高考化学 第11讲 钠及其化合物碱金属

第十一讲钠及其化合物碱金属

（建议2课时）

[考试目标]

1．了解科学探究的基本过程，学习运用以实验和推理为基础的科学探究方法。认识化学是一门以实验为基础的科学。

2．掌握金属Na及其重要化合物（氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、等化合物）的主要性质及其应用。

3．了解碱金属元素的相似性和递变性。

［要点精析］

一．金属钠

1．钠的物理性质

金属钠是一种柔软，银白色、有金属光泽的金属，是热和电的良导体；它的密度为0.97g／cm3，比水的密度小，比煤油的密度大，熔点为97.81℃、沸点为882.9℃。

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。

(1)跟非金属反应：

①金属钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成氧化钠：4Na+O2=2Na2O，（空气中钠的切面变暗）

②在空气(或氧气)中燃烧：2Na+O2Na2O2(黄色火焰)，以上反应说明Na2O2比Na2O 稳定。可见，与O2反应时因条件不同而产物不同。

③在氯气中燃烧：2Na+Cl2NaCl(白烟)

(2)钠与水反应：2Na+2H2O =2NaOH +H2 ↑

现象：℃浮：钠投入水中并浮在水面上℃声：钠立即跟水反应，并放出热量，发出嘶嘶响声，产生气体。℃游：同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方迅速游动最后消失℃红：反应后的水溶液使酚酞变红。

(3)钠与酸反应：钠与酸的反应比水反应更激烈，极易爆炸。

（4）钠与盐溶液反应：先考虑钠与水反应生成NaOH，再考虑NaOH是否与盐反应。

例如：℃钠与CuSO4溶液反应

2Na+2H2O=NaOH+H2↑ (1)

CuSO4+2NaOH＝Na2SO4+Cu(OH)2(2)

合并(1)(2)得：2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4 +Cu(OH)2↓+H2 ↑

℃钠与FeCl3溶液反应：6Na+6H2O+2FeCl3=6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑

3．钠的存放和取用

由于金属钠的化学性质非常活泼，易与空气中的O2、H2O等反应，所以少量金属钠可保存在煤油里，大量的金属钠则存在铁筒中用石蜡密封。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，然后用小刀切下绿豆大小的一块再做有关实验。

4．钠的存在与用途

自然界中钠只能以化合态的形态存在，主要以氯化钠的形式存在。钠是一种强还原剂，工业上用它还原金属钛、锆、铌等；反应如：4Na＋TiCl4（熔融）＝Ti＋4NaCl，另外钠和钾的合金在常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂；钠也可用于制高压钠灯。

二．钠的化合物

比较内容Na2O Na2O2

颜色、状态白色固体淡黄色固体

氧的化合价—2价—1价（过氧离子O22—）电子式

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==2NaOH2Na2O2 + 2H2O==4NaOH + O2↑

与CO2反应Na2O + CO2==Na2CO32Na2O2 + 2CO2==2Na2CO3 + O2与盐酸反应Na2O + 2HCl==2NaCl + H2O2Na2O2 + 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

化学式Na2CO3Na2CO3·10H2O NaHCO3

俗

名

纯碱、苏打—小苏打

溶解性易溶于水易溶于水（溶解度较Na2CO3小）

色

态

白色粉末无色晶体细小白色晶体

热稳定

性稳定易失水、风化受热易分解2NaHCO

3

Na2CO3+H2O+CO2↑

H+CO32－+2H+=CO2↑+H2O较快，分步进行HCO3－+H+=CO2↑+H2O 剧烈NaOH 不反应HCO3－+OH—=CO32－+H2O

石灰水CO32－+Ca2+=CaCO3↓石灰水足量：

HCO3－+Ca2++OH－=CaCO3↓+H2O

石灰水不足：

2HCO3－+Ca2++2OH—=CaCO3↓+2H2O+CO32－

BaCl2CO32－+Ba2+=BaCO3↓不反应（若再加NaOH，则有沉淀）CO2NaCO3+CO2+H2O=2NaHCO3不反应

用途用于玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业，洗

涤

发酵剂、灭火器，医疗上用于治胃酸过多

转化

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，氢氧化钠为白色固体，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。工业制法：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，

Na2CO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋2NaOH

保存：密封保存。试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡皮塞。因为烧碱能与玻璃成分中的SiO2发生反应：SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O，生成的Na2SiO3使玻璃塞与瓶口粘结。

三．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

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。

3．碳酸氢钠和碳酸钠的制法

(1)制取NaHCO3的方法

℃减压低温蒸干NaHCO3溶液。NaHCO3遇热易分解，其水溶液加热更易分解，所以不可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得NaHCO3晶体。

℃往饱和Na2CO3溶液中通入CO2，过滤得到晶体。

Na2CO3+C02+H2O=2NaHCO3

(2)制取Na2CO3的方法

往饱和食盐水中依次通人足量的NH3、CO2(氨碱法)，利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCO3从溶液中析出(依次通人CO2、NH3至饱和行吗?)：NH3+H2O+CO2=NH4HCO3

NH4HCO3 +NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl[(制纯碱的

−∆Na2CO3 +CO2↑+H2O(工业方法)

2NaHCO3−→

四．碱金属元素（Li 、Na、K、Rb、Cs）