微专题10 “四角度”认识过氧化钠与水、二氧化碳的反应-备战2022年高考化学考点微专题（解析版）.doc

微专题10 “四角度”认识过氧化钠与水、二氧化碳的反应过氧化钠是一种淡黄色固体，结构中存在“OO”，具有过氧化物的性质，可以与二氧化碳、水发生反应。由于在反应过程中涉及固体质量、气体体积的变化及产物的判断等问题，再加上试题考查角度灵活多变，题型多样，因此也就成了学习的难点和高考的热点，下面就过氧化钠与水、二氧化碳的反应特点进行剖析，以便使同学们在学习中能够轻松突破该知识点。角度一：物质的量的关系过氧化钠在一定条件下可以与二氧化碳、水发生反应，反应的方程式分别为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2     2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 在上述两个反应中，无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2：1，即气体减小的体积等于相同状况下生成的O2的体积。角度二：先后顺序关系由于CO2能够与NaOH反应，所以一定量的Na2O2与H2O（g）、CO2的混合物反应时可视为Na2O2先与CO2生成Na2CO3，剩余的Na2O2再与H2O（g）生成NaOH。角度三：转移电子关系当Na2O2与H2O（g）、CO2反应时，每产生1molO2，转移2mol电子。即1mol Na2O2与H2O（g）、CO2充分反应时，转移1mole-。角度四：固体质量关系过氧化钠在一定条件下可以与二氧化碳、水发生反应，反应的方程式分别为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2     2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 在上述两个反应中，对Na2O2而言，根据原子守恒：在反应中Na2O2增加的质量实际上是1molNa2O21mol Na2CO3，即1 mol CO的质量，根据1 mol Na2O21 mol CO，固体质量增加28g，其结果可看作：Na2O2+CO=Na2CO3。在反应中Na2O2增加的质量实际上是1molNa2O22mol NaOH，即2molH的质量，根据1mol Na2O22 mol H，固体质量增加2g，其结果可看作：Na2O2+H2=2NaOH。1CO或H2的燃烧产物CO2或H2O（g）通过Na2O2，可以看成CO或H2直接与Na2O2反应，所以固体质量的增加值就是参加反应的CO或H2的质量。2凡是分子组成符合(CO)n·(H2)m形式的一种或几种物质，w g该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和H2O（g）)通过足量的Na2O2后，Na2O2固体增加的质量必为w g。或者是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O个数比为1：1，即可满足上述条件。中学阶段符合这一关系的常见的物质有：无机化合物：H2、CO及H2和CO的混合气体。有机物：CH3OH、HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、CH3CH(OH)COOH(乳酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。【典例精析】1取a g某物质在氧气中完全燃烧，将其产物与足量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AH2       BCO       CC6H12O6         DC12H22O11【答案】D【解析】A项和B项中的H2、CO可以看作直接和Na2O2反应，增加的质量等于气体的质量，符合题意。C项中葡萄糖的分子式可写为(CO)6(H2)6，将a g葡萄糖燃烧后的产物与足量过氧化钠反应，反应后固体增加的质量也等于葡萄糖的质量a g， C项正确。D项中物质C12H22O11只能改写成(CO) 11 (C)(H2)11，所以不满足增加a g的结果，D项错误。答案：D【专题精练】角度一：物质的量的关系1有CO2与水蒸气的混合气体2mol，与足量Na2O2固体充分反应后，固体增重17克，混合气体中CO2与水蒸气的物质的量比是A3 ：1B1：lC1 ：3D无法计算【答案】C【解析】令混合物中CO2和水蒸气的物质的量分别为为xmol，ymol，则： 所以x+y=2mol，28x+2y=17g，解得：x=0.5mol，y=1.5mol，混合气体中CO2与水蒸气的物质的量比是0.5：1.5=1：3，故选C。2在一密闭容器中有CO、H2和O2共28.5 g，用电火花引燃，使其完全燃烧，再将燃烧后的气体用Na2O2充分吸收，固体增重12.5 g，则原混合气体中O2的物质的量为A0.35 molB0.45 molC0.50 molD1.00 mol【答案】C【解析】在一密闭容器中有CO、H2和O2共28.5 g，用电火花引燃，使其完全燃烧，发生反应：2CO+O22CO2，2H2+O22H2O，然后将燃烧产物通过足量Na2O2充分吸收，发生反应：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，Na2O2+2H2O=4NaOH+O2。通过方程式中物质变化可知：CO、H2燃烧消耗的氧气与反应产物与Na2O2反应释放的氧气相等，则固体增加的质量就是混合气体中CO、H2的质量，所以原混合气体中O2的质量为m(O2)=28.5 g-12.5 g=16 g，则O2的物质的量为n(O2)=0.50 mol，故合理选项是C。角度二：先后顺序关系3将一定量的Na2O2和NaHCO3混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体，冷却后有固体物质剩余，下列选项不正确的是()选项n(Na2O2)/moln(NaHCO3)/mol剩余的固体物质A12Na2CO3B1.52Na2O2、Na2CO3C21Na2O2、NaOH、Na2CO3D22NaOH、Na2CO3【答案】B4将m mol的NaHCO3和n mol的Na2O2固体混合物置于密闭容器中加热到250，使其充分反应，最终生成的气体和剩余固体混合物均由两种物质组成，试完成下列问题。最终生成的气体由什么组成？分析m/n的数值范围及固体成分。【答案】H2O(g)、O2   1m/n2    Na2CO3、NaOH【解析】 首先发生反应：,生成的CO2和H2O的物质的量n(CO2)=n(H2O)= m/2 mol。产生的CO2和水蒸气再与过氧化钠反应；当Na2O2与CO2和H2O（g）的混合气体反应时，先与CO2反应，再与H2O（g）反应。即：2Na2O22CO22Na2CO3O2 、2Na2O2+2H2O(g)=4NaOH+O2 。当m/n2时，只发生反应，生成的固体为Na2CO3，生成的气体为O2和H2O(g)；当1m/n2时，发生反应和，但H2O(g)只消耗一部分，最后固体为Na2CO3和NaOH，气体为O2和H2O(g)；当1= m/n时，反应和恰好完全进行，剩余固体为Na2CO3和NaOH，气体为O2；当m/n1时，发生反应和后，剩余Na2O2，最后剩余固体为Na2O2、Na2CO3和NaOH，气体为O2。题目要求最后生成的气体和残余固体混合物均由两种物质组成，即1m/n2，分解生成的CO2气体已全部与Na2O2反应消耗尽， H2O（g）部分消耗，故最后生成气体为H2O(g)和O2。角度三：转移电子关系5下列说法正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值)()ANa2O2是白色固体，能与水反应生成碱NaOH，所以Na2O2是碱性氧化物B足量Na2O2和标准状况下11.2 L CO2反应，转移电子数目为NAC1 mol Na2O2中含阴离子的个数为2NADNa2O2在空气中久置变白，涉及的氧化还原反应中，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂【答案】D【解析】A项，能和酸反应生成盐和水的氧化物是碱性氧化物， Na2O2不是碱性氧化物；B项，足量Na2O2与11.2 L(0.5 mol)CO2反应转移电子数为0.5NA；C项，1 mol Na2O2中含阴离子的个数为NA；D项， Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应，正确。6过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了 28 g，反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)  二氧化碳碳酸钠转移的电子A1 mol NAB22.4 L1 mol C 106 g1 molD 106 g2NA【答案】AC【解析】根据反应：2Na2O22CO22Na2CO3O2，设有x g过氧化钠参加反应，则：2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2        m156      88     212    32    212 -15656x g                                  28 g156g/56g= x g/28，解之得：x=78，即有1 mol CO2参加反应，生成1 mol Na2CO3。根据反应可知转移的电子数为NA，A、C项正确。常温常压下1 mol CO2的体积不是22.4 L，故B项错误。在反应中有106 g Na2CO3参加反应，转移的电子数为NA，D项错误。答案：AC角度四：固体质量关系7在200，将2.1g平均相对分子质量为7.2的CO与H2组成的混合气体与足量的O2充分燃烧后，立即通入足量的Na2O2固体中，固体的质量增加A2.1gB3.6gC7.2gD无法确定【答案】A【分析】CO在氧气中完全燃烧生成CO2，CO2和再与Na2O2反应；H2在氧气中完全燃烧，生成H2O，H2O再与Na2O2反应，结合反应的方程式分析解答。【解析】CO在氧气中完全燃烧生成CO2，CO2和再与Na2O2反应，方程式为2CO+O22CO2、2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，总反应方程式为CO+Na2O2=Na2CO3，可知过氧化钠增重为CO的质量；H2在氧气中完全燃烧，生成H2O，H2O再与Na2O2反应，方程式为2H2+O22H2O、2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2，总反应方程式为H2+Na2O2=2NaOH，可知反应后固体质量增加为氢气质量。故由2.1gCO和H2组成的混合物在足量的O2中充分燃烧后，立即通入足量的Na2O2固体，固体质量增加应为CO和H2的质量，即固体增重为2.1g，故选A。8200时，11.6 g CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2充分反应后固体的质量增加了3.6 g，原混合气体中CO2和水蒸气的质量比A4：1B1：4C18：11D11：18【答案】D【解析】CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2 =2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2，则由反应前后固体质量差可知m(O2)=11.6 g-3.6 g=8 g，其物质的量n(O2)=0.25 mol。假设混合气体中CO2、H2O气的物质的量分别是x、y，则44x+18y=11.6 g；0.5x+0.5y=0.25 mol，解得x=0.1 mol，y=0.4 mol，所以m(CO2)=0.1 mol×44 g/mol=4.4 g；m(H2O)=0.4 mol×18 g/mol=7.2 g，所以m(CO2)：m(H2O)=4.4：7.2=11：18，故合理选项是D。9某温度下，wg某物质在足量氧气中充分燃烧，其燃烧产物立即与过量的反应，固体质量增加wg。下列物质；CO；CO和的混合物；甲醛(HCHO)；葡萄糖()中，符合题意的是ABCD全部【答案】D【分析】根据可知固体增加的质量等于与等物质的量的CO的质量；根据可知固体增加的质量等于与等物质的量的的质量，据此作答。【解析】由分析可知，w g分子组成符合的物质在中完全燃烧，将其产物（和水蒸气）通过足量后，固体增重必为w g。符合；甲醛分子式为，符合；的分子式为，可改写成，符合；葡萄糖分子式为，可改写成，符合；D项正确。