探究過氧化鈉的化學性質

孫克俊

摘 要：鈉與氧氣反應，產物分別為Na2O（氧化鈉）和Na2O2（過氧化鈉）。過氧化鈉與二氧化碳，酸，水反應，反應過程中均有氧氣（O2）放出。Na2O2（過氧化鈉）與鹽酸反應，非常劇烈，產物為NaCl、H2O和O2。將少量Na2O2投入到CuCl2溶液中，Na2O2是先和水先反應生成NaOH，和H2。OH-再與Cu2+反應生成Cu（OH）2沉淀。Na2O2與FeCl3溶液反應，首先Na2O2與H2O反應，生成NaOH和O2，NaOH與Fe3+離子反應生成Fe（OH）3。所以先有氣泡產生，然后有紅褐色沉淀生成。

關鍵詞：過氧化鈉；實驗探究；供氧劑；強氧化性；漂劑性；殺菌消毒

鈉在氧氣中燃燒有兩種情況：一種情況是氧氣量不足時：4Na+O2=2Na2O（氧化鈉）。第二種情況是氧氣充足時：2Na+O2=Na2O2（過氧化鈉）。過氧化鈉不為堿性氧化物，但可以跟二氧化碳，酸，水反應，產物中都有氧氣（O2）放出，即：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，2Na2O2+4HCl═4NaCl+2H2O+O2↑，與2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑。

探究實驗1

某淡黃色的固體物質，它的化學性質比較活潑，在通常狀況下會與多種物質發生化學反應。例如，它與CO2反應時，只生成了Na2CO3和O2，它與稀鹽酸反應時，非常劇烈，產物為NaCl、H2O和O2。探究步驟：a.取少量的淡黃色的顆粒狀固體投入到盛有少量水的試管中，可觀察到產生了一種無色無味的氣體；b.再向試管中滴加幾滴酚酞試液，可觀察到燒杯中溶液變紅。根據實驗現象，回答下列問題：

（1）該淡黃色的固體物質中一定含有什么元素，談談你的依據是什么？

分析：淡黃色的固體物質中一定含有鈉和氧兩種元素，因為該物質與稀鹽酸反應時，生成NaCl、H2O和O2，根據反應前后原子守恒規律可知該淡黃色固體中肯定含有兩種元素，即為鈉（Na）和氧（O）。

（2）某學生對該實驗a中產生的氣體的組成提出了以下兩種假設：a該氣體為CO；b該氣體為H2。這位同學的想法有無道理，你還會推測該氣體還可能是什么氣體？

分析：可能是O2。

（3）設計一個實驗，證明你在（2）中的推測。（寫出簡要操作步驟，反應現象和結論）

（4）寫出該淡黃色固體與稀鹽酸反應的離子方程式。

分析：2Na2O2+4H+===4Na++O2↑+2H2O

探究實驗2

將少量Na2O2固體投入到CuCl2溶液中，你能觀察到什么現象？探究步驟：a、取一支試管，倒入適量的CuCl2溶液。b、往CuCl2溶液中倒入少量的Na2O2。觀察到什么現象。

分析：將少量Na2O2投入到CuCl2溶液中，Na2O2是先和水先反應生成NaOH，和O2。OH-再與Cu2+反應生成Cu（OH）2沉淀。Na2O2與H2O先反應，其中一個重要原因是水分子的數量遠遠多于Cu2+，從數學概率上講，NaOH遇與H2O發生碰撞的幾率就很大。若CuCl2是溶于無水環己烷里，這樣Na2O2就可以直接把銅離子氧化成氧化銅。

探究實驗3

過氧化鈉與氯化鐵反應的實驗現象。探究步驟：a、取一支試管，倒入適量的FeCl3溶液。b、往FeCl3溶液中倒入少量的Na2O2。觀察到什么現象。

分析：Na2O2與FeCl3溶液反應，首先Na2O2與H2O反應，生成NaOH和O2，NaOH與Fe3+離子反應生成Fe（OH）3。所以先有氣泡產生，然后有紅褐色沉淀生成。即2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，然后氫氧化鈉幫氯化鐵反應，3NaOH+FeCl3=3NaCl+Fe（OH）3膠體。

探究實驗4

過氧化鈉與氯化銨反應的實驗現象.探究步驟：①取一支試管，倒入適量的氯化銨溶液；②往氯化銨溶液中倒入少量的Na2O2。觀察到什么現象；③反應后的溶液進行加熱。

分析：反應的本質是Na2O2先和水反應生成NaOH和O2，NaOH在和NH4Cl反應生成NH3.H2O。總的化學反應方程式2Na2O2+4NH4Cl+6H2O==4NH3.H2O+4NaCl+O2↑。加熱條件下，有氨氣產生。

探究實驗5

Na2O2、CO2、水反應的實驗探究。探究步驟：①用棉花包裹著一種淡黃色的粉末，置于石棉網上；②往棉花上滴幾滴水。觀察發生的現象；③在燒杯中放入Na2CO3粉末，加入鹽酸，充分反應后，用棉花包裹著一種淡黃色粉末，伸入燒杯中，觀察發生的現象。

問題：Na2O2與H2O，CO2發生了化學反應，它們反應后生成什么物質？為什么會燃燒呢？請同學們思考，大膽猜測。

分析：：Na2O2與H2O生成Na，H，O三種元素，反應產生的氣體應該是H2或O2，是反應放熱，還應該有NaOH生成。Na2O2與CO2反應，應該有氧氣生成，反應放熱，否則棉花不會燃燒，同時應生成Na2CO3。

練習1：向紫色石蕊溶液中加入過量Na2O2粉末，振蕩，正確的敘述是（ ）。

A.最后溶液變藍色

B.溶液先變藍色最后退色

C.溶液仍為紫色

D.因為Na2O2與石蕊發生氧化還原反應而無氣泡產生

解析：氧化還原反應是一個比較慢的過程，而酸堿之間的反

應較快。紫色石蕊溶液中加入過量Na2O2粉末，首先會與水反應生成NaOH和H2O2，H2O2部分分解生成O2，生成NaOH使紫色石蕊溶液變藍色；由于H2O2有強氧化性，會慢慢將有機色素氧化為無色物質，所以最后溶液變為無色。答案：B。

練習2：1mol過氧化鈉與2mol碳酸氫鈉固體混合后在密閉容器中加熱充分反應，排出氣體物質后冷卻，殘留的固體物質是（ ）。

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

[答案]A。

[分析]1mol過氧化鈉與2mol碳酸氫鈉固體混合后在密閉容器中加熱充分反應有關的化學方程式2NaHCO3加熱Na2CO3+CO2↑+H2O，過氧化鈉先與水反應2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑產物再與CO2反應2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O過氧化鈉先與CO2反應2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2↑，加熱水蒸發，只剩碳酸鈉。

本題經驗性結論：過氧化鈉與二氧化碳和水蒸氣同時接觸時優先與二氧化碳反應后與水蒸氣反應將使問題變得更簡潔。

總之：過氧化鈉（Na2O2）化學性質活潑，極易潮解。過氧化鈉（Na2O2）具有非常強的氧化性，在熔融狀態時遇到棉花、炭粉、鋁粉等還原性物質會發生爆炸。因此存放時應注意安全，不能與易燃物接觸。它易吸潮，遇水或稀酸時會發生反應，生成O2。過氧化鈉可用來除去O2中的H2O和CO2等雜質。它與CO2作用，放出O2。人們依據這個性質，將過氧化鈉（Na2O2）用于供氧劑，在礦山、坑道、潛水或宇宙飛船等缺氧的環境使用，很好解決了人們在缺氧環境下供氧的問題。

參考文獻：

[1]史光源.過氧化鈉與二氧化碳的實驗探究[J].實驗教學與儀器，2013，01，15.

[2]母平昌.氫氧化鈉化學性質實驗的改進[J].實驗教學與儀器，2014，07，15.

[3]張慶.過氧化鈉與二氧化碳反應本質的實驗探究[J].中學教學參考，2014，05，10.

[4]戴嗚.淺析過氧化鈉的性質[J].化學教學，1995，04，10.

[5]楊生貴.過氧化鈉與水、二氧化碳反應的實驗探究[J].化學教學，2010，08，15.