知识讲解_钠及其化合物_基础

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由于钠的强还原性,在自然界中不会以游离态存在,全部以化合态(钠盐)存在。
,所以
4.钠的存放和取用。
由于钠极易被氧化,也易与水发生反应,所以保存钠应隔绝空气和水,钠应保存于石蜡油或煤油中。取用时一
般先用镊子把钠从煤油中夹出来,并用滤纸把表面的煤油吸干,然后用小刀切下黄豆粒大小的一块再做有关实验。
要点诠释:(1)钠对人的皮肤有很强的腐蚀性,取用钠时必须用镊子,切不可用手拿。
NaHCO3 与少量石灰水的反应为:

此法可用于土法制烧碱或除掉烧碱中的 2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O

Na2CO3
若石灰水过量,则新生成的 Na2CO3 可与 Ca(OH)2
继续反应,即:
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH ∴过量石灰水中 NaHCO3 与 Ca(OH)2 的反应为:
举一反三:
【变式 1】1.15 gNa 投入 100 g 水中,得到的溶液质量分数为多少?
【解析】将 Na 投入水中,生成 NaOH 并放出 H2,溶液的总质量并非钠与水的质量之和,应等于钠的质量和水 的质量之和减去 H2 的质量。
色,有漂白作用。
说明:由于 Na2O2 与酸反应时,除了生成盐和水外,还生成的氧气,故 Na2O2 不属于碱性氧化物。
【高清课堂:钠及其化合物】
2.钠盐——碳酸钠、碳酸氢钠
碳酸钠 (Na2CO3)
分类
正盐
碳酸氢钠 (NaHCO3) 酸式盐
俗称
纯碱、苏打
小苏打
色态
白色粉末
细小的白色晶体
溶解度(20℃)
1
总反应方程式为 2Na+CuSO4+2H2O==Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。
(由于 Na 与 H2O 反应是放热反应,放出的热量可使少量的氢氧化铜分解,即: 试管中有少量的黑色物质 CuO。)
要点诠释:钠与某些熔融盐作用,置换出相应金属。例:4Na + TiCl4 (熔)== 4NaCl + Ti 3.钠元素的存在:
钠的密度比水小
熔:立即熔化成一个闪亮的小球
钠的熔点低,钠与水反应放热
游、响:钠球在水面上四处游动,发出嘶嘶的响声,最后完全消失
钠与水反应剧烈,产生气体ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
红:反应后溶液由无色变为红色
钠与水反应生成可溶性碱(NaOH)
要点诠释:Na 与 H2O 反应实质:钠与水微弱电离出的氢离子发生电子转移,可表示如下:
要点四、有关 Na2O2 与 CO2、H2O 反应的几个重要关系
2CO2+2Na2O2==2Na2CO3+O2
2H2O+2Na2O2==4NaOH+O2↑
1.物质的量的关系。
3
无论是 CO2 或 H2O 的单一物质还是二者的混合物,通过足量的 Na2O2 时,CO2 或 H2O 与放出 O2 的物质的量之 比为 2∶1。
【答案】C、D。 【解析】因为 46 g Na 置换出 2 g H2,所以 A、B 项中溶液质量增加。C 中由于钠与水反应生成的氢氧化钠还能 进一步与 CuCl2 反应,析出 Cu(OH)2 沉淀,同时放出 H2,致使溶液质量减轻,D 中 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,由于 溶液是饱和的,所以溶液中 NaOH 不可能增加,但由于钠与水反应,导致水量减少,因而这部分水所溶的 NaOH 及 新生成的 NaOH 将析出,所以溶液质量减轻。 【总结升华】这类题题目比较复杂,做题时需要仔细分析,抓住问题的实质,再逐个分析选项。
2.气体体积关系。
1
若 CO2 和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量 Na2O2 时,气体体积的减少量或原混合气体体积的 即为
2
生成氧气的量。
3.电子转移关系。 当 Na2O2 与 CO2、H2O 反应时,每产生 1 mol O2 转移 2 mol e-。 4.固体质量关系。 相当于固体(Na2O2)只吸收了 CO2 中的“CO”,H2O 中的“H2”,可以看作发生相应的反应:Na2O2+CO== Na2CO3、 Na2O2+H2==2NaOH(实际上两反应不能发生) 5.先后顺序关系。 一定量的 Na2O2 与一定量的 CO2 和 H2O(g)混合物的反应,可视作 Na2O2 先与 CO2 反应,待 CO2 反应完全后, Na2O2 再与 H2O 发生反应。 方法指要:假设 H2O 先反应,生成的 NaOH 与 CO2 反应又生成 H2O,因而 CO2 先反应,之后 H2O 再反应。
(2)与非金属反应: 钠除了能跟氧气直接化合外,还能与很多非金属直接化合。如与硫化合剧烈反应,发生爆炸,生成 Na2S。
2Na + Cl2
2 NaCl
(3)与水、酸、盐的反应:
【高清课堂:钠及其化合物】
2Na + S Na2S
①.钠与水(滴有酚酞)反应的实验现象与结论。
实验现象
实验结论
浮:钠浮在水面上
【学习目标】 1、钠的性质; 2、钠的重要化合物及其相互转化。
【要点梳理】 要点一、钠 1.钠的原子结构特点:
钠及其化合物
Na 的原子结构示意图:
。Na 最外层只有 1 个电子,因此 Na 很容易失去 1 个电子,具有很强的还
原性,是强还原剂,具有金属的通性。由于钠的活泼性很强,在表现金属通性的同时,又有其特殊之处。
2Na+O2
Na2O2
特别提示:①钠保存在石蜡油或煤油里,以隔绝空气。 ②钠的取用:用镊子夹取一块钠,用滤纸吸干煤油,用小刀切取黄豆粒大小的钠,剩余部分放回原瓶。 ③将一小块钠久置在空气中的变化是:
Na O2 Na2O H2O NaOH(固体) H2O NaOH(溶液) CO2 Na2CO3·10H2O 风化 Na2CO3。
(2)在实验室里,钠是保存在煤油中的,钠和煤油都易着火,所以实验过程中要严格防火[实验用品(镊子、
小刀、玻璃片等)要干燥,切割前要用滤纸吸干钠表面的煤油。]
(3)切下一小块钠后剩余的钠要及时放回煤油中去。
5.金属钠的制取: 电解熔融的氯化钠:2NaCl 2Na + Cl2↑ 6.用途:与钾的合金用作原子反应堆的导热剂;制备过氧化钠;冶炼稀有金属;作电光源(高压钠灯)等。
滴入盐酸后,即刻出现气泡。
开始无外观现象(因为首先生成 HCO3-),
随后出现气泡。
(若向足量 HCl 中分别滴入 Na2CO3 或 NaHCO3,则均会立刻出现气泡。)
与 NaOH
NaHCO3+ NaOH=H2O+ Na2CO3
2
碱 Ca(OH)2 Na2CO3+ Ca(OH)2= CaCO3↓+ 2NaOH
②.金属钠与酸溶液反应时应先考虑钠与酸的反应,然后再考虑钠与水的反应。 例:2HCl + 2Na = 2NaCl + H2↑ ③.金属钠与其他水溶液反应时应先考虑金属钠与水的反应,然后再考虑所得 NaOH 能否与溶质反应。 例如 Na 与 CuSO4。 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑; CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4。
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
要点三、焰色反应 1.焰色反应:很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈特殊的颜色,在化学上称为焰色反应(发生的
是物理变化)。 2.铂丝的清洗与灼烧如下图甲所示,观察钾的焰色如下图乙所示。
3.操作方法。 (1)洗:用稀盐酸洗净铂丝,目的是使铂丝上的高沸点杂质转化为沸点相对较低的氯化物。 (2)烧:将用盐酸洗涤过的铂丝在火焰上灼烧,目的是除去铂丝上的杂质。 注意:①所用的火焰应是无色或浅色的; ②要一直烧至火焰恢复到原来的无色或浅色为止。 (3)蘸:用灼烧合格的铂丝蘸取被检验的物质。 (4)烧:将蘸取被检验物质的铂丝放在火焰上灼烧。 特别提示:在观察钾及钾的化合物的焰色反应的焰色时,要透过蓝色的钴玻璃片观察,其主要原因是钾及钾的 化合物中可能混有钠或钠的化合物,钠的黄色火焰能掩盖钾的紫色火焰,而蓝色钴玻璃能滤去黄色的光,这样可以 避免钾或钾的化合物中混有钠或其化合物所造成的干扰。 4.用途:焰色反应作用:检验(或鉴别)物质或离子。
Na2O+H2O==2NaOH Na2O+CO2==Na2CO3 Na2O+2HCl==2NaCl+H2O
-------
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2 2Na2O2+4HCl==4NaCl+O2↑+2H2O Na2O2 有强氧化性,可以使品红溶液褪
【典型例题】 类型一:钠的性质
例题 1 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金属钠先熔化 ②在空气中燃烧发出黄色火花 ③燃烧后得白色固体 ④燃烧时火焰为黄色 ⑤燃烧后生 成淡黄色固体物质 A.①② B.①②③ C.①④⑤ D.④⑤ 【思路点拨】钠的焰色反应颜色为黄色,加热后生成的产物为过氧化钠,过氧化钠为淡黄色固体。 【答案】C 【解析】由于金属钠的熔点比较低,所以金属钠放在燃烧匙中加热先熔化,然后燃烧生成淡黄色固体并且伴有 黄色火焰。 【总结升华】金属钠在空气中会缓慢氧化生成氧化钠,加热时氧化钠会转化为过氧化钠,所以过氧化钠中的氧 化钠杂质可以通过加热的方法除去。 举一反三: 【变式 1】把一小块金属钠暴露在空气中,观察到以下现象: ①金属钠表面逐渐变暗;②过一段时间以后又逐渐变潮湿;③再过些时候又变成白色固体;④又过一段时间白 色固体变成白色粉末。 试写出以上发生的各种现象有关的化学方程式。 【答案】①4Na+O2==2Na2O;②Na2O+H2O==2NaOH;③2NaOH+CO2+9H2O==Na2CO3·10H2O; ④Na2CO3·10H2O==Na2CO3+10H2O
2.钠的化学性质: 【高清课堂:钠及其化合物】
(1)与氧气反应: 实验操作步骤
用小刀切取一小块金属钠 放置片刻
放在坩埚中加热
实验现象 银白色光亮切面
光亮切面变暗
钠先熔化,后剧烈燃烧,黄 色火焰,生成淡黄色固体
实验结论及反应的化学方程式 钠是银白色质软的金属 常温下钠极易与氧反应 4Na+O2==2Na2O 钠极易燃烧,产物是过氧化钠,
(26.9g) Na2CO3 〉NaHCO3 (10.0g)
化 与酸反应放出
Na2CO3 〈NaHCO3
学 CO2 的速度

现象

Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 (CO32-+H+=HCO3-)
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ (HCO3-+H+=H2O+CO2↑)
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ (HCO3-+H+=H2O+CO2↑)
NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O
热稳定性
很稳定,受热不分解
(运用此性质 (分解温度 851℃,酒精灯温度达不到)
可除去
Na2CO3 中混 有的 NaHCO3)
不很稳定,受热易分解。
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ (分解温度 150℃)
二者之间相互 转化
要点诠释:(1)碳酸钠和碳酸氢钠在水中的溶解性 Na2CO3>NaHCO3。 (2)Na2CO3 与盐酸的反应可视为分步进行:CO32―+H+==HCO3―;HCO3―+H+==CO2↑+H2O。 应用:根据盐酸与碳酸钠溶液反应时因滴加顺序的不同而使反应现象不同,可以鉴别盐酸和碳酸钠溶液。
例题 2 将金属钠分别投入下列物质的水溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是:
A.HCl
B.K2SO4 C.CuCl2 D.饱和 NaOH 溶液
【思路点拨】钠遇酸溶液或水均能置换出其中的氢气,故以上四选项均能满足题干中“有气体放出”这一条件,
但溶液质量减轻的条件应是投入金属钠的质量少于生成气体或沉淀质量。
(3)碳酸盐的热稳定性 ①一价金属碳酸盐比二价金属碳酸盐稳定。Na2CO3>CaCO3;NaHCO3>Ca(HCO3)2 ②相同金属阳离子,正盐比酸式盐稳定。Na2CO3>NaHCO3;CaCO3>Ca(HCO3)2
相互转化:Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3 NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O
要点二、钠的化合物 1.钠的氧化物
化学式
化合物类型
Na2O 离子化合物
Na2O2 离子化合物
阳、阴离子数之比 氧元素化合价
Na+和 O2-之比为 2∶1 -2 价
Na+和 O22-之比为 2∶1 -1 价
属类
碱性氧化物
非碱性氧化物(过氧化物)
颜色、状态
白色,固体
淡黄色,固体
化学 性质
与水反应 与 CO2 反应 与盐酸反应 特性
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