===Na2SO4。(2)FeCl3與NaOH反應(yīng)生成Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3是不溶性的紅褐色沉淀；④中Fe2＋具有強還原性，易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3，Na2O2與溶液中的水劇烈反應(yīng)會有O2產(chǎn)生。(3)SO2的漂白性是由于它能與某些有色物質(zhì)生成易分解的無色物質(zhì)，Na2O2的漂白性是因其具有強氧化性。(4)Na2O2與H2O反應(yīng)生成NaOH，呈堿性，同時Na2O2又有漂白性。 答案：(1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　不合理　(2)均會有紅褐色沉淀生成并有氣體逸出?、苤袣怏w明顯少于③中氣體　(3)溶液紅色褪去，加熱后又恢復(fù)紅色　溶液紅色褪去，加熱后不能恢復(fù)紅色　(4)溶液變藍　溶液先變藍后褪色 2．為了探究過氧化鈉的強氧化性，某研究性學習小組設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。 實驗步驟及現(xiàn)象如下： ①檢查裝置氣密性后，裝入藥品并連接儀器。 ②緩慢通入一定量的N2后，將裝置D連接好(導(dǎo)管末端未伸入集氣瓶中)，再向圓底燒瓶中緩慢滴加濃鹽酸，劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生黃綠色氣體。 ③一段時間后，將導(dǎo)管末端伸入集氣瓶中收集氣體，裝置D中收集到能使帶火星的木條復(fù)燃的無色氣體。 ④反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉分液漏斗的活塞，再通入一定量的N2，至裝置中氣體無色。 回答下列問題： (1)裝置B中濕潤的紅色紙條褪色，證明A中反應(yīng)有____________(填化學式)生成。若B中改放濕潤的淀粉KI試紙，僅憑試紙變藍的現(xiàn)象不能證明上述結(jié)論，請用離子方程式說明原因_________________________。 (2)裝置C的作用是________________________。 (3)甲同學認為O2是Na2O2被鹽酸中的HCl還原所得。乙同學認為此結(jié)論不正確，其不贊成的理由可能為： ①___________________________； ②___________________________。 (4)實驗證明，Na2O2與干燥的HCl能反應(yīng)，完成并配平該化學方程式。 Na2O2＋HCl===Cl2＋NaCl＋________ 該反應(yīng)________(填“能”或“不能”)用于實驗室快速制取純凈的Cl2，理由是①__________________；②____________________(要求答出兩點)。 答案：(1)Cl2　4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O (2)吸收HCl和過量的Cl2，防止污染空氣，使D中能收集到較為純凈的氧氣 (3)①Na2O2被還原時氧元素的化合價應(yīng)該降低，不可能得到O2　②O2有可能是Na2O2與鹽酸中的H2O反應(yīng)所得 (4)1　4　1　2　2　H2O　不能 ①Na2O2與生成的H2O反應(yīng)有O2生成(或HCl混在Cl2中或H2O混在Cl2中等)?、趯嶒炇覜]有可直接使用的干燥HCl氣體(或固體與氣體反應(yīng)較慢)(其他合理答案均可) 二、Na2O2與CO2、H2O的反應(yīng) 化學反應(yīng)：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 2Na2O2＋2H2O(g)===4NaOH＋O2 1 五個重要關(guān)系 (1)先后順序關(guān)系 一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反應(yīng)，可看做Na2O2先與CO2反應(yīng)，待CO2反應(yīng)完全后，Na2O2再與H2O(g)發(fā)生反應(yīng)。(實際情況復(fù)雜得多) (2)電子轉(zhuǎn)移關(guān)系 不論是與CO2還是與H2O(g)反應(yīng)，CO2與H2O(g)均既不是氧化劑也不是還原劑，反應(yīng)的實質(zhì)都是Na2O2自身發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，所以每有1 mol O2生成時，轉(zhuǎn)移的電子均為2 mol。即2Na2O2～O2～2e－。 (3)物質(zhì)的量的關(guān)系 無論是CO2或H2O的單一物質(zhì)還是二者的混合物，通過足量的Na2O2時，CO2或H2O與放出O2的物質(zhì)的量之比均為2∶1。 (4)氣體體積關(guān)系 若CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過足量Na2O2，氣體體積的減少量為原混合氣體體積的，即為生成氧氣的量。 (5)固體質(zhì)量關(guān)系 相當于固體Na2O2只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看做發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)：Na2O2＋CO===Na2CO3，Na2O2＋H2===2NaOH(實際上兩反應(yīng)都不能發(fā)生)。 2 增重量等于可燃物質(zhì)量的規(guī)律 凡分子組成符合(CO)m(H2)n的物質(zhì)，m g該物質(zhì)在O2中完全燃燒，將其產(chǎn)物(CO2和水蒸氣)通過足量Na2O2后，固體增重必為m g。或者是由C、H、O三種元素組成的物質(zhì)，只要C、O原子個數(shù)比為1∶1，即可滿足上述條件。中學階段常見的符合這一關(guān)系的物質(zhì)有： ①無機化合物：H2、CO及H2和CO的混合氣體。 ②有機化合物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。 3．將一定量的Na2O2和NaHCO3混合后，在密閉容器中加熱充分反應(yīng)，排出氣體，冷卻后有固體物質(zhì)剩余，下列選項不正確的是(　　) Na2O2/mol NaHCO3/mol 剩余的固體物質(zhì) A 1 2 Na2CO3 B 1.5 2 Na2O2　Na2CO3 C 2 1 Na2O2　NaOH　Na2CO3 D 2 2 NaOH　Na2CO3 解析：有關(guān)的反應(yīng)方程式依次為2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O、2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。當Na2O2與NaHCO3的物質(zhì)的量之比為1∶2時，二者反應(yīng)的總方程式為2Na2O2＋4NaHCO34Na2CO3＋O2↑＋2H2O；當Na2O2與NaHCO3的物質(zhì)的量之比為1∶1時，2Na2O2＋2NaHCO32Na2CO3＋O2↑＋2NaOH，即1∶21∶1時，反應(yīng)后剩余固體為Na2O2、NaOH、Na2CO3，由此可以判斷A、C、D對，B錯。 答案：B 4．過氧化鈉可作為氧氣的來源。常溫常壓下，二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)后，若固體質(zhì)量增加了28 g，反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的物理量正確的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù))(　　) 二氧化碳 碳酸鈉 轉(zhuǎn)移的電子 A 1 mol —— 2NA B 22.4 L 1 mol — C —— 106 g 1 mol D — 106 g 2NA 解析：Na2O2與CO2發(fā)生的反應(yīng)為2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，根據(jù)反應(yīng)前后“固體質(zhì)量關(guān)系”可知，相當于Na2O2只吸收了CO2中的“CO”，可看作發(fā)生反應(yīng)“Na2O2＋CO===Na2CO3”。若固體質(zhì)量增加了28 g(相當于吸收了1 mol “CO”)，則消耗1 mol CO2(常溫常壓下，體積大于22.4 L)，生成1 mol Na2CO3(質(zhì)量為106 g)。根據(jù)“電子轉(zhuǎn)移關(guān)系”可知，消耗1 mol CO2時，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移1 mol電子(即NA個)。 答案：C 5．200 ℃時，11.6 g CO2和水蒸氣的混合氣體與足量的Na2O2充分反應(yīng)后固體質(zhì)量增加了3.6 g，則原混合氣體的總物質(zhì)的量是(　　) A．0.125 mol B．0.25 mol C．0.5 mol D．1 mol 解析：根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，生成O2的質(zhì)量為11.6 g－3.6 g＝8 g，n(O2)＝＝0.25 mol，根據(jù)Na2O2與H2O(g)、CO2反應(yīng)的物質(zhì)的量的關(guān)系可知CO2和H2O(g)的物質(zhì)的量之和為0.25 mol2＝0.5 mol。 答案：C 6．在密閉容器中充入CO2、CO、CH4的混合氣體共m g，若加入足量Na2O2，充分振蕩并不斷用電火花引燃至反應(yīng)完全，測得固體質(zhì)量增加m g，則CO2與CH4的體積比為(　　) A．3∶1 B．2∶1 C．1∶1 D．任意比 解析：2CO＋O22CO2① 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2② ①＋②得：Na2O2＋CO===Na2CO3(虛擬的反應(yīng)) 即：CO可被Na2O2完全吸收 2H2＋O22H2O③ 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑④ ③＋④得：Na2O2＋H2===2NaOH(虛擬的反應(yīng)) 即：H2可被Na2O2完全吸收 由于CO完全被吸收，當CO2、CH4的體積比符合1∶1時，相當于2CO∶2H2，可被Na2O2完全吸收。 答案：C 7．取一定質(zhì)量的某物質(zhì)在a g氧氣中完全燃燒，將其產(chǎn)物跟足量的過氧化鈉固體完全反應(yīng)，反應(yīng)后容器內(nèi)有b g氧氣，測得b>a，下列物質(zhì)中滿足上述結(jié)果的是(　　) A．HCOOH B．HCHO C．CH4 D．C6H12O6 解析：烴及烴的含氧衍生物在O2中充分燃燒后生成CO2、H2O，產(chǎn)物通過足量的Na2O2，發(fā)生反應(yīng)2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2,2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑，對生成物變式：Na2CO3～Na2O2CO,2NaOH～Na2O2H2，可知過氧化鈉增加的質(zhì)量＝與CO2同物質(zhì)的量的CO質(zhì)量＋與H2O同物質(zhì)的量的H2質(zhì)量，質(zhì)量增加部分物質(zhì)的組成可以表示為nCOmH2，即化學式可表示為nCOmH2的物質(zhì)完全燃燒后能被過氧化鈉完全吸收，而題述有機物反應(yīng)后容器內(nèi)氧氣質(zhì)量大于原氧氣質(zhì)量，故有機物的化學式符合nCOmH2xO2形式。HCOOH可以改寫為COH2O2形式，故A符合；HCHO可以改寫為COH2，故B不符合；CH4中沒有氧元素，反應(yīng)后氧氣質(zhì)量小于原氧氣質(zhì)量，故C不符合；C6H12O6可以改寫為6CO6H2形式，反應(yīng)后氧氣質(zhì)量等于原氧氣質(zhì)量，故D不符合。 答案：A