探究过氧化钠的化学性质

孙克俊

摘 要：钠与氧气反应，产物分别为Na2O（氧化钠）和Na2O2（过氧化钠）。过氧化钠与二氧化碳，酸，水反应，反应过程中均有氧气（O2）放出。Na2O2（过氧化钠）与盐酸反应，非常剧烈，产物为NaCl、H2O和O2。将少量Na2O2投入到CuCl2溶液中，Na2O2是先和水先反应生成NaOH，和H2。OH-再与Cu2+反应生成Cu（OH）2沉淀。Na2O2与FeCl3溶液反应，首先Na2O2与H2O反应，生成NaOH和O2，NaOH与Fe3+离子反应生成Fe（OH）3。所以先有气泡产生，然后有红褐色沉淀生成。

关键词：过氧化钠；实验探究；供氧剂；强氧化性；漂剂性；杀菌消毒

钠在氧气中燃烧有两种情况：一种情况是氧气量不足时：4Na+O2=2Na2O（氧化钠）。第二种情况是氧气充足时：2Na+O2=Na2O2（过氧化钠）。过氧化钠不为碱性氧化物，但可以跟二氧化碳，酸，水反应，产物中都有氧气（O2）放出，即：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，2Na2O2+4HCl═4NaCl+2H2O+O2↑，与2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑。

探究实验1

某淡黄色的固体物质，它的化学性质比较活泼，在通常状况下会与多种物质发生化学反应。例如，它与CO2反应时，只生成了Na2CO3和O2，它与稀盐酸反应时，非常剧烈，产物为NaCl、H2O和O2。探究步骤：a.取少量的淡黄色的颗粒状固体投入到盛有少量水的试管中，可观察到产生了一种无色无味的气体；b.再向试管中滴加几滴酚酞试液，可观察到烧杯中溶液变红。根据实验现象，回答下列问题：

（1）该淡黄色的固体物质中一定含有什么元素，谈谈你的依据是什么？

分析：淡黄色的固体物质中一定含有钠和氧两种元素，因为该物质与稀盐酸反应时，生成NaCl、H2O和O2，根据反应前后原子守恒规律可知该淡黄色固体中肯定含有两种元素，即为钠（Na）和氧（O）。

（2）某学生对该实验a中产生的气体的组成提出了以下两种假设：a该气体为CO；b该气体为H2。这位同学的想法有无道理，你还会推测该气体还可能是什么气体？

分析：可能是O2。

（3）设计一个实验，证明你在（2）中的推测。（写出简要操作步骤，反应现象和结论）

（4）写出该淡黄色固体与稀盐酸反应的离子方程式。

分析：2Na2O2+4H+===4Na++O2↑+2H2O

探究实验2

将少量Na2O2固体投入到CuCl2溶液中，你能观察到什么现象？探究步骤：a、取一支试管，倒入适量的CuCl2溶液。b、往CuCl2溶液中倒入少量的Na2O2。观察到什么现象。

分析：将少量Na2O2投入到CuCl2溶液中，Na2O2是先和水先反应生成NaOH，和O2。OH-再与Cu2+反应生成Cu（OH）2沉淀。Na2O2与H2O先反应，其中一个重要原因是水分子的数量远远多于Cu2+，从数学概率上讲，NaOH遇与H2O发生碰撞的几率就很大。若CuCl2是溶于无水环己烷里，这样Na2O2就可以直接把铜离子氧化成氧化铜。

探究实验3

过氧化钠与氯化铁反应的实验现象。探究步骤：a、取一支试管，倒入适量的FeCl3溶液。b、往FeCl3溶液中倒入少量的Na2O2。观察到什么现象。

分析：Na2O2与FeCl3溶液反应，首先Na2O2与H2O反应，生成NaOH和O2，NaOH与Fe3+离子反应生成Fe（OH）3。所以先有气泡产生，然后有红褐色沉淀生成。即2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，然后氢氧化钠帮氯化铁反应，3NaOH+FeCl3=3NaCl+Fe（OH）3胶体。

探究实验4

过氧化钠与氯化铵反应的实验现象.探究步骤：①取一支试管，倒入适量的氯化铵溶液；②往氯化铵溶液中倒入少量的Na2O2。观察到什么现象；③反应后的溶液进行加热。

分析：反应的本质是Na2O2先和水反应生成NaOH和O2，NaOH在和NH4Cl反应生成NH3.H2O。总的化学反应方程式2Na2O2+4NH4Cl+6H2O==4NH3.H2O+4NaCl+O2↑。加热条件下，有氨气产生。

探究实验5

Na2O2、CO2、水反应的实验探究。探究步骤：①用棉花包裹着一种淡黄色的粉末，置于石棉网上；②往棉花上滴几滴水。观察发生的现象；③在烧杯中放入Na2CO3粉末，加入盐酸，充分反应后，用棉花包裹着一种淡黄色粉末，伸入烧杯中，观察发生的现象。

问题：Na2O2与H2O，CO2发生了化学反应，它们反应后生成什么物质？为什么会燃烧呢？请同学们思考，大胆猜测。

分析：：Na2O2与H2O生成Na，H，O三种元素，反应产生的气体应该是H2或O2，是反应放热，还应该有NaOH生成。Na2O2与CO2反应，应该有氧气生成，反应放热，否则棉花不会燃烧，同时应生成Na2CO3。

练习1：向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末，振荡，正确的叙述是（ ）。

A.最后溶液变蓝色

B.溶液先变蓝色最后退色

C.溶液仍为紫色

D.因为Na2O2与石蕊发生氧化还原反应而无气泡产生

解析：氧化还原反应是一个比较慢的过程，而酸碱之间的反

应较快。紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末，首先会与水反应生成NaOH和H2O2，H2O2部分分解生成O2，生成NaOH使紫色石蕊溶液变蓝色；由于H2O2有强氧化性，会慢慢将有机色素氧化为无色物质，所以最后溶液变为无色。答案：B。

练习2：1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是（ ）。

A.Na2CO3 B.Na2O2Na2CO3 C.NaOHNa2CO3 D.Na2O2NaOHNa2CO3

[答案]A。

[分析]1mol過氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后在密闭容器中加热充分反应有关的化学方程式2NaHCO3加热Na2CO3+CO2↑+H2O，过氧化钠先与水反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑产物再与CO2反应2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O过氧化钠先与CO2反应2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2↑，加热水蒸发，只剩碳酸钠。

本题经验性结论：过氧化钠与二氧化碳和水蒸气同时接触时优先与二氧化碳反应后与水蒸气反应将使问题变得更简洁。

总之：过氧化钠（Na2O2）化学性质活泼，极易潮解。过氧化钠（Na2O2）具有非常强的氧化性，在熔融状态时遇到棉花、炭粉、铝粉等还原性物质会发生爆炸。因此存放时应注意安全，不能与易燃物接触。它易吸潮，遇水或稀酸时会发生反应，生成O2。过氧化钠可用来除去O2中的H2O和CO2等杂质。它与CO2作用，放出O2。人们依据这个性质，将过氧化钠（Na2O2）用于供氧剂，在矿山、坑道、潜水或宇宙飞船等缺氧的环境使用，很好解决了人们在缺氧环境下供氧的问题。

参考文献：

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