資源簡介

第10課 鈉及其氧化物
[學習目標]
課標要點 學科素養
金屬鈉的性質 1．能根據鈉和水反應的實驗現象辨識鈉和水反應的實質，提高學生宏觀辨識與微觀辨析的素養水平 2．初步形成基于原子結構對物質的性質進行預測和檢驗的認識模型
氧化鈉和過氧化鈉的性質 1．根據氧化鈉是堿性氧化物和堿性氧化物的通性預測氧化鈉的性質，以培養學生證據推理和模型認知的素養水平 2．根據過氧化鈉中氧元素的化合價推斷其具有的性質
1．能從鈉的原子結構(微觀)分析認識鈉是一種非常活潑的金屬，具有很強的還原性(宏觀)。
2．設計實驗探究鈉與氯氣、水的反應，會分析鈉與酸、鹽溶液的反應，以促進證據推理與模型認知化學核心素養的發展。
3．從物質類別、元素化合價的視角認識氧化鈉和過氧化鈉的性質，熟知過氧化鈉與水和二氧化碳的反應。
[學習過程]
知識點一 金屬鈉的性質
教材學習
仔細閱讀教材，思考下列問題：
1．鈉元素在自然界中都以____的形式存在，如____、____和____等。
2．鈉的物理性質
鈉是一種____色、有____光澤、質地____、熔點____、常溫下為固態的金屬。鈉通常保存在____中。
3．鈉的原子結構及性質
鈉的原子結構示意圖為____，鈉原子很容易____一個電子，而表現出很強的____。
(1)鈉與氧氣的反應
①金屬鈉在空氣中的變化
實驗步驟：用鑷子取一小塊金屬鈉，用濾紙吸干表面的煤油后，用刀切去一端的外皮。觀察鈉的光澤和顏色，并注意新切開的鈉表面所發生的變化。
實驗現象：鈉的表面____。
實驗結論：鈉是銀白色具有金屬光澤的固體，質軟，在常溫下可以與O2反應生成____色的____，化學方程式為____。
②金屬鈉在空氣中加熱
實驗步驟：將一個干燥的坩堝加熱，同時切取一塊綠豆大的鈉，迅速投到熱坩堝中。繼續加熱坩堝片刻，待鈉熔化后立即撤掉酒精燈，觀察現象。
實驗現象：鈉受熱時先熔化成____，片刻后劇烈燃燒，發出____色火焰，生成____色固體。
實驗結論：鈉的熔點低，易燃燒，在空氣中加熱生成____色的____，化學方程式為____。
(2)鈉與水(滴有酚酞溶液)反應
①現象及解釋
實驗現象 原因
金屬鈉熔化成閃亮的小球 該反應為____反應，鈉的熔點____
金屬鈉浮在水面上 鈉的密度比水____
鈉在水面上四處游動，并發出“嘶嘶”聲 反應中產生____
反應后的溶液顯紅色 反應后得到的溶液顯____
②化學方程式：____。
1．_化合物_， _氯化鈉__、__碳酸鈉__硫酸鈉_
2． 銀白、金屬_、_軟__、_低__、石蠟油或煤油__。
3． ___，失去　　原性__。
(1)①變暗
__灰白__ __氧化鈉__， __4Na＋O2===2Na2O__。
②_銀白色的小球__， __黃__淡黃_
淡黃__ _過氧化鈉__， 2Na＋O2Na2O2__。
(2)①、實驗現象 原因
金屬鈉熔化成閃亮的小球 該反應為__放熱__反應，鈉的熔點__低__
金屬鈉浮在水面上 鈉的密度比水__小__
鈉在水面上四處游動，并發出“嘶嘶”聲 反應中產生__氣體__
反應后的溶液顯紅色 反應后得到的溶液顯__堿性__
②__2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑__。
知識精講
1．鈉與非金屬單質的反應
2.鈉與水的反應
實驗操作 實驗現象 原因解釋
鈉浮在水面上(浮) 鈉的密度比水小
鈉熔化成閃亮的小球(熔) 鈉的熔點低，反應放熱
小球在水面上四處游動，最后完全消失(游) 反應產生的氣體(H2)推動小球運動
與水反應發出嘶嘶響聲(響) 鈉與水反應劇烈
反應后溶液的顏色逐漸變紅色(紅) 反應生成堿(NaOH)
3．鈉與水、酸及鹽溶液的反應規律
4．鈉露置于空氣中的變化
金屬鈉長期露置于空氣中最終完全轉變為Na2CO3粉末，此過程中的主要變化與現象：
發生主要變化的化學方程式為
①4Na＋O2===2Na2O
②Na2O＋H2O===2NaOH
④2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，
Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O
⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O
5．鈉的重要用途
(1)鉀鈉合金用于原子反應堆，作導熱劑。
(2)制備Na2O2。
(3)作電光源：高壓鈉燈。
(4)冶煉稀有金屬，如冶煉金屬鈦：4Na＋TiCl4Ti＋4NaCl。
典題例析
[例1]將一塊金屬鈉投入滴有紫色石蕊溶液的盛冷水的燒杯中，甲同學認為可觀察到下列現象，其中正確的有(　　)
①鈉投入水中，先沉入水底，后浮出水面　②鈉立即與水反應，并有氣體產生　③反應后溶液變紅　④鈉熔成閃亮的小球　⑤小球在水面上四處游動　⑥有“嘶嘶”的響聲發出
A．①②③④　　　　　B．②③④⑤
C．②④⑤⑥ D．③④⑤⑥
[例2]為研究Na的性質，進行如下實驗：
裝置 實驗
液體a 現象
蒸餾水 Ⅰ.Na浮在液面上，劇烈反應，產生少量白霧
0.1 mol/L 鹽酸 Ⅱ.Na浮在液面上，反應比Ⅰ中劇烈，產生白霧
濃鹽酸 Ⅲ.Na浮在液面上，反應比Ⅰ中緩慢，產生大量白霧，燒杯底部有白色固體
下列說法中不正確的是(　　)
A．Ⅰ中現象說明Na與水反應放熱
B．Ⅰ中反應的離子方程式為2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
C．Ⅲ中白霧比Ⅱ中多，說明Ⅲ中反應放熱比Ⅱ中更多
D．推測Ⅲ中反應緩慢可能與c(Cl－)以及生成的白色固體有關
[例3]鈉與水反應的實驗過程如下圖所示，下列有關說法不正確的是(　　)
A．圖②中鈉熔成小球，說明鈉與水反應放熱且鈉的熔點低
B．圖②中鈉球四處游動，說明反應產生了氣體
C．圖③中滴加酚酞溶液后溶液變紅，說明有堿性物質生成
D．鈉與水反應的離子方程式是2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
[例4]在燒杯中加入水和苯(密度：0.88 g·cm－3，不溶于水，不與鈉反應)各50 mL。將一小粒金屬鈉(密度：0.97 g·cm－3)投入燒杯中，觀察到的現象可能是　　　(　　)
A．鈉在水層中反應并四處游動
B．鈉停留在苯層中不發生反應
C．鈉在苯的液面上反應并四處游動
D．鈉在苯與水的界面處反應并可能做上、下跳動
[例5]一定條件下，2.3 g純凈金屬鈉在干燥空氣中被氧化后得到3.5 g固體，由此判斷其產物是(　　)
A．氧化鈉　　　　　　　　　B．過氧化鈉
C．氧化鈉和過氧化鈉　 D．無法確定
[例6]將少量金屬鈉分別投入下列物質的水溶液中，反應后溶液質量減輕的是(　　)
A．HCl B．K2SO4
C．NaOH D．CuSO4
[例1] 【答案】C
【解析】鈉的密度小于水，浮在水面上，故①錯誤；鈉立即與水劇烈反應，并有氣體產生，故②正確；反應后得到氫氧化鈉溶液，使紫色石蕊溶液變藍，故③錯誤；鈉的熔點低，反應放熱，使鈉熔成金屬小球，故④正確；小球在水面上四處游動，故⑤正確；反應過程中有氣體生成，有“嘶嘶”的響聲發出，故⑥正確；綜上所述，②④⑤⑥正確，故選C。
[例2] 【答案】C　
【解析】Ⅰ中Na投入蒸餾水中，可與水發生反應，產生少量白霧，說明反應劇烈，且放熱，A正確；Ⅰ中Na投入蒸餾水中，可與水發生反應，反應的離子方程式為2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，B正確；濃鹽酸易揮發，所以對照實驗Ⅲ和Ⅱ，鈉與氫離子反應放熱，除了有揮發的水蒸氣以外，還有HCl，它在空氣中與水蒸氣結合，呈現更多的白霧，C錯誤；實驗Ⅲ和Ⅱ經對照可知，反應的實質是鈉與氫離子反應，之所以實驗Ⅲ反應緩慢，可能與c(Cl－)以及生成的白色固體有關，D正確。
[例3]【答案】D　
【解析】圖②中鈉熔成小球所需熱量是由反應放出的，此時水未沸騰，說明鈉的熔點低，A項正確；圖②中鈉球四處游動是由反應產生的氣體推動的，B項正確；圖③中滴加酚酞溶液后溶液變紅，說明生成物中有堿性物質，C項正確；水不易電離，不能拆開，正確的離子方程式是2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，D項錯誤。
[例4] 【答案】D
【解析】苯不溶于水，且其密度小于水，即ρ(水)＞ρ(鈉)＞ρ(苯)，故金屬鈉應處于苯與水的交界處，鈉與水接觸會與之發生劇烈反應，產生的氫氣使鈉上浮于苯層中，反應隨即停止，在重力的作用下，鈉又回落于苯與水的交界處，上述過程反復循環，從而導致鈉上下浮動，直至反應結束。
[例5] 【答案】C
【解析】2.3 g純凈金屬鈉在干燥空氣中被氧化后可能得到氧化鈉或過氧化鈉或二者的混合物，若只得到氧化鈉，則氧化鈉的質量為3.1 g；若只得到過氧化鈉，則過氧化鈉的質量為3.9 g。現得到固體的質量為3.5 g，則產物為二者的混合物，C項正確。
[例6]【答案】D
【解析】對于A、B、C項中的物質，都是消耗Na產生H2，2Na→H2，投入46 g Na，放出2 g H2，溶液質量均增加。對于D項中的物質，鈉首先與H2O反應生成NaOH并放出H2，然后NaOH與Cu2＋反應生成Cu(OH)2沉淀，化學方程式為2Na＋2H2O＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑，由化學方程式可以看出，溶解46 g Na，生成98 g Cu(OH)2沉淀和2 g H2，溶液質量減少。
知識點二 氧化鈉和過氧化鈉
教材學習
仔細閱讀教材，思考下列問題：
1．Na2O的性質
Na2O和CaO性質相似，都是典型的堿性氧化物。
(1)與水反應：____。
(2)與酸性氧化物(CO2)反應：__ __。
(3)與酸(HCl)反應：__ __。
2．Na2O2的性質
(1)Na2O2與H2O反應的化學方程式為____，反應中氧化劑是__ __，還原劑是__ __。
(2)Na2O2與CO2反應的化學方程式為__ __，反應中氧化劑是__ __，還原劑是__ __。
因此Na2O2可用作呼吸面具或潛水艇中的____劑。Na2O2還可用作漂白劑，若向紫色石蕊溶液中加入Na2O2粉末，振蕩后，除了觀察到有氣體產生外，還能觀察到的現象是____。
1．
(1) __Na2O＋H2O===2NaOH__。
(2) __Na2O＋CO2===Na2CO3__。
(3) Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O__。
2． (1) 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑_ __Na2O2__， _Na2O2__。
(2) _2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2__， _Na2O2__， _Na2O2__。
供氧__溶液先變藍后褪色__。
知識精講
1．氧化鈉和過氧化鈉性質的比較
物質 氧化鈉 過氧化鈉
化學式 Na2O Na2O2
氧的化合價 －2價 －1價
n(Na＋)∶ n(陰離子) 2∶1 2∶1
顏色、狀態 白色固體 淡黃色固體
氧化物類別 堿性氧化物 過氧化物(不屬于 堿性氧化物)
生成 4Na＋O2===2Na2O 2Na＋O2Na2O2
與氧氣反應 2Na2O＋O22Na2O2 不反應，穩定性強
與水反應 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O　===4NaOH＋O2↑
與CO2反應 Na2O＋CO2=== Na2CO3 2Na2O2＋2CO2　===2Na2CO3＋O2
與稀鹽酸 反應 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O
漂白性 無 有
用途 — 漂白劑、消毒劑、供氧劑、強氧化劑
[知識拓展]
Na2O2與水反應的實質
Na2O2與水的反應是比較特殊的氧化還原反應，實質上可以分成兩個過程：
①Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2
②2H2O2===2H2O＋O2↑
①×2＋②得
所以Na2O2與H2O反應時，Na2O2在反應中既作氧化劑，又作還原劑，且二者個數之比為1∶1；NaOH既不是氧化產物，也不是還原產物；反應過程中有H2O2生成，H2O2有強氧化性。
2．Na2O2與CO2、H2O反應中有關量的關系
(1)氣體分子個數的關系
無論是CO2或H2O(g)的單一物質還是二者的混合物，通過足量的Na2O2時，CO2或H2O(g)與放出O2的分子個數之比均為2∶1，即氣體減小的體積等于生成O2的體積。
(2)固體質量關系
Na2O2與CO2或H2O反應，相當于固體(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”，可以看作發生相應的反應：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(實際兩反應不能發生)。
(3)先后順序關系
一定量的Na2O2與一定量CO2和H2O(g)的混合物反應，解決問題時可視作Na2O2先與CO2反應，待CO2反應完成后，Na2O2再與H2O發生反應。
(4)電子轉移關系
兩反應都是Na2O2自身發生氧化還原反應，每有1分子 O2生成時，轉移的電子數均為2。
典題例析
[例1]下列關于Na2O、Na2O2的說法正確的是(　　)
A．Na2O、Na2O2都是鈉的氧化物，都是堿性氧化物
B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(與水反應)的白色固體
C．Na2O2是強氧化劑，具有漂白性，能夠用來漂白食品
D．Na2O2與水反應時， 生成1分子O2轉移2個電子
[例2]下列說法錯誤的是(　　)
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反應生成1個 O2分子時轉移2個電子
C．Na2O2投入CuSO4溶液中有藍色沉淀及氣泡產生
D．保持溫度不變，向飽和燒堿溶液中加入2 g Na2O2，充分反應后，Na＋的濃度不變
[例3]CO和H2的混合氣體21.2 g，與足量O2反應后，通過足量Na2O2，固體質量增加(　　)
A．21.2 g　 B．14 g
C．6.78 g　 D．不能確定
[例4]向紫色石蕊溶液中加入Na2O2粉末，充分振蕩，觀察到的現象為(　　)
A．溶液仍為紫色
B．除最終溶液褪色外，無其他現象
C．最后溶液變為藍色
D．溶液中產生氣泡，最后溶液變為無色
[例5]為了使宇航員在飛船中得到一個穩定的、良好的生存環境，一般在飛船內安裝盛有Na2O2顆粒的裝置，它的用途是產生氧氣。下列關于Na2O2的敘述正確的是(　　)
A．Na2O2中陰、陽離子的個數比為1∶1
B．Na2O2分別與水及CO2反應產生相同量的O2時，需要水和CO2的質量相等
C．Na2O2分別與水及CO2反應產生相同量的O2時，轉移電子的數目相等
D．Na2O2的漂白原理與木炭的漂白原理相同
[例6]某溶液中含有HCO、CO、SO、SO、K＋、NH6種離子。將Na2O2固體加入其中后，這6種離子仍能大量存在的有(　　)
A．1種　　B．2種　　C．3種　　D．4種
[例1] 【答案】D
【解析】Na2O2與水反應除了生成NaOH外，還有O2生成，所以Na2O2不是堿性氧化物，A項錯誤；Na2O2是淡黃色固體，B項錯誤；Na2O2有強氧化性，具有漂白性，但不能用來漂白食品，C項錯誤；Na2O2與水的反應中，Na2O2既做氧化劑又做還原劑，當生成1分子O2時轉移2個電子，D項正確。
[例2] 【答案】A
【解析】Na2O2遇到濕潤的紫色石蕊試紙后，石蕊試紙先變成藍色，一段時間后褪色，A項錯誤；Na2O2和CO2反應時，Na2O2中氧元素的化合價由－1價升到0價轉化為氧氣，故當生成1個 O2分子時轉移2個電子，B項正確；Na2O2固體投入CuSO4溶液中的現象：產生氣泡(2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑)，生成藍色沉淀[2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4]，C項正確；Na2O2加入水中發生反應：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，反應過程中消耗水，飽和燒堿溶液中有NaOH析出，但溶液仍為飽和溶液，溫度不變，燒堿的溶解度不變，溶液中Na＋的濃度不變，D項正確。
[例3] 【答案】A
【解析】已知有關反應：2H2＋O22H2O，2CO＋O22CO2，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。將上述化學方程式合并可得：Na2O2＋H2===2NaOH，Na2O2＋CO===Na2CO3，即反應結果相當于CO、H2恰好被Na2O2吸收，固體增加的質量就是CO和H2的總質量。
[例4] 【答案】D
【解析】Na2O2和H2O反應生成NaOH和O2，溶液變藍，由于Na2O2具有強氧化性，最終溶液變為無色。
[例5] 【答案】C
【解析】Na2O2中陰離子為O，故陰、陽離子的個數比為1∶2，故A錯誤；根據2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，可知生成相同量的O2時消耗的水和二氧化碳分子個數相同，但質量不同，轉移電子的數目相等，故B錯誤，C正確；過氧化鈉的漂白原理是將有色物質氧化成無色物質，是化學變化，木炭的漂白原理是吸附作用，是物理變化，故D錯誤。
[例6] 【答案】C
【解析】將Na2O2加入水中，Na2O2和H2O反應生成NaOH和O2，溶液顯堿性，堿性溶液中HCO和NH不能大量存在；Na2O2具有強氧化性，可將SO氧化為SO，故SO不能大量存在。所以仍能大量存在的離子有CO、SO、K＋ 3種，C項正確。
[效果檢測]
1．下列關于鈉的敘述錯誤的是(　　)
A．鈉在常溫下就容易被氧化
B．鈉在空氣中燃燒生成Na2O
C．鈉燃燒時發出黃色的火焰
D．鈉的密度比水小，熔點低于100 ℃
2．下列說法正確的是(　　)
A．CO2通過過氧化鈉固體后，固體質量減少
B．金屬鈉的滅火可以用水
C．向滴有酚酞的水溶液中加入過氧化鈉固體，溶液變紅
D．過氧化鈉可以用作呼吸面具或潛水艇的氧氣來源
3．下列說法正確的是(　　)
A．Na與O2反應的產物與條件有關
B．Na能與TiCl4溶液反應置換出Ti
C．實驗室常將鈉保存在煤油中，也可將鈉保存在四氯化碳中
D．鉀鈉合金熔點高，故可作快中子反應堆的熱交換劑
4．下列關于鈉及其化合物的敘述中，正確的是(　　)
A．Na2O、Na2O2與水反應的實驗現象相同
B．鈉在空氣中燃燒時，生成產物的陰、陽離子個數比為1∶2
C．鈉投入硫酸銅溶液中可以觀察到紅色物質出現
D．長距離運輸魚苗，最好在水中加入一定量的Na2O2 ，起到供氧和殺菌的作用
5．金屬鈉著火時，能用來滅火的是(　　)
A．水 B．濕抹布
C．煤油 D．沙子
6．金屬鈉與水的反應是中學化學中的一個重要反應，如圖是某同學的演示實驗。
(1)請補充并完成A實驗中從試劑瓶中取出鈉到向水槽中投入鈉的有關操作：用鑷子從試劑瓶中取出一小塊鈉，__ __，用鑷子夾取切好的金屬鈉，投入盛有水的燒杯中。
(2)某同學用鑷子夾住一小塊鈉，按圖B所示方法來收集產生的氣體，但鈉很快脫落，實驗沒有成功。鈉很快脫落的原因是__ __。
7．(1)在實驗室中應怎樣保存金屬鈉，為什么？
(2)向盛有少量過氧化鈉的試管中加入適量水，出現什么現象？
(3)如何證明過氧化鈉與水反應生成的氣體是氧氣？
(4)向包有少量過氧化鈉的脫脂棉上滴幾滴水后，脫脂棉為什么會迅速燃燒？
8．有人設計出一種讓Na與CuSO4溶液反應的方法，實驗時，往100 mL大試管中先加40 mL煤油，取3粒米粒大小的金屬鈉放入大試管后塞上橡皮塞，通過長頸漏斗加入CuSO4溶液使煤油的液面至膠塞，并夾緊彈簧夾(如圖所示)，仔細觀察，回答下列問題。
(1)有關鈉反應的現象是__ __。
(2)大試管的溶液中出現的現象：__ __。
(3)裝置中液面的變化：__ __。
(4)寫出鈉與硫酸銅溶液反應的化學方程式：____。
1．【答案】B
【解析】鈉在空氣中發生緩慢氧化生成Na2O，而鈉在空氣中燃燒生成Na2O2，B項錯誤。
2． 【答案】D
【解析】二氧化碳與過氧化鈉反應生成碳酸鈉和氧氣，反應后所得固體質量增大，故A錯誤；金屬鈉能與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，則金屬鈉的滅火不可以用水，應用沙土覆蓋，故B錯誤；在滴入酚酞的水溶液中加入過氧化鈉，過氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉和氧氣，所以溶液先變成紅色，又由于Na2O2具有強氧化性和漂白性，則紅色的溶液又會褪色，所以現象為溶液先變紅后褪色，故C錯誤；過氧化鈉能與人呼出的二氧化碳和水蒸氣反應生成氧氣，常用作呼吸面具或潛水艇的氧氣來源，故D正確。
3．【答案】A
【解析】4Na＋O2===2Na2O、2Na＋O2Na2O2，所以反應條件不同其產物不同，故A正確；Na與TiCl4溶液混合，Na先與溶液中的水反應生成氫氧化鈉和氫氣，Na與熔融的TiCl4反應可置換出Ti，故B錯誤；金屬鈉與煤油不反應，且密度比煤油大，沉于煤油底部，隔開了空氣，所以鈉能保存在煤油中，而鈉的密度比四氯化碳小，鈉浮在液面上，無法隔絕空氣，故不能保存在四氯化碳中，故C錯誤；鉀鈉合金具有良好的導熱性，能夠用于快中子反應堆的熱交換劑，故D錯誤。
4． 【答案】B
【解析】Na2O、Na2O2與水反應現象不同，后者有氣體產生，故A錯誤；鈉的燃燒產物為過氧化鈉，陰、陽離子個數比為1∶2，故B正確；鈉投入硫酸銅溶液中有藍色沉淀生成，置換不出銅單質，故C錯誤；過氧化鈉與水反應生成具有強烈腐蝕性的氫氧化鈉，故D錯誤。
5． 【答案】D
【解析】金屬鈉和水之間能反應產生氫氣，氫氣能燃燒，不能用水滅火，故A錯誤； 濕抹布中有水，金屬鈉和水之間能反應產生氫氣，氫氣能燃燒，不能用來滅火，故B錯誤；煤油易燃，故C錯誤； 沙子不易燃，能將金屬鈉和空氣隔離，起到滅火的作用，故D正確。
6．
(1) _用濾紙吸干表面的煤油，在玻璃片上用小刀切割下一塊綠豆大的鈉粒，再將多余的鈉塊放入原試劑瓶__，
_鈉與水劇烈反應并放出大量的熱，使鈉很快熔化__。
【解析】由于鈉的化學性質活潑，與水反應，密度比煤油大，所以一般將鈉保存在煤油中，用鑷子取出鈉后，必須先將鈉表面的煤油用濾紙吸干，然后再用小刀切割。需要注意的是，只能切割一塊綠豆大的鈉粒以防止鈉與水反應劇烈造成安全事故。同時要將多余的鈉塊放入原試劑瓶，這與一般藥品的取用是不同的。由于鈉與水劇烈反應放熱使鈉熔化，所以鈉很快脫落，可以考慮用鋁箔將鈉包好，再用鑷子夾住放入水中。
7．
【答案】(1)在實驗室將金屬鈉保存在石蠟油或煤油中，因為鈉易與空氣中的氧氣發生反應，所以必須隔絕空氣保存；又因為鈉不與石蠟油、煤油反應，且鈉的密度比石蠟油、煤油的大，所以可以把鈉保存在石蠟油或煤油中。
(2)有大量氣泡冒出，試管外壁發燙。
(3)將帶火星的木條伸入試管，觀察木條是否復燃。
(4)過氧化鈉與水反應放出大量的熱，使脫脂棉溫度達到著火點，且反應生成的氧氣能助燃，所以脫脂棉迅速燃燒。
8．
(1)有氣泡生成，鈉熔化成小球且在煤油和CuSO4溶液界面處上下跳動，最終完全溶解__。
(2)下層溶液出現藍色沉淀__。
(3) _大試管內的溶液液面下降，長頸漏斗中液面上升__。
(4) 2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑__。
【解析】鈉保存在煤油中，鈉與CuSO4溶液反應時，應先考慮鈉與水反應，生成的NaOH再與CuSO4溶液反應。 (1)鈉的密度大于煤油的密度且和煤油不反應，所以鈉在煤油中逐漸下沉；鈉的密度小于水的密度，會浮在水面上，鈉和CuSO4溶液中的水反應放出大量熱同時生成氫氣，鈉的熔點較低，則鈉會熔成小球；生成的氫氣推動鈉上浮至煤油層。(2)氫氧化鈉與硫酸銅反應生成藍色的氫氧化銅沉淀。(3)該反應中有氫氣生成，則大試管內氣體的壓強增大，大于外界大氣壓，導致大試管內的液面下降，把試管內的溶液壓入長頸漏斗中，使長頸漏斗中液面逐漸上升。(4)鈉與硫酸銅溶液反應，是鈉與水反應生成氫氧化鈉，氫氧化鈉再與硫酸銅反應，則發生反應的化學方程式為2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。第10課 鈉及其氧化物
[學習目標]
課標要點 學科素養
金屬鈉的性質 1．能根據鈉和水反應的實驗現象辨識鈉和水反應的實質，提高學生宏觀辨識與微觀辨析的素養水平 2．初步形成基于原子結構對物質的性質進行預測和檢驗的認識模型
氧化鈉和過氧化鈉的性質 1．根據氧化鈉是堿性氧化物和堿性氧化物的通性預測氧化鈉的性質，以培養學生證據推理和模型認知的素養水平 2．根據過氧化鈉中氧元素的化合價推斷其具有的性質
1．能從鈉的原子結構(微觀)分析認識鈉是一種非常活潑的金屬，具有很強的還原性(宏觀)。
2．設計實驗探究鈉與氯氣、水的反應，會分析鈉與酸、鹽溶液的反應，以促進證據推理與模型認知化學核心素養的發展。
3．從物質類別、元素化合價的視角認識氧化鈉和過氧化鈉的性質，熟知過氧化鈉與水和二氧化碳的反應。
[學習過程]
知識點一 金屬鈉的性質
教材學習
仔細閱讀教材，思考下列問題：
1．鈉元素在自然界中都以___的形式存在，如____、____和____等。
2．鈉的物理性質
鈉是一種____色、有____光澤、質地____、熔點____、常溫下為固態的金屬。鈉通常保存在____中。
3．鈉的原子結構及性質
鈉的原子結構示意圖為____，鈉原子很容易____一個電子，而表現出很強的____。
(1)鈉與氧氣的反應
①金屬鈉在空氣中的變化
實驗步驟：用鑷子取一小塊金屬鈉，用濾紙吸干表面的煤油后，用刀切去一端的外皮。觀察鈉的光澤和顏色，并注意新切開的鈉表面所發生的變化。
實驗現象：鈉的表面____。
實驗結論：鈉是銀白色具有金屬光澤的固體，質軟，在常溫下可以與O2反應生成____色的____，化學方程式為____。
②金屬鈉在空氣中加熱
實驗步驟：將一個干燥的坩堝加熱，同時切取一塊綠豆大的鈉，迅速投到熱坩堝中。繼續加熱坩堝片刻，待鈉熔化后立即撤掉酒精燈，觀察現象。
實驗現象：鈉受熱時先熔化成____，片刻后劇烈燃燒，發出____色火焰，生成____色固體。
實驗結論：鈉的熔點低，易燃燒，在空氣中加熱生成____色的____，化學方程式為_______________________________。
(2)鈉與水(滴有酚酞溶液)反應
①現象及解釋
實驗現象 原因
金屬鈉熔化成閃亮的小球 該反應為____反應，鈉的熔點____
金屬鈉浮在水面上 鈉的密度比水____
鈉在水面上四處游動，并發出“嘶嘶”聲 反應中產生____
反應后的溶液顯紅色 反應后得到的溶液顯____
②化學方程式：________________________。
知識精講
1．鈉與非金屬單質的反應
2.鈉與水的反應
實驗操作 實驗現象 原因解釋
鈉浮在水面上(浮) 鈉的密度比水小
鈉熔化成閃亮的小球(熔) 鈉的熔點低，反應放熱
小球在水面上四處游動，最后完全消失(游) 反應產生的氣體(H2)推動小球運動
與水反應發出嘶嘶響聲(響) 鈉與水反應劇烈
反應后溶液的顏色逐漸變紅色(紅) 反應生成堿(NaOH)
3．鈉與水、酸及鹽溶液的反應規律
4．鈉露置于空氣中的變化
金屬鈉長期露置于空氣中最終完全轉變為Na2CO3粉末，此過程中的主要變化與現象：
發生主要變化的化學方程式為
①4Na＋O2===2Na2O
②Na2O＋H2O===2NaOH
④2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，
Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O
⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O
5．鈉的重要用途
(1)鉀鈉合金用于原子反應堆，作導熱劑。
(2)制備Na2O2。
(3)作電光源：高壓鈉燈。
(4)冶煉稀有金屬，如冶煉金屬鈦：4Na＋TiCl4Ti＋4NaCl。
典題例析
[例1]將一塊金屬鈉投入滴有紫色石蕊溶液的盛冷水的燒杯中，甲同學認為可觀察到下列現象，其中正確的有(　　)
①鈉投入水中，先沉入水底，后浮出水面　②鈉立即與水反應，并有氣體產生　③反應后溶液變紅　④鈉熔成閃亮的小球　⑤小球在水面上四處游動　⑥有“嘶嘶”的響聲發出
A．①②③④　　　　　B．②③④⑤
C．②④⑤⑥ D．③④⑤⑥
[例2]為研究Na的性質，進行如下實驗：
裝置 實驗
液體a 現象
蒸餾水 Ⅰ.Na浮在液面上，劇烈反應，產生少量白霧
0.1 mol/L 鹽酸 Ⅱ.Na浮在液面上，反應比Ⅰ中劇烈，產生白霧
濃鹽酸 Ⅲ.Na浮在液面上，反應比Ⅰ中緩慢，產生大量白霧，燒杯底部有白色固體
下列說法中不正確的是(　　)
A．Ⅰ中現象說明Na與水反應放熱
B．Ⅰ中反應的離子方程式為2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
C．Ⅲ中白霧比Ⅱ中多，說明Ⅲ中反應放熱比Ⅱ中更多
D．推測Ⅲ中反應緩慢可能與c(Cl－)以及生成的白色固體有關
[例3]鈉與水反應的實驗過程如下圖所示，下列有關說法不正確的是(　　)
A．圖②中鈉熔成小球，說明鈉與水反應放熱且鈉的熔點低
B．圖②中鈉球四處游動，說明反應產生了氣體
C．圖③中滴加酚酞溶液后溶液變紅，說明有堿性物質生成
D．鈉與水反應的離子方程式是2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
[例4]在燒杯中加入水和苯(密度：0.88 g·cm－3，不溶于水，不與鈉反應)各50 mL。將一小粒金屬鈉(密度：0.97 g·cm－3)投入燒杯中，觀察到的現象可能是　　　(　　)
A．鈉在水層中反應并四處游動
B．鈉停留在苯層中不發生反應
C．鈉在苯的液面上反應并四處游動
D．鈉在苯與水的界面處反應并可能做上、下跳動
[例5]一定條件下，2.3 g純凈金屬鈉在干燥空氣中被氧化后得到3.5 g固體，由此判斷其產物是(　　)
A．氧化鈉　　　　　　　　　B．過氧化鈉
C．氧化鈉和過氧化鈉　 D．無法確定
[例6]將少量金屬鈉分別投入下列物質的水溶液中，反應后溶液質量減輕的是(　　)
A．HCl B．K2SO4 C．NaOH D．CuSO4
知識點二 氧化鈉和過氧化鈉
教材學習
仔細閱讀教材，思考下列問題：
1．Na2O的性質
Na2O和CaO性質相似，都是典型的堿性氧化物。
(1)與水反應：____。
(2)與酸性氧化物(CO2)反應：___。
(3)與酸(HCl)反應：____。
2．Na2O2的性質
(1)Na2O2與H2O反應的化學方程式為____________________________，反應中氧化劑是__________，還原劑是________。
(2)Na2O2與CO2反應的化學方程式為____________________________，反應中氧化劑是________，還原劑是____________。
因此Na2O2可用作呼吸面具或潛水艇中的___________劑。Na2O2還可用作漂白劑，若向紫色石蕊溶液中加入Na2O2粉末，振蕩后，除了觀察到有氣體產生外，還能觀察到的現象是____________。
知識精講
1．氧化鈉和過氧化鈉性質的比較
物質 氧化鈉 過氧化鈉
化學式 Na2O Na2O2
氧的化合價 －2價 －1價
n(Na＋)∶n(陰離子) 2∶1 2∶1
顏色、狀態 白色固體 淡黃色固體
氧化物類別 堿性氧化物 過氧化物(不屬于 堿性氧化物)
生成 4Na＋O2===2Na2O 2Na＋O2Na2O2
與氧氣反應 2Na2O＋O22Na2O2 不反應，穩定性強
與水反應 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O　===4NaOH＋O2↑
與CO2反應 Na2O＋CO2=== Na2CO3 2Na2O2＋2CO2　===2Na2CO3＋O2
與稀鹽酸 反應 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O
漂白性 無 有
用途 — 漂白劑、消毒劑、供氧劑、強氧化劑
[知識拓展]
Na2O2與水反應的實質
Na2O2與水的反應是比較特殊的氧化還原反應，實質上可以分成兩個過程：
①Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2
②2H2O2===2H2O＋O2↑
①×2＋②得
所以Na2O2與H2O反應時，Na2O2在反應中既作氧化劑，又作還原劑，且二者個數之比為1∶1；NaOH既不是氧化產物，也不是還原產物；反應過程中有H2O2生成，H2O2有強氧化性。
2．Na2O2與CO2、H2O反應中有關量的關系
(1)氣體分子個數的關系
無論是CO2或H2O(g)的單一物質還是二者的混合物，通過足量的Na2O2時，CO2或H2O(g)與放出O2的分子個數之比均為2∶1，即氣體減小的體積等于生成O2的體積。
(2)固體質量關系
Na2O2與CO2或H2O反應，相當于固體(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”，可以看作發生相應的反應：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(實際兩反應不能發生)。
(3)先后順序關系
一定量的Na2O2與一定量CO2和H2O(g)的混合物反應，解決問題時可視作Na2O2先與CO2反應，待CO2反應完成后，Na2O2再與H2O發生反應。
(4)電子轉移關系
兩反應都是Na2O2自身發生氧化還原反應，每有1分子 O2生成時，轉移的電子數均為2。
典題例析
[例1]下列關于Na2O、Na2O2的說法正確的是(　　)
A．Na2O、Na2O2都是鈉的氧化物，都是堿性氧化物
B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(與水反應)的白色固體
C．Na2O2是強氧化劑，具有漂白性，能夠用來漂白食品
D．Na2O2與水反應時， 生成1分子O2轉移2個電子
[例2]下列說法錯誤的是(　　)
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反應生成1個 O2分子時轉移2個電子
C．Na2O2投入CuSO4溶液中有藍色沉淀及氣泡產生
D．保持溫度不變，向飽和燒堿溶液中加入2 g Na2O2，充分反應后，Na＋的濃度不變
[例3]CO和H2的混合氣體21.2 g，與足量O2反應后，通過足量Na2O2，固體質量增加(　　)
A．21.2 g　 B．14 g
C．6.78 g　 D．不能確定
[例4]向紫色石蕊溶液中加入Na2O2粉末，充分振蕩，觀察到的現象為(　　)
A．溶液仍為紫色
B．除最終溶液褪色外，無其他現象
C．最后溶液變為藍色
D．溶液中產生氣泡，最后溶液變為無色
[例5]為了使宇航員在飛船中得到一個穩定的、良好的生存環境，一般在飛船內安裝盛有Na2O2顆粒的裝置，它的用途是產生氧氣。下列關于Na2O2的敘述正確的是(　　)
A．Na2O2中陰、陽離子的個數比為1∶1
B．Na2O2分別與水及CO2反應產生相同量的O2時，需要水和CO2的質量相等
C．Na2O2分別與水及CO2反應產生相同量的O2時，轉移電子的數目相等
D．Na2O2的漂白原理與木炭的漂白原理相同
[例6]某溶液中含有HCO、CO、SO、SO、K＋、NH6種離子。將Na2O2固體加入其中后，這6種離子仍能大量存在的有(　　)
A．1種　　B．2種　　C．3種　　D．4種
[效果檢測]
1．下列關于鈉的敘述錯誤的是(　　)
A．鈉在常溫下就容易被氧化
B．鈉在空氣中燃燒生成Na2O
C．鈉燃燒時發出黃色的火焰
D．鈉的密度比水小，熔點低于100 ℃
2．下列說法正確的是(　　)
A．CO2通過過氧化鈉固體后，固體質量減少
B．金屬鈉的滅火可以用水
C．向滴有酚酞的水溶液中加入過氧化鈉固體，溶液變紅
D．過氧化鈉可以用作呼吸面具或潛水艇的氧氣來源
3．下列說法正確的是(　　)
A．Na與O2反應的產物與條件有關
B．Na能與TiCl4溶液反應置換出Ti
C．實驗室常將鈉保存在煤油中，也可將鈉保存在四氯化碳中
D．鉀鈉合金熔點高，故可作快中子反應堆的熱交換劑
4．下列關于鈉及其化合物的敘述中，正確的是(　　)
A．Na2O、Na2O2與水反應的實驗現象相同
B．鈉在空氣中燃燒時，生成產物的陰、陽離子個數比為1∶2
C．鈉投入硫酸銅溶液中可以觀察到紅色物質出現
D．長距離運輸魚苗，最好在水中加入一定量的Na2O2 ，起到供氧和殺菌的作用
5．金屬鈉著火時，能用來滅火的是(　　)
A．水 B．濕抹布
C．煤油 D．沙子
6．金屬鈉與水的反應是中學化學中的一個重要反應，如圖是某同學的演示實驗。
(1)請補充并完成A實驗中從試劑瓶中取出鈉到向水槽中投入鈉的有關操作：用鑷子從試劑瓶中取出一小塊鈉，__ __，用鑷子夾取切好的金屬鈉，投入盛有水的燒杯中。
(2)某同學用鑷子夾住一小塊鈉，按圖B所示方法來收集產生的氣體，但鈉很快脫落，實驗沒有成功。鈉很快脫落的原因是__ __。
7．(1)在實驗室中應怎樣保存金屬鈉，為什么？
(2)向盛有少量過氧化鈉的試管中加入適量水，出現什么現象？
(3)如何證明過氧化鈉與水反應生成的氣體是氧氣？
(4)向包有少量過氧化鈉的脫脂棉上滴幾滴水后，脫脂棉為什么會迅速燃燒？
8．有人設計出一種讓Na與CuSO4溶液反應的方法，實驗時，往100 mL大試管中先加40 mL煤油，取3粒米粒大小的金屬鈉放入大試管后塞上橡皮塞，通過長頸漏斗加入CuSO4溶液使煤油的液面至膠塞，并夾緊彈簧夾(如圖所示)，仔細觀察，回答下列問題。
(1)有關鈉反應的現象是__ __。
(2)大試管的溶液中出現的現象：__ __。
(3)裝置中液面的變化：__ __。
(4)寫出鈉與硫酸銅溶液反應的化學方程式：____。

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