2019高考化學 難點剖析 專題10 過氧化鈉性質(zhì)的考查講解.doc

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專題10 過氧化鈉性質(zhì)的考查 過氧化鈉是一種特殊氧化物，屬于過氧化物，具有強氧化性、漂白性，常用來作供氧劑、漂白劑、強氧化劑，是高考中一個重要考點。 一、考查Na2O2的制備 1．下列各組中的兩物質(zhì)相互反應時，若改變反應條件（溫度、反應物用量比），生成物并不改變的有（ ）組 ①NaHCO3溶液和NaOH溶液 ②Na和O2 ③NaOH和CO2 ④Na2O2和CO2 ⑤NaAlO2和HCl ⑥Na2CO3溶液和鹽酸 A． 1組 B． 2組 C． 3組 D． 4組 【答案】B 【解析】①NaHCO3溶液和NaOH溶液反應只能生成碳酸鈉和水，①正確；②Na和O2常溫下反應生成氧化鈉，點燃則生成過氧化鈉，②錯誤；③足量NaOH溶液和CO2反應生成碳酸鈉和水，二氧化碳如果過量，則生成碳酸氫鈉，③錯誤；④Na2O2和CO2反應只能生成碳酸鈉和氧氣，④正確；⑤NaAlO2和HCl反應時如果鹽酸過量則生成氯化鈉、氯化鋁和水，如果偏鋁酸鈉過量則生成氫氧化鋁和氯化鈉，⑤錯誤；⑥Na2CO3溶液和鹽酸是分步進行的，如果鹽酸不足，則生成碳酸氫鈉和氯化鈉，如果鹽酸過量則生成氯化鈉、水和二氧化碳，⑥錯誤。 二、考查Na2O2的結(jié)構(gòu) 2．下列有關Na2O2說法正確的是(　　) A． Na2O2與CO2反應，產(chǎn)生標準狀況下2.24LO2,轉(zhuǎn)移0.26.021023個電子 B． Na2O2中只含有離子鍵 C． Na2O2中陰陽離子的個數(shù)比為1:1 D． Na2O2由鈉在常溫下與氧氣反應得到 【答案】A 【解析】A．過氧化鈉中的氧元素都是-1價，生成氧氣，元素化合價由-1價升高到0價，升高1價，則產(chǎn)生標準狀況下2.24 L O2，即0.1mol氧氣，轉(zhuǎn)移0.26.021023個電子，A正確。B．過氧化鈉含有離子鍵和共價鍵，B錯誤；C．過氧化鈉電子式為，Na2O2中陰陽離子的個數(shù)比為1：2，C錯誤；D．與氧氣在加熱條件下生成過氧化鈉，常溫下生成氧化鈉，D錯誤。 三、Na2O2在阿伏加德羅常數(shù)中的考查 3．（2018屆遼寧省重點高中協(xié)作校高三第三次模擬考試）設NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值。下列說法不正確的是 A． 23gCH3CH2OH與30gCH3COOH反應，生成CH3COOCH2CH3的分子數(shù)為0.5NA B． 15.6g由Na2S和Na2O2組成的混合物中，含有的陰離子數(shù)目為0.2NA C． 32.5g鋅與一定量濃硫酸恰好完全反應，生成氣體的分子數(shù)為0.5NA D． 過量MnO2與濃鹽酸反應產(chǎn)生1molCl2，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為2NA 【答案】A 【解析】A項，n（CH3CH2OH）==0.5mol，n（CH3COOH）==0.5mol，CH3CH2OH與CH3COOH反應的化學方程式為CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O，由于該反應為可逆反應，生成的CH3COOCH2CH3物質(zhì)的量小于0.5mol，A項錯誤；B項，Na2S和Na2O2的摩爾質(zhì)量都是78g/mol，15.6gNa2S和Na2O2以任意比混合，n總==0.2mol，Na2S和Na2O2中陰、陽離子個數(shù)比都為1:2，含有陰離子物質(zhì)的量為0.2mol，B項正確；C項，n（Zn）==0.5mol，Zn與濃H2SO4的反應為：Zn+2H2SO4（濃）=ZnSO4+SO2↑+2H2O，隨著反應的進行H2SO4變稀，Zn與稀H2SO4的反應為：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，Zn無論與濃硫酸反應還是與稀硫酸反應，生成氣體分子物質(zhì)的量等于Zn的物質(zhì)的量，生成氣體分子物質(zhì)的量為0.5mol，C項正確；D項，MnO2與濃鹽酸共熱制Cl2的反應中，Cl元素的化合價由-1價升至0價，生成1molCl2轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為2mol，D項正確。 四、Na2O2與CO2、H2O反應的考查 4．（2018年北京市順義區(qū)高三第二次模擬考試）Na2O2是常用的供氧劑，下列說法不正確的是 A． Na2O2可由Na在空氣中燃燒而生成 B． Na2O2中，陰陽離子的個數(shù)比為1:2 C． Na2O2與水反應有1mol O2 生成時，轉(zhuǎn)移1 mol 電子 D． Na2O2與CO2反應生成O2 ：2Na2O2 + 2CO2===2Na2CO3 +O2 【答案】C 【解析】A. Na在空氣中燃燒而生成Na2O2，故A正確；B．Na2O2晶體中陽離子為Na+、陰離子為O22-，所以Na2O2晶體中陰陽離子個數(shù)之比為1：2，故B正確；C. 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ↑，Na2O2與水反應有1mol O2 生成時，轉(zhuǎn)移2 mol 電子，故C錯誤；D. Na2O2與CO2反應生成碳酸鈉和O2，反應的方程式為2Na2O2 + 2CO2===2Na2CO3 +O2，故D正確。 五、Na2O2漂白性的考查 5．如表所示，對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及兩者間是否具有因果關系的判斷都正確的是 (　　) 選項 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ 判斷 A 碳酸鈉溶液可用于治療胃病 Na2CO3可與鹽酸反應 Ⅰ對，Ⅱ?qū)?，? B 向滴有酚酞的水溶液中加入Na2O2變紅色 Na2O2與水反應生成氫氧化鈉 Ⅰ對，Ⅱ錯，無 C 金屬鈉具有強還原性 高壓鈉燈發(fā)出透霧性強的黃光 Ⅰ對，Ⅱ?qū)?，? D 過氧化鈉可為航天員供氧 Na2O2能與CO2和H2O反應生成O2 Ⅰ對，Ⅱ?qū)?，? 【答案】D 【解析A．碳酸鈉能夠與鹽酸反應，但是碳酸鈉堿性較強，具有腐蝕性，不能用于治療胃酸過多，陳述Ⅰ錯誤，A錯誤；B．過氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉，氫氧化鈉為強堿，水溶液顯堿性，能夠使酚酞變紅，但過氧化鈉還具有強氧化性，因此最終顏色會褪去，B錯誤；C．鈉的焰色為黃色，透霧性強，高壓鈉燈發(fā)出透霧能力強的黃光，Ⅰ對，Ⅱ?qū)?，二者無因果關系，C錯誤；D．過氧化鈉能與水、二氧化碳反應生成氧氣，所以可為航天員供氧，陳述Ⅰ、Ⅱ正確，且有因果關系，D正確。 六、Na2O2性質(zhì)的探究 6．Na2O2具有強氧化性，可以用來漂白紡織類物品、麥桿、纖維等。 （1）如下圖所示實驗，反應的化學方程式為_______________。實驗結(jié)束后，向試管所得溶液中滴加酚酞溶液，現(xiàn)象是___________________________。 （2）若用嘴通過導管向附著少量Na2O2粉末的棉花吹氣，棉花燃燒。原因是Na2O2與H2O和CO2反應，其中與CO2反應的化學方程式為______________________。若標準狀況下反應生成了5.6LO2，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為______mol。 過氧化鈣（CaO2）是一種白色、無毒、難溶于水的固體，能殺菌消毒，廣泛用于果蔬保鮮、空氣凈化、污水處理等方面。工業(yè)生產(chǎn)過程如下： ①在NH4Cl溶液中加入Ca（OH）2； ②在第①步的生成的產(chǎn)物中加入30%H2O2，反應生成CaO2?8H2O沉淀； ③經(jīng)過陳化、過濾，水洗得到CaO2?8H2O，再脫水干燥得到CaO2。 完成下列填空： （3）第①步反應的化學方程式為_____________________。 （4）生產(chǎn)中可循環(huán)使用的物質(zhì)是_____________________。 （5）檢驗CaO2?8H2O是否洗凈的方法是___________。 （6）已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2。如圖是實驗室測定產(chǎn)品中CaO2含量的裝置（夾持裝置省略）。 若所取產(chǎn)品質(zhì)量是m g，測得氣體體積為V mL（標況），產(chǎn)品中CaO2的質(zhì)量分數(shù)為________（用字母表示）。過氧化鈣的含量也可用重量法測定，需要測定的物理量有______________________。 【答案】 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 先變紅后褪色 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 0.5 2NH4Cl+Ca（OH）2=2NH3?H2O+CaCl2 NH4Cl 取少量最后一次洗滌液于試管中，滴加少量硝酸酸化的硝酸銀溶液，觀察是否產(chǎn)生白色沉淀，如果產(chǎn)生白色沉淀就證明沒有洗滌干凈，否則洗滌干凈 或9V/1400m 樣品質(zhì)量和反應后固體質(zhì)量（合理即可） 【解析】（1）過氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉和氧氣，即2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，向試管所得溶液中滴加酚酞溶液，體系呈堿性，溶液變紅，產(chǎn)生氧氣，具有氧化性，故將溶液漂白，所以現(xiàn)象是先變紅后褪色； （2）因為過氧化鈉和水以及二氧化碳反應都會生成氧氣，氧氣具有助燃性，其中過氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣，即2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，每生成1mol氧氣，轉(zhuǎn)移2mol電子，生成氧氣的物質(zhì)的量是5.6L22.4L/mol=0.25mol，因此轉(zhuǎn)移0.5mol電子； （3）第①步中氯化銨和氫氧化鈣發(fā)生復分解反應生成一水合氨和氯化鈣，反應方程式為2NH4Cl+Ca（OH）2=2NH3?H2O+CaCl2； （4）第②步反應中，氯化鈣、雙氧水、一水合氨和水反應生成CaO2?8H2O和氯化銨，反應方程式為CaCl2+H2O2+2NH3?H2O+6H2O=CaO2?8H2O↓+2NH4Cl；第①步中氯化銨參加反應、第②步中生成氯化銨，所以可以循環(huán)使用的物質(zhì)是NH4Cl； （5）實驗室用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗氯離子，如果沉淀沒有洗滌干凈，向洗滌液中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液應該有白色沉淀，其檢驗方法是：取少量最后一次洗滌液于試管中，滴加少量硝酸酸化的硝酸銀溶液，觀察是否產(chǎn)生白色沉淀，如果產(chǎn)生白色沉淀就證明沒有洗滌干凈，否則洗滌干凈； （6）設超氧化鈣質(zhì)量為xg，則根據(jù)方程式可知 2CaO22CaO+O2↑ 144g 22.4L xg 0.001L 144g：22.4L=xg：0.001L 解得x=9V/1400 其質(zhì)量分數(shù)=9V/1400m100%=9V/14m%； 如果過氧化鈣的含量也可用重量法測定，則需要測定的物理量有樣品質(zhì)量和反應后固體質(zhì)量。 7．Na2O2可用作漂白劑和呼吸面具中的供氧劑 (1)某學習小組發(fā)現(xiàn)：在盛有Na2O2的試管中加入足量水，固體完全溶解，并立即產(chǎn)生大量氣泡，當氣泡消失后，向其中滴入1~2滴酚酞溶液，溶液變紅；將試管輕輕振蕩，紅色很快褪去；此時再向試管中加入少量MnO2粉末，又有氣泡產(chǎn)生。 ①寫出Na2O2作供氧劑的化學反應方程式____________； ②使酚酞溶液變紅是因為________，紅色褪去的可能原因是___________； ③加入MnO2反應的化學方程式為____________； (2)Na2O2有強氧化性，H2具有還原性，有同學猜想Na2O2與H2能反應。為了驗證此猜想，該小組同學進行加下實驗，實驗步驟和現(xiàn)象如下： 步驟1：按上圖組裝儀器(圖中夾持儀器省略)，檢查氣密性，裝入藥品。 步驟2：打開K1、K2，產(chǎn)生的氫氣流經(jīng)裝有Na2O2的硬質(zhì)玻璃管，一段時間后沒有任何現(xiàn)象。 步驟3： ，開始加熱，觀察到硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Na2O2開始熔化，淡黃色的粉末變成了白色固體，干燥管內(nèi)硫酸銅未變藍色。 步驟4：反應后撤去酒精燈，待硬質(zhì)玻璃管冷卻后關閉K1。 ①添加稀鹽酸的儀器名稱是______，B裝置的作用_________。 ②步驟3在點燃C處酒精燈前必須進行的操作是______________； ③裝置D的目的是_________； ④你得到的結(jié)論是________(若能反應請用化學方程式表示)； ⑤該實驗設計中存在著明顯不足之處，應該如何改進：___________。 【答案】 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 （或?qū)懗? Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑） 生成了堿（NaOH） 反應生成的H2O2具有漂白作用 長頸漏斗 吸收氫氣中的雜質(zhì)氣體或除去氫氣中的水蒸氣和氯化氫氣體 檢驗氫氣純度 檢驗是否有水生成 Na2O2 + H2 = 2 NaOH 在裝置D后連接一個氫氣的尾氣處理裝置 【解析】分析：(1)過氧化鈉和水或二氧化碳反應生成氫氧化鈉和氧氣，反應中可能生成過氧化氫，過氧化氫具有氧化性，因此加入二氧化錳可以放出氧氣； (2)分析裝置圖和實驗步驟可知，鹽酸與鋅反應生成的氫氣中會混有氯化氫氣體，氫氣是可燃性氣體，混有空氣時點燃易發(fā)生爆炸；實驗現(xiàn)象分析可知過氧化鈉變?yōu)榘咨腆w，硫酸銅不變藍色證明無水生成，證明氫氣和過氧化鈉反應生成氫氧化鈉。 詳解：(1)①過氧化鈉和水或二氧化碳反應生成氫氧化鈉和氧氣，反應的方程式為2 Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑或2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2，故答案為：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 (或?qū)懗? Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑)； ②氫氧化鈉是堿，堿遇酚酞變紅；紅色褪去的可能原因是過氧化鈉和水反應生成的過氧化氫具有氧化性，能氧化有色物質(zhì)，故答案為：生成了堿(NaOH)；反應生成的H2O2具有漂白作用； ③過氧化氫在二氧化錳做催化劑分解生成水和氧氣，反應的化學方程式為：2H2O22H2O+O2↑，故答案為：2H2O22H2O+O2↑； ③D裝置中裝有無水硫酸銅，用來檢驗反應中是否有水產(chǎn)生，故答案為：檢驗反應中是否有水產(chǎn)生； ④實驗現(xiàn)象分析可知過氧化鈉變?yōu)榘咨腆w，硫酸銅不變藍色證明無水生成，證明氫氣和過氧化鈉反應生成氫氧化鈉，反應的化學方程式為，Na2O2+H22NaOH，故答案為：氫氣和過氧化鈉反應生成氫氧化鈉，Na2O2+H22NaOH； ⑤氫氣屬于易燃氣體，多余的氫氣不能直接排放到空氣中，需要在裝置D后連接一個氫氣的尾氣處理裝置，故答案為：在裝置D后連接一個氫氣的尾氣處理裝置。 8．（貴州省2018年普高等學校招生適應性考試）已知：NOx能與Na2O2反應；NO和NO2均能與酸性KMnO4溶液反應生成NO3ˉ和Mn2+。 I.用下圖所示裝置(略去夾持儀器)可制得少量亞硝酸鈉(2NO+Na2O2=2NaNO2)。 （1）B、D的儀器名稱是________，D的作用是________。 （2）通NO前，需先通一段時間N2，目的是________， （3）E中主要反應的離子方程式為________， （4）常溫下，測得實驗前后C的質(zhì)量差值為0.30g，則制得NaNO2________g。 Ⅱ.NO2和Na2O2都有較強氧化性，為探究NO2與Na2O2反應的產(chǎn)物，提出如下假設： 假設i.NO2氧化Na2O2；假設ii.Na2O2氧化NO2。 甲同學設計如圖所示實驗裝置： 請回答下列問題： （5）單向閥在實現(xiàn)氣體單向流通的同時，還有一個作用是___________。 （6）待試管G中收集滿氣體，向試管G中加入適量Na2O2粉末，塞緊塞子，輕輕振蕩試管內(nèi)粉末，觀察到紅棕色氣體迅速消失；再將帶火星的木條迅速伸進試管內(nèi)，木條復燃，甲同學據(jù)此認為假設i正確。乙同學認為該裝置不能達到實驗目的，為達到實驗目的，應在F、G之間增加一個M裝置，M中應盛裝__________(可供選擇的試劑：堿石灰，濃硫酸飽和氯化鈉溶液)；乙同學用改進后的裝置，重復了甲同學的實驗操作，觀察到紅棕色氣體迅速消失，帶火星的木條未復燃。得到結(jié)論：假設ⅱ正確。 請做出正確判斷，寫出NO2和Na2O2反應的化學方程式__________ 【答案】 (球形)干燥管 防止水蒸氣進入C裝置 排出裝置中的空氣 4H++3MnO4-+5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O 0.69g 防止倒吸 濃硫酸 2NO2+Na2O2=2NaNO3 【解析】本實驗分兩部分，I的實驗目的是制取少量亞硝酸鈉，根據(jù)反應：2NO+Na2O2=2NaNO2，Na2O2可以與水反應，所以該實驗的關鍵是完全干燥。 （1）B、D的儀器名稱是(球形)干燥管，B、D的作用都是防止水蒸氣進入C裝置； （2）通NO前，需先通一段時間N2，就是要將裝置中的空氣排出去，因為產(chǎn)物NaNO2容易被氧化；故目的是排出裝置中的空氣； （3）裝置E的作用是吸收未反應完的NO，根據(jù)題中信息：NO和NO2均能與酸性KMnO4溶液反應生成NO3ˉ和Mn2+，故C中主要反應的離子方程式為：4H++3MnO4-+5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O； （4）常溫下，測得實驗前后C的質(zhì)量差值為0.30g，根據(jù)反應原理：2NO+Na2O2=2NaNO2，裝置增重即為NO的質(zhì)量，故n（NO）=n（NaNO2）0.1mol，m（NaNO2）=0.69g； Ⅱ.該實驗的目的是探究NO2與Na2O2反應的產(chǎn)物，NO2和Na2O2都有較強氧化性。 （5）單向閥在G和H之間，單向閥內(nèi)部有一個關鍵的圓錐狀結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)氣體單向流通的同時，還有一個作用是可以阻隔液體，防止倒吸； （6）待試管G中收集滿氣體，向試管G中加入適量Na2O2粉末，塞緊塞子，輕輕振蕩試管內(nèi)粉末，觀察到紅棕色氣體迅速消失；再將帶火星的木條迅速伸進試管內(nèi)，木條復燃，說明NO2反應完了，且生成O2,但可能是F中的水蒸氣進入G，和NO2、Na2O2反應，故F、G之間增加一個M裝置，用來吸收水蒸氣，M中應盛裝濃硫酸；用改進后的裝置，重復了甲同學的實驗操作，觀察到紅棕色氣體迅速消失，帶火星的木條未復燃，說明反應了，但未生成O2，所以是Na2O2氧化NO2，將其氧化成NaNO3，故其反應方程式為：2NO2+Na2O2=2NaNO3。 9．某化學小組進行Na2O2與水反應的實驗，如圖所示，該小組對試管c中紅色褪去的原因進行探究。 請回答： （1）Na2O2中氧元素的化合價是___。請寫出a中反應的化學方程式________________。 （2）Na2O2在呼吸面具中反應的化學方程式________________。 （3）查閱資料: ①當NaOH溶液pH≥13時，可以使酚酞由紅色褪為無色； ②Na2O2與水反應分兩步進行：Na2O2 +2H2O==2NaOH+H2O2；H2O2==2H2O+O2↑ 請設計實驗驗證Na2O2與水反應后的溶液中有H2O2殘留：取少量b溶液于試管中，_____，證明溶液中有H2O2殘留。 （4）結(jié)合資料，該小組同學對c中溶液紅色褪去的原因提出以下假設： ①____________________； ②溶液中H2O2破壞酚酞的結(jié)構(gòu)； ③NaOH和H2O2共同作用結(jié)果。 （5）該小組同學測出c中溶液的pH為12，又進行了如下實驗： 操作：向少量H2O2中滴加2滴酚酞溶液，放置一段時間，再加入NaOH溶液至pH=12； 結(jié)論：假設②不正確，假設③正確 得出該結(jié)論依據(jù)的現(xiàn)象__________。 【答案】 -1 2Na2O2 + 2H2O == 4NaOH + O2↑ 2Na2O2 + 2CO2 == 2Na2CO3 + O2 加入少量MnO2粉末，產(chǎn)生大量氣泡，用帶火星的木條檢驗，木條復燃 溶液中NaOH濃度較大，pH≥13 H2O2中滴加2滴酚酞，溶液紅色，當加入NaOH后，溶液紅色褪去