高中化学归纳 必修一 钠及其化合物
1、钠单质
(1)钠的物理性质
色:银白色,有金属光泽。
软:质软、易切开、轻压变形。
低:熔沸点低。
轻:密度为0.97g . cm -3 ,比煤油大,比水小。
导:导电、导热性良好。
(2)钠的化学性质
Na原子最外层有1个电子,在反应中钠极易失去一个电子变成钠离子,因此钠的化学性质很活泼,具有强还原性。
①与非金属反应;
➊与氧气反应。
常温下,与空气中的氧气反应使钠的表面变暗
4Na+ O2 = 2Na2O (不稳定)
在空气或氧气中加热,生成淡黄色固体
△ 2Na+ O2=Na2O2 (有 黄色火焰,稳定)
❷与硫单质反应。
2Na+S=Na2S(研磨易爆炸)
❸与卤素单质反应。
点燃 2Na + Cl2 = 2NaCl
点燃 2Na + Br2 = 2NaBr
②与水反应;
钠与水剧烈反应,放出氢气并生成氢氧化钠,水中加酚酞,溶液呈红色。
2Na+ 2H2O = 2NaOH + H2↑
2Na+2H2O=2Na+十2OH-+H2↑
实验现象:
浮--钠漂浮在水面上(钠密度小于水)
熔--钠熔成小球
游--在水面上四处游动(与水反应生成气体)
响--反应发出“嘶嘶”的响声
红--滴有酚酞的水溶液变红(反 应生成碱性物质)
③与酸反应;
2Na + 2HCl= 2NaCl+ H2↑
2Na+2H+=2Na+十H2↑
钠与酸反应,实质上是与酸电离出来的氢离子反应,所以比与水反应更剧烈。
④与某些盐溶液反应;
2Na + CuSO4 + 2H2O = Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑
钠与盐溶液反应,实质上是钠与水反应生成的氢氧钠与盐发生反应,所以不能从比其金属活动性差的金属的盐溶液中置换出金属。钠与饱和氯NaC1溶液、FeCl3溶液、NH4 Cl溶液反应的离子方程式分别为:2Na+2H2O=2Na++20H-+H2↑,有晶体NaCl析出
6Na + 2Fe3+ + 6H2O = 6Na+ +2Fe(OH)3↓+3H2↑
2Na+2NH4-=2Na+ +2NH3↑+H2↑
(3)钠的保存、制取及用途
①保存:由于金属钠的化学性质比较活泼,易与空气中的氧气、水蒸气等反应且ρNa > ρ煤油,所以金属钠要保存在煤油中。
②实验室中钠块的取用:
用镊子从试剂瓶中取出钠块,用滤纸吸干表面煤油,用小刀切取氧化层后,再切一小块钠备用,余下的放回瓶中。
③制取:
电解 2NaCl(熔融)= 2Na + Cl2↑。
④用途:
➊工业中用Na作还原剂,用于冶炼金属,如
熔融 4Na + TiCl4 =4NaCl + Ti;
❷Na -K合金(液态)用作原子反应堆的导热剂;
❸用钠制造高压钠灯。
2、钠的氧化物
[特别提醒]
(1)在Na2O中,阳离子是钠离子,阴离子是氧离子;在Na2O2中,阳离子是钠离子,阴离子是过氧根离子。
(2)Na2O与H2O、CO2、盐酸的反应均为非氧化还原反应,Na2O2与H2O、CO2、盐酸的反应均为歧化反应。
(3)Na2O2在空气中,首先和二氧化碳反应,而不是和水反应。
(4)Na2O2中氧元素显 -1价, 其化合价既可升高到0价,也可降低到一2价,所以Na2O2既有还原性又有氧化性,但以氧化性为主。
3、钠的氢氧化物
电子式为 属于离子化合物,形成离子晶体。
(1)物理性质
俗名烧碱、火碱、苛性钠,是一种白色固体,易吸收空气中的水分而潮解,易溶于水并放热。
氢氧化钠不能直接放在托盘上,也不能放在纸上称量,应置于小烧杯或称量瓶中称取。
(2)化学性质
NaOH来源广泛,是一种最常用的一元强碱,有强腐蚀性,具有碱的通性。
①NaOH溶于水后完全电离,能使酸碱指示剂或试纸变色;
②与酸和酚发生中和反应:如HCl、CH3COOH、C6H5OH等;(感谢
@精进的学渣
指正)
③与酸酐发生反应:如SO2、CO2、 SiO2、SO3等;
2NaOH + CO2(少量) = Na2CO3 + H2O
NaOH + CO2(足量) = NaHCO3
NaOH + SO2 (足量) = NaHSO3
2NaOH + SO2(少量) = Na2SO3十H2O
④与某些金属单质发生反应:如Al等;
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑(感谢评论区
@妍嫣姑娘
指正)
⑤与某些非金属单质发生反应:如Cl2、S和Si等;Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O
⑥与两性氧化物或氢氧化物反应: Al2O3、 ZnO、Al(OH)3、Zn(OH)2等;
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O
Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
⑦与某些盐发生复分解反应:如NH+、Cu2+、Fe3+HCO 3、 、H2POz、HSOg等的盐;
FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓+3NaCl
⑧提供碱性环境发生有机反应:如卤代烃的水解反应和消去反应,酯类的水解反应,油脂的皂化反应等。
(3)制取
①电解饱和食盐水;
电解
2NaCl + 2H20=== Cl2 ↑+H2↑+2NaOH
②复分解反应制取。
Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓+2NaOH
(4)保存
密封保存在塑料瓶中。短时间内可保存在玻璃瓶中,但不能用磨口玻璃塞,应用橡胶塞。因为长时间放置,NaOH会和玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO 3,这是一种粘合剂,会使玻璃塞与瓶口内壁粘在一起而打不开。
4、两种常见的盐
(1)碳酸钠
①俗名:纯碱、苏打
②化学式: Na2CO3
③色、态:白色粉末
④溶解性(水):易溶
⑤热稳定性:加热不分解⑥某些化学性质:
➊不与NaOH反应
❷与澄清石灰水反应
Ca2+ + CO3 -= CaCO3↓
❸与CO2及水反应
Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3
❹与同浓度的盐酸反应
较快,CO?-+2H+=CO2↑+H20
❺与CaCl2或BaCl2溶液反应
Ca2+ + CO? -= CaCO3↓或
Ba2+ + CO2 -: = BaCO3↓ 3
⑦用途:用于玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业;洗涤剂
(2)碳酸氢钠
①俗名:小苏打
②化学式: NaHCO3
③色、态:白色细小晶体
④溶解性(水):可溶
⑤热稳定性:受热易分解
⑥化学性质:
➊与NaOH反应
HCO:十OH-=CO32 -+H2O
❷与澄清石灰水反应
Ca2+ + OH -+ HCO -(少量) = CaCO;
十H2O
Ca2+2OH -+ 2HCO-(足量) = CaCO:
+ 2H2O
❸与CO2及水反应
不反应
❹与盐酸反应
很快,HCO3-+H+=CO2↑+H2O
❺与CaCl2或BaCl2溶液反应
不反应(当再加氨水或NaOH溶液时,则有沉淀生成)
⑦用途:发酵剂、灭火剂、医用
(3)鉴别
①加热比较
碳酸钠不分解,碳酸氢钠分解产生使澄清石灰水变浑浊的气体
②产生CO2快慢
碳酸钠比较慢,碳酸氢钠比较快
③与酸互滴
顺序不同,现象不同
④与CaCl2或BaCl2溶液反应
碳酸钠反应产生白色沉淀,碳酸氢钠物无明显现象
(4)相互转化
①加热、②加NaOH
(5)工业制法
用NaCl、CO2、NH3、H2O作原料先制备出
NaHCO3 :
NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl
再将NaHCO3加热分解即得Na2CO3和CO2
5、焰色反应
(1)焰色反应的概念
许多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上称为焰色反应。
(2)实验步骤
①洗:用盐酸洗去铂丝表面的杂质
②烧:将铂丝在酒精灯火焰上灼烧至与酒精灯颜色一致
③蘸:蘸取试样
④烧:在火焰上灼烧
⑤观:观察火焰颜色(若检验钾要透过钴玻璃观察)
(3)焰色反应的应用
在化学上常用来测试某种金属元素是否存在于化合物中,同时利用颜色反应,人们在烟花中有选择地加入特定金属元素,使烟火更加绚丽多彩。
(4)一些金属或金属离子的焰色反应的颜色
元素. 锂 钠 钾 锶 钡 铜焰色 紫红色 黄色 紫色 砖红色 洋红色 黄绿色 绿色
(5)焰色反应实验的注意事项
①铂丝要洁净;
②火焰本身尽可能无色;
③灼烧铂丝至与原来火焰颜色相同为止,排除其他金属离子的干扰;
④检验完一种物质后铂丝-定要用稀盐酸洗净后,才能再检验其他物质,以除去杂质元素的影响;
⑤观察钾元素的颜色时,必须透过蓝色钴玻璃(滤去黄光),以排除钠元素焰色的干扰。
[注意]
①颜色反应是物理变化,主要用于钠、钾等碱金属及其离子的检验;
②不是所有金属元素都有焰色反应,焰色反应是元素的性质,不因元素的存在形式改变而改变;
③用稀盐酸的原因:生成金属氯化物,而金属 氯化物在高温时可挥发。