第1讲 金属钠的性质及应用

第1讲金属钠的性质及应用
知识点总结
1、钠的物理性质。

问题：从那些方面来描述物质的物理性质？
2、钠的化学性质
钠原子最外层只有一个电子，在化学反应中钠原子容易失去最外层的一个电子，具有很强的还原性，是一种活泼的金属元素。

问题：金属活动顺序表的知识有哪些？
（1）
物理性质银白色固体、质软、密度比水小、熔点较低
化学性质与O2反应
常温：4Na+O2=2Na2O(白色)
加热：2Na+O2Na2O2(淡黄色)
与Cl2反应2Na+Cl
2
2NaCl(白烟)
与H2O(滴有酚酞)反应2Na+2H2O =2NaOH +H2↑（浮起、熔、游、响、红）与稀H2SO4反应2Na+H2SO4=Na2SO4+H2↑
与CuSO4溶液反应
总反应：2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4 +Cu(OH)2↓+H2↑
(1)2Na+2H2O=NaOH+H2↑
(2)CuSO4+2NaOH＝Na2SO4+Cu(OH)2
用途冶炼钛：4Na＋TiCl4（熔融）＝Ti＋4NaCl
制Na2O2、制钾钠合金（常温为液态）、高压钠灯存在只以化合态(如NaCl、NaSO4、NaNO3等)存在
保存保存在煤油中或密封在石蜡中（大量时）
问题：Na在水中反应和Na在盐酸中反应，哪个反应更加剧烈？他们反应的实质分别是什么？问题：Na与NH4Cl溶液的化学反应方程式，描述反应现象？
【例1】钾（K）与Na在性质上具有很大的相似性
．．．，但K比Na的活泼性强．，下面是根据Na的性质对K的性质的预测，其中正确的是（）
A．K可以保存在水中B．K可以与水剧烈反应，生成氧气
C．K在空气可以被空气中的氧气所氧化 D．K 与水能够反应，但不如Na与水的反应剧烈，但产物都有氢气【例2】某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究，总结出四个可以生成H2的反应：
①Zn+盐酸②Na+水③Al+NaOH溶液④Na+无水乙醇
为点燃上述四个反应生成的H2，他们设计了如下装置图，请回答下列问题：
（1）写出Na与H2O反应的化学方程式；
（2）在点燃H2之前必须先进行，方法是；
（3）实验小组在点燃用上述装置制得的H2时，①③④实验获得成功，②却失败了。

他们分析认为失败的原因是Na与H2O的反应速率太快，Na的用量太少。

于是他们准备增加钠的用量，可老师说太危险，你认为产生危险的原因是。

（4）实验小组查阅钠、苯、水的密度分别为0.97g/mL、0.88g/mL、1.00g/mL，并据此对实验进行了改进。

在改进后的实验中H2的生成速率减慢。

原因是。

3、钠的化合物
（1）Na2O与Na2O2的性质比较
比较内容Na2O Na2O2
颜色、状态白色固体淡黄色固体
阴、阳离子个数比
氧的化合价-2价-1价（过氧离子O22-）
稳定性较不稳定较稳定
生成条件通过钠的常温氧化生成通过钠的燃烧生成
物质类别碱性氧化物过氧化物（不是碱性氧化物）
与水反应Na2O + H2O==2NaOH 2Na2O2 + 2H2O==4NaOH + O2↑
与CO2反应Na2O + CO2==Na2CO32Na2O2 + 2CO2==2Na2CO3 + O2
与盐酸反应Na2O + 2HCl==2NaCl + H2O 2Na2O2 + 4HCl==4NaCl + 2H2O + O2↑用途用于少量Na2O2制取强氧化剂、漂白剂、供氧剂
保存密封保存密封保存
【例1】在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物 1.4 g溶于水，所得溶液恰好能被1.46g的HCl中和，则生成物的成分
是（）
A．Na2O B．Na2O2C．Na2O和Na2O2D．Na2O2和NaO2
【例2】在四个烧杯内分别加入200mlH2O（足量），然后各加入：①钠、②氧化钠、③过氧化钠、④氢氧化钠固体，搅拌使之完全溶解，则四个烧杯内所得溶液的质量分数的大小顺序正确的是（）
A．若固体的质量相等，则：②=③>①>④B．若固体的物质的量相等，则：②=③>①>④
C．若固体的质量相等，则：③>②>④>①D．若固体的物质的量相等，则：①>②>③>④
【例3】已知钡的活动性介于钾和钠之间，则下述说法可以实现的是（）
A. 钡可从氯化钠溶液中置换出钠
B. 钡可从冷水中置换出氢
C. 钡能从氯化钾溶液中置换出钾
D. 钡与水反应比钾与水反应剧烈
【例4】若将2.3g钠块置于过量O2中燃烧后,生成了3.6g固体物质,则下列推断合理的是( )
A. 钠在燃烧前已有部分氧化
B. 生成物是由Na2O和Na2O2共同组成
C. 钠在燃烧前未被氧化
D. 生成物中只有Na2O2
（2）碳酸钠与碳酸氢钠
碳酸钠碳酸氢钠俗名苏打、纯碱小苏打
色、态通常以Na2CO3·10H2O存在，为无色晶体，易
风化失水为白色粉未Na2CO3
白色粉未
水溶性易溶于水溶解度较碳酸钠小
热稳定性稳定，受热不易分解2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
与盐酸反应慢Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
快NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
与碱反应Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH NaHCO3+NaOH= Na2CO3+H2O 相互转化
用途重要的化工原料，用于玻璃、造纸、纺织、洗
涤剂等的生产
食品工业，泡沫灭火剂等
（3）钠的其它重要化合物
①硫酸钠（Na2SO4·10H2O）：俗名芒硝，为无色晶体。

硫酸钠用途：制玻璃、造纸、染色、纺织、制水玻璃，在医药上用作缓泻剂等。

硫酸钠分布：盐湖、海水及矿物中。

②氢氧化钠（NaOH）是中学阶段最为常见的强碱，是一种白色片状晶体，极易溶于水（并放出大量热），易吸水而发生潮解，在空气中还易变质，反应为：2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O。

俗名：苛性钠、烧碱、火碱，氢氧化钠有很强腐蚀性，它是一种重要的碱，具有碱的通性。

保存：密封保存。

试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡皮塞。

4、有关钠及其化合物的几个问题
（1）金属钠露置在空气中的变化过程：
银白色金属钠
写出涉及到的化学方程式：
（2）Na2CO3与盐酸的互滴反应
①向盐酸里逐渐滴加入Na2CO3溶液（开始时酸过量）开始就有气体放出；
②向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸（开始时酸不足）开始无气体产生：
HCl+Na2CO3=NaCl+NaHCO3（无气泡）
HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O
可见不同的滴加顺序产生不同的现象，利用这种现象不用其他试剂就可鉴别Na2CO3溶液和盐酸。

【课堂练习】
1．化学在人类社会发展中起着重要的作用，展望未来，化学科学具有十分广阔的探索空间。

请你分析下列四个选项中现
代化学不涉及的研究领域是
A．开发新的能源B．合成新的物质C．空间形式和数量关系D．防治环境污染
2．关于钠的叙述中，正确的是（）
A．钠是银白色金属，硬度很大
B．加热时，金属钠先熔成闪亮的小球并剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色固体
C．金属钠在空气中燃烧，生成的产物是氧化钠
D．钠属于金属，所以熔点必然很高
3．金属钠着火后，可用于灭火的物质和器材有（）
A．水B．泡沫灭火器C．干冰灭火剂D．干砂
4．下列物质在空气中放置不易变质的是（）
A、Na
B、NaOH
C、NaCl
D、Na2O
5、少量的金属钠长期暴露在空气中，它的最终产物是
A.NaOH
B. Na2CO3•10H2O
C.Na2CO3
D.NaHCO3
6、下列关于Na和Na+的叙述中，错误的是
A.它们相差一个电子层
B.它们的化学性质相似
C.钠原子，钠离子均为同一元素
D.灼烧时，它们的焰色反应都呈黄色
7．某课外小组为了验证Na2CO3和NaHCO3的稳定性，设计了如右图所示的实
验装置，你认为在试管B中应放的物质是，C、D两个烧杯中的溶液分
别是、，实验时，C、D中的现象分别是：
、。

8、有人设计了如下图所示实验装置，目的是做钠与水反应的实验并验证：①钠的物理性质②钠与水反应的产物是什么
（1）当进行适当操作时还需要的仪器有_________________________________；
（2）如何进行操作？____________________________________；
（3）实验现象是________________________________________；
（4）本实验可证明钠的物理性质是，
能证明钠与水反应的产物是。

9．下图中A至F是化合物，G是单质
写出A、B、E、F的化学式A ；B ；E ；F 。

10、过氧化钠保存不当容易变质。

（1）某过氧化钠样品已经部分变质，只限用一种溶液，请你设计一种简便的化学方法，证明过氧化钠已经变质。

（2）如何用最简单的实验来检验样品中尚有过氧化钠
（3）某课外活动小组为了粗略测定过氧化钠的质量分数，他们称取ag样品，并设计用下图装置来测定过氧化钠的质量分数。

(A) (B) (C) (D) (E) (F)
上图中的E和F构成量气装置，用来测定O2的体积。

①写出装置A和B中发生反应的化学反应方程式：
②写出装置C中发生反应的化学方程式：
③NaOH的作用是
④他们在读出量筒内水的体积数后，折算成标准状况下氧气的体积为VmL，则样品中过氧化钠的质量分数为
11、在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供养剂。

请选择适当的化学试剂和实验用品，用下图中的实验装置进行试验，证明过氧化钠可作供养剂。

（1）A是制取CO2的装置。

写出A中发生反应的化学方程式：___________ ______
（2）填写表中空格：（请在答题卡上填写）
仪器加入试剂加入该试剂的目的
B 饱和NaHCO3溶液
C
D
（3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：__________________________。

（4）试管F中收集满气体后，下一步实验操作是：_______________ _______ ___。

12、神舟号”载人航天器中宇航员所在的轨道和返回仓都是密封的，宇航员吸入氧气、呼出二氧化碳，如果二氧化碳浓度过高，会使宇航员困乏，呼吸频率加快，严重的还会窒息，为解决此问题，应在航天仓中加入（）A．Na2O2B．Na2CO3C．NaOH D．高压氧气瓶
13、取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象描述正确的是①金属先熔化②在空气中燃烧，放出黄色火花③燃烧后得白色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后生成浅黄色固体物质（）
A．②⑤B．①②③C．①④⑤D．④⑤
14、下列有关钠的叙述正确的是（）
①钠在空气中燃烧生成氧化钠②金属钠可以保存在煤油中③钠与硫酸铜溶液反应，可以置换出铜
④金属钠有强还原性⑤钠原子的最外层上只有一个电子，所以在化合物中钠的化合价显+1价
A．①②④B．②③⑤C．①④⑤D．②④⑤
15、据都市晨报报道，2009年1月13日一天徐州市就发生火灾19起。

干粉灭火器是常用的灭火器之一，它利用压缩的二氧化碳吹出白色干粉来灭火。

这种灭火器可用来扑灭油、气等燃烧引起的火灾，其中干粉的主要成分是碳酸氢钠（NaHCO3），它受热后生成纯碱、水和二氧化碳。

请回答下列问题：[来（1）请写出一条碳酸氢钠的化学性质。

（2）灭火时碳酸氢钠发生反应的化学方程式。

（3）点燃的镁条能在二氧化碳中继续燃烧，生成一种金属氧化物和一种非金属单质，因此金属镁着火时不能干粉灭火剂
换反应”、“复分解反应”中的一项）。