过氧化钠

Template:Refimprove Template:Chembox 过氧化钠化学式为Na₂O₂，又称二氧化钠或双氧化钠，是钠在过量氧气中燃烧的产物。它是一种过氧化物，水合物和过氧水合物包括 Na₂O₂·2H₂O₂·4H₂O、Na₂O₂·2H₂O、Na₂O₂·2H₂O₂和Na₂O₂·8H₂O。

物理性质

在常温下，纯品过氧化钠为白色，但一般见到的过氧化钠呈淡黄色（混有超氧化钠的缘故）。它是六方晶系的，在512 °C下转变成结构未知的同质异形体。继续加热到沸点657 °C时，过氧化钠会分解成Na₂O，并放出O₂。过氧化钠易变质，应密封保存。过氧化钠对人有强烈的腐蚀性，与易燃物接触易引起火灾，在高温下甚至会发生爆炸。过氧化钠着火不能用水扑灭，必须用沙土或盐盖灭。　

制取

过氧化钠可以通过金属钠与氧气在130–200 C下的反应大规模制备。该反应会产生氧化钠，之后吸收氧气氧化成过氧化钠：

4 Na + O₂ → 2 Na₂O

2 Na₂O + O₂ → 2 Na₂O₂

过氧化钠的八水合物可以通过过氧化氢与氢氧化钠的反应制取，化学方程式为：

${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{\to }\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

化学性质

过氧化钠是强氧化剂，可以与多种金属单质以及非金属化合物发生反应。

过氧化钠与水反应，生成氢氧化钠和氧气： $\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\to }\mathrm{4}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

实际的反应是过氧化钠首先和水反应生成氢氧化钠和双氧水，反应的方程式：

Na₂O₂+2H₂O=2NaOH+H₂O₂

然后双氧水会分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：

2H₂O₂ = 2 H₂O + O₂↑

这是一个放热反应，又由于生成物中含有氧气，因此极易引起可燃物的燃烧和爆炸。

注意：若把过氧化钠加入滴有酚酞的水中，溶液会先变红后褪色。因为反应产生的氢氧化钠使酚酞试液变红，同时，过氧化钠与水反应生成了具有漂白性的过氧化氢。

过氧化钠与二氧化碳反应，生成碳酸钠（Na₂CO₃）和氧气： $\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

过氧化钠与稀硫酸反应，生成硫酸钠（Na₂SO₄）、水和氧气： $\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

可以把过氧化钠溶解在低温的硫酸中，然后减压蒸馏即可得到过氧化氢（H₂O₂）：

$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\to }{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

类似的还有与盐酸的反应： $\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{\to }\mathrm{4}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

在碱性环境中，过氧化钠可以把化合物中+3价的砷（As）氧化成+5价，把+3价的铬（Cr）氧化成+6价。利用这个反应可以将某些岩石矿物中的+3价铬除去，方法为：在600~700摄氏度的高温下用过氧化钠将铁矿中的3价铬氧化成Na₂CrO₄，而Na₂CrO₄可以用水溶掉：

$\mathrm{2}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{r}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{7}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{r}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

另外，过氧化钠可以将铁单质氧化成含FeO₄²⁻的铁酸盐，还可以在一般条件下将有机物氧化成乙醇和碳酸盐，也可以与硫化物和氯化物发生剧烈反应。

过氧化钠的热稳定性好，可加热到熔融状态而不分解。

用途

由于过氧化钠具有强氧化性，因此可以用来漂白织物、麦杆、羽毛等，也可用做除臭剂或消毒剂。在分析化学上用于处理矿样。由于它和二氧化碳反应放出氧气，因此可以用来在潜水艇等缺少氧气的环境中提供供人呼吸的氧气。