氧化钠和过氧化钠,都是离子化合物,其中,氧化钠属于碱性氧化物。
氧化钠和过氧化钠,阳离子均为钠离子,阴离子分别为氧离子和过氧离子。两者阴阳离子个数之比都是1:2。
氧化钠只含有离子键,过氧化钠除了含有离子键,还含有非极性共价键,是因为过氧原子团内部有一条氧氧单键。
这两种物质的化学性质,氧化钠作为碱性氧化物,与水反应生成氢氧化钠。而过氧化钠的化学性质,我们讨论三个,分别和水、二氧化碳、二氧化硫反应。
过氧化钠和水反应,应该分为两步进行。第一步,过氧化钠和水发生复分解反应,生成氢氧化钠和过氧化氢,第二步,过氧化氢分解产生氧气和水。有一个实验,将过氧化钠固体加入到滴有酚酞的水中,看到剧烈反应,产生大量气泡,这是氧气,溶液先变红,后褪色。
溶液为什么会褪色,同学们大胆的进行了假设。假设一:氢氧化钠变质了,空气中的二氧化碳快速溶解进来,消耗了氢氧化钠,可是生成的产物碳酸钠溶液也呈碱性,也可以使酚酞变红,而且二氧化碳的溶解速率没这么快,这个假设不太成立。假设二:酚酞变质,酚酞是一种酸碱指示剂,而溶液中存在强氧化性的过氧化氢,有可能被过氧化氢氧化,这一个假设有道理。假设三:氢氧化钠的浓度超过了1mol/L,也就是pH>14,酚酞恢复无色,这个假设也有道理,随着过氧化钠和水反应,生成的氢氧化钠的浓度逐渐变大,有可能使pH超过14。
写这个方程式,注意过氧化钠既是氧化剂也是还原剂,也就是发生的是歧化反应,每生成1mol氧气,转移电子数2NA。
同样的,过氧化钠和二氧化碳反应,也是歧化反应,产物是碳酸钠和氧气。上述这两个反应,可以解释过氧化钠可做潜水、登山的供氧剂。
过氧化钠和二氧化硫的反应,有两种反应机理,第一,过氧化钠自身发生歧化反应,生成亚硫酸钠和氧气;第二,二氧化硫做还原剂,过氧化钠做氧化剂,只生成硫酸钠一种物质。这时候,也可以通过实验探究,来研究最后生成的产物是什么。
学生们提出,有三种假设。第一种,固体全部是亚硫酸钠,第二种,固体全部是硫酸钠,第三种,固体是硫酸钠和亚硫酸钠的混合物。这个和亚硫酸钠是否变质以及变质程度的效果是一样的。
解决方案是:取反应后固体溶于水配成溶液,先加稀盐酸酸化,再兵分两路,将溶液分装在两支试管中,一支滴加几滴品红溶液,如果褪色,则原样品含有亚硫酸钠,如果没有褪色,则原样品中不含亚硫酸钠;另一支滴加几滴氯化钡溶液,如果出现白色沉淀,则原样品中含有硫酸钠,如果没有出现白色沉淀,则原样品中不含硫酸钠。
关于这两种物质的高考选择题中,出现的考查方式主要有:
1氧化还原反应:常见的是问过氧化钠与水或者二氧化碳反应的时候,转移的电子数,以及过氧化钠或者水,谁是氧化剂、还原剂。还有问阴阳离子个数比等。
2热化学:将钠与氧气的两个反应联系起来,直接使用盖斯定律即可得出结论,包括焓变,转移电子数等。
3方程式正误:做这种题型,注意看质量是否守恒、电荷是否守恒、是否符合事实等。要对钠及其化合物的性质很熟悉,就不难做出正确的选择。注意过氧化钠不可拆,过氧化钠和硫酸铜溶液反应,除了有氧气生成,还有氢氧化铜沉淀产生。
关于过氧化钠在空气中变为白色,不是分解成了氧化钠,而是过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠,以及和水反应生成氢氧化钠。
4NA:考查过氧化钠中的离子数、化学键数以及过氧化钠与水或二氧化碳反应时转移电子数等问题。
5电化学:钠-硫电池,现在很流行。往往题干中告诉了你电池的负极和正极材料。比方说钠-硫电池,还原性强的钠做负极,失电子发生氧化反应,氧化性强的硫在正极得到电子,发生还原反应。负负正正,阳离子去正极,阴离子去负极,是常见的情况,有时候也要根据题目的意思去分析陌生环境下的反应,无论如何,负极肯定是失电子的极,正极肯定是得电子的地方。至于正负极材料,可以不参加反应,如燃料电池。
6元素化合物:主要也是围绕过氧化钠的性质展开考查。
7结构与周期:推导元素种类的过程最有挑战性,如果考查过氧化钠,一般是问离子数、电子式书写等。
8实验题:可以围绕钠生成氧化钠或者过氧化钠的条件,以及过氧化钠与水、二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫、三氧化二铬等物质反应进行设问。把握,过氧化钠本身可以发生歧化反应,如果遇到还原性物质,也可以单独体现氧化性。 |