鈉及其化合物

一、鈉的物理性質(zhì)

1.顏色：銀白色、有金屬光澤。

2.密度：鈉、水和煤油的密度大小為ρ(水)>ρ(鈉)>ρ(煤油)。

3.熔點(diǎn)：小于(填“大于”“小于”或“等于”)100 ℃。

4.硬度：質(zhì)地較軟。

二、從原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)鈉的化學(xué)性質(zhì)——還原性

1.鈉與非金屬單質(zhì)反應(yīng)

(1)與O2反應(yīng)

(2)與Cl2反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Na+Cl2點(diǎn)燃(=====)2NaCl。

(3)與S反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Na+S△(=====)Na2S。

2.鈉與水、鹽溶液的反應(yīng)

(1)鈉與水的反應(yīng)

①鈉與水反應(yīng)的離子方程式：2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。

②鈉與水(含酚酞)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及解釋：

(2)鈉與鹽溶液的反應(yīng)

Na先和水反應(yīng)生成NaOH再與鹽溶液反應(yīng)，并判斷是否發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)

如鈉投入CuSO4溶液中，反應(yīng)的離子方程式為2Na+2H2O+Cu2+===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑。

鈉投入BaCl2溶液中，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。

3.鈉與鹽酸的反應(yīng)

鈉與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為2Na+2H+===2Na++H2↑

三、鈉的制取、保存及用途

1.制�。夯瘜W(xué)方程式為2NaCl(熔融)通電(=====)2Na+Cl2↑。

2.保存：密封保存，通常保存在石蠟油或煤油中。

3.用途

(1)鈉、鉀合金(液態(tài))可用于原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。

(2)作強(qiáng)還原劑，將某些稀有金屬?gòu)乃鼈兊柠u化物中還原出來(lái)，如4Na+TiCl4熔融(=====)Ti+4NaCl。

(3)用作電光源，制作高壓鈉燈。

四、氧化鈉與過(guò)氧化鈉的比較

總結(jié)

1.鈉的取用方法：用鑷子夾取一小塊鈉，用濾紙吸干表面的煤油，用小刀切取黃豆大小的鈉，剩余的鈉放回試劑瓶。

2.鈉失火的處理：沙土蓋滅，不能用水或泡沫滅火器滅火。

3.Na2O2中氧元素的化合價(jià)為-1價(jià)而不是-2價(jià)。

4.Na2O2晶體中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為1∶2而不是1∶1。

5.過(guò)氧化鈉與還原性溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式的書寫步驟：

第一步：Na2O2與溶液中的水反應(yīng)生成NaOH和O2;

第二步：反應(yīng)生成的O2與還原性鹽發(fā)生氧化還原反應(yīng);

第三步：將上述兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式合并，即得總的化學(xué)方程式。

6.Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)的兩個(gè)常見(jiàn)誤區(qū)

(1)Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)都是自身的氧化還原反應(yīng);

(2)1 mol Na2O2與足量CO2或H2O發(fā)生反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是NA而不是2NA。

1.金屬鈉與鹽或堿溶液反應(yīng)的思維模板

2.金屬鈉與溶液反應(yīng)現(xiàn)象分析思維模板

(1)共性：因?yàn)殁c與不同的水溶液反應(yīng)均屬于劇烈的置換反應(yīng)，故有共同的現(xiàn)象產(chǎn)生：①�。衡c浮在液面上;②熔：鈉熔化成光亮的小球;③游：在液面上不停地游動(dòng)直至反應(yīng)完;④響：反應(yīng)中不停地發(fā)出“嘶嘶”的響聲。

(2)差異性：與酸、強(qiáng)酸弱堿鹽溶液反應(yīng)時(shí)，由于溶液中H+濃度較大，反應(yīng)比與水還要?jiǎng)×�，最后鈉可能在液面上燃燒;與鹽溶液反應(yīng)時(shí)，還可能會(huì)生成沉淀(如生成難溶堿)、氣體(NH3)等。

1.鈉與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物與反應(yīng)溫度有關(guān)，加熱或點(diǎn)燃產(chǎn)物是過(guò)氧化鈉。

2.不管生成氧化鈉還是過(guò)氧化鈉，金屬鈉失電子均變?yōu)?1價(jià)的陽(yáng)離子，因而等量的鈉完全反應(yīng)失去的電子數(shù)相同

1.有關(guān)Na2O2與CO2、H2O的反應(yīng)的幾個(gè)重要關(guān)系

2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2

2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑

(1)物質(zhì)的量的關(guān)系

無(wú)論是CO2或H2O的單一物質(zhì)還是二者的混合物，通過(guò)足量的Na2O2時(shí)，CO2或H2O與放出O2的物質(zhì)的量之比均為2∶1。

(2)氣體體積關(guān)系

若CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過(guò)足量Na2O2，氣體體積的減少量等于原混合氣體體積的2(1)且等于生成氧氣的體積。

(3)電子轉(zhuǎn)移關(guān)系

當(dāng)Na2O2與CO2、H2O反應(yīng)時(shí)，物質(zhì)的量關(guān)系為2Na2O2～O2～2e-。

(4)固體質(zhì)量關(guān)系

相當(dāng)于固體(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”;可以看作發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)：Na2O2+CO===Na2CO3、Na2O2+H2===2NaOH(實(shí)際上兩反應(yīng)不能發(fā)生)。

(5)先后順序關(guān)系

一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反應(yīng)，可視作Na2O2先與CO2反應(yīng)，待CO2反應(yīng)完成后，Na2O2再與H2O(g)發(fā)生反應(yīng)。

2.增重量等于可燃物質(zhì)量的規(guī)律

凡分子組成符合(CO)m·(H2)n的物質(zhì)，Wg該物質(zhì)在O2中完全燃燒，將其產(chǎn)物(CO2和水蒸氣)通過(guò)足量的Na2O2后，固體增重必為Wg�；蚴怯蒀、H、O三種元素組成的物質(zhì)，只要C、O原子個(gè)數(shù)比為1∶1，即可滿足該條件。

中學(xué)階段常見(jiàn)的符合這一關(guān)系的物質(zhì)有：

(1)無(wú)機(jī)物：H2、CO及H2和CO的混合氣體。

(2)有機(jī)物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。

過(guò)氧化鈉的強(qiáng)氧化性

1.Na2O2與SO2反應(yīng)：Na2O2+SO2===Na2SO4。

2.Na2O2投入FeCl2溶液中，可將Fe2+氧化成Fe3+，同時(shí)生成Fe(OH)3沉淀。

3.Na2O2投入氫硫酸中，可將H2S氧化成單質(zhì)硫，溶液變渾濁。

4.Na2O2投入Na2SO3溶液中，可將SO3(2-)氧化成SO4(2-)。

5.Na2O2具有漂白性，投入品紅溶液中，可使品紅溶液褪色

鈉的重要化合物

1.碳酸鈉和碳酸氫鈉

2.鈉及其重要化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系

圖中帶標(biāo)號(hào)的有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

①2Na+O2點(diǎn)燃Na2O2;

②2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;

③2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;

④2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2;

⑤2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O;

⑥2NaCl+2H2O電解2NaOH+Cl2↑+H2↑。

3.Na2CO3的制備及用途

(1)Na2CO3的工業(yè)制備——侯氏制堿法

①制備原理

把二氧化碳通入氨的氯化鈉飽和溶液中，使溶解度較小的碳酸氫鈉從溶液中析出，過(guò)濾得到碳酸氫鈉晶體，碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉。

②反應(yīng)的化學(xué)方程式

a.NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl;

b.2NaHCO3△(=====)Na2CO3+CO2↑+H2O。

(2)Na2CO3、NaHCO3的用途

①Na2CO3是一種非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金、食品等工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。

②NaHCO3是焙制糕點(diǎn)所用的發(fā)酵粉的主要成分之一;在醫(yī)療上，它是治療胃酸過(guò)多的一種藥劑。

4.Na2CO3和NaHCO3的比較

(1)Na2CO3、NaHCO3的鑒別

①若為固體

可利用加熱法。加熱產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體的是NaHCO3。

②若為溶液

可利用沉淀法。加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀的是Na2CO3;也可利用氣體法。滴加稀鹽酸，立即產(chǎn)生氣泡的是NaHCO3，開始無(wú)氣泡產(chǎn)生的是Na2CO3。

(2)Na2CO3、NaHCO3和鹽酸的反應(yīng)

Na2CO3溶液和稀鹽酸反應(yīng)可理解為分步反應(yīng)：

Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl

NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑

NaHCO3溶液和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為

NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O

①放出CO2的速率

NaHCO3溶液與鹽酸反應(yīng)放出CO2的速率快。

②Na2CO3溶液與鹽酸的互滴鑒別

向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸，開始無(wú)氣泡產(chǎn)生，而向鹽酸中滴加Na2CO3溶液，開始就有氣泡產(chǎn)生。

③CO2生成量比較

a.等物質(zhì)的量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量的鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生的CO2相等。

b.等質(zhì)量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量的鹽酸反應(yīng)，NaHCO3產(chǎn)生的CO2多。

c.等量的鹽酸與足量的Na2CO3、NaHCO3分別反應(yīng)，NaHCO3產(chǎn)生的CO2多。

d.一定量的NaHCO3受熱分解產(chǎn)生的CO2量與受熱分解后的殘留物與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的CO2量相等。

5.數(shù)形結(jié)合思想理解Na2CO3、NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)

(1)鹽酸逐滴加入Na2CO3溶液中(鹽酸不足時(shí))

①現(xiàn)象：開始無(wú)明顯現(xiàn)象，后有無(wú)色氣體放出。

②反應(yīng)：無(wú)明顯現(xiàn)象時(shí)反應(yīng)的離子方程式：CO3(2-)+H+===HCO3(-)，有無(wú)色氣體放出時(shí)反應(yīng)的離子方程式：HCO3(-)+H+===CO2↑+H2O。

(2)Na2CO3溶液逐滴加入稀鹽酸中(鹽酸過(guò)量時(shí))

①現(xiàn)象：有無(wú)色氣體放出。鑒別Na2CO3、NaHCO3的常用方法

②反應(yīng)的離子方程式：CO3(2-)+2H+===CO2↑+H2O。

(3)碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的基本圖象

①向Na2CO3中逐滴加入鹽酸，消耗HCl溶液的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖甲所示。

②向NaHCO3中逐滴加入鹽酸，消耗HCl溶液的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖乙所示。

③向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗HCl溶液的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖丙所示(設(shè)NaOH、Na2CO3的物質(zhì)的量之比為x∶y=1∶1，其他比例時(shí)的圖象略)。

④向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗HCl溶液的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖丁所示(設(shè)Na2CO3、NaHCO3的物質(zhì)的量之比為m∶n=1∶1，其他比例時(shí)的圖象略)。

鑒別Na2CO3、NaHCO3的常用方法

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