過氧化鈉的化學性質 同學們,過氧化鈉是一種活潑金屬的氧化物,但並不屬於鹼性氧化物,而屬於過氧化物,能夠發生許多氧化還原反應,下面讓我們研究其中的一些重要反應。 【知識點1】過氧化鈉的結構 過氧化鈉(Na2O2)是離子化合物,晶體中陰離子是O22—,晶體中陰陽離子個數比爲1:2。 【知識點2】過氧化鈉的化學性質 1、Na2O2中氧元素化合價爲-1價,處於中間價態,Na2O2既有氧化性又有還原性,但以強氧化性爲主。具體反應如下: 得2e - 失2e - ① 2Na2O2+2H2O════ 4NaOH+O2↑ 觀察反應前後各元素化合價可知,H2O中-2价O在反應後化合價並未變化,從而判斷Na2O2中-1价O部分化合價升高轉化生成O2,部分化合價降低轉化到NaOH中,故Na2O2既是氧化劑又是還原劑,該反應爲歧化反應。 得2e - 失2e -
觀察反應前後各元素化合價可知,CO2中-2价O在反應後化合價也未變化,與過氧化鈉與水反應類似,在該反應中Na2O2既是氧化劑又是還原劑。 說明:Na2O2可與空氣中的CO2作用放出氧氣,因此常用在缺乏空氣的場合,如潛水、宇宙飛船等方面,以供人們呼吸應急用。 失4e -
小結:當Na2O2与H2O、CO2、H+等反應時,它既是氧化劑又是還原劑;當其與強還原劑如SO2、SO32-、Fe2+等反應時,它是氧化劑。 2、Na2O2的漂白性: 播放視頻 分析:Na2O2與水反應生成NaOH,使溶液顯鹼性,所以滴加酚酞試劑後溶液變紅,後又褪色是因爲Na2O2具有強氧化性,能夠氧化溶液中的紅色物質使之褪色,體現出漂白性。 【知識點3】過氧化鈉與水、二氧化碳反應中的定量關係 (1)電子轉移關係 当Na2O2与CO2、H2O反應時,物質的量關係爲2Na2O2~O2~2e-。 (2)反應中的差量關係 【例題】將0.1molNa2O 、 Na2O2 分別加入到盛有100 mL水的甲、乙兩燒杯中,攪拌,使固體完全溶解,則甲、乙燒杯中溶質的質量分數大小關係是( B ) A. 甲<乙 B. 甲=乙 C. 甲>乙 D. 不能確定 分析: 2Na2O2+2H2O════4NaOH +O2↑ 變式:Na2 O·O +H2O════2NaOH +1/2O2↑ 觀察可知反應後溶液的增重相當於增加了Na2O2中的“Na2O”的質量,因此向100 mL水中加入0.1mol Na2O2 等同於加入0.1mol Na2O。 【例題】將0.2mol CO2氣體通過裝有足量Na2O2的乾燥管,計算完全反應後乾燥管內固體增加的質量。 分析: 2Na2O2+2CO2════2Na2CO3+O2 變式:Na2O2+CO·O════Na2 O2·CO+1/2O2 觀察可知反應後固體的增重相當於Na2O2吸收了CO2中的“CO”,故可建立該差量“CO”與化學方程式中各物質之間的關係式進行計算。 解: 2Na2O2+2CO2════2Na2CO3+O2 ~ 2CO(差量) 2mol 0.2mol m(固體增加) m(固體增加)= 拓展:凡分子組成符合(CO)m(H2)n的物質,Wg該物質在氧氣中完全燃燒,其產物(CO2和水蒸氣)通過足量Na2O2後,固體增重爲Wg。 小結:Na2O2与CO2、H2O反應前後存在氣體體積差、固體質量差或溶液的質量差,故可利用化學方程式分析有關差量並進行計算。差量法計算在鈉及其化合物中有着廣泛的應用。 【歸納】過氧化鈉 1、 Na+和O22—按2:1個數比構成Na2O2 2、 既有氧化性也有還原性,以強氧化性爲主 3、 漂白性 4、 与CO2、H2O反應(電子轉移分析、定量關係) 【練習】 1、1molNa2O2和1molNa2O中陰離子的個數相比,前者與後者的關係是( C ) A.前者大 B.前者小 C.相等 D.不能肯定 2、在Na2O2和CO2的反應中,發生還原反應和氧化反應的物質的質量比爲( D) A.8∶53 B.2∶1 C.1∶2 D.1∶1 3、将Na2O2加入紫色石蕊溶液中,可觀察到的現象有 放出大量氣泡,溶液先變成藍色,又慢慢褪爲無色。 4、判斷正誤 ① 1mol Na2O2固體中含離子總數爲4NA。( × ) ②Na2O2与CO2反應生成11.2L O2(標準狀況),反應中轉移電子數爲2NA。( × ) 5、過氧化鈉可作爲氧氣的來源。常溫常壓下二氧化碳和過氧化鈉反應後,若固體質量增加
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