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高中化学归纳 必修一 钠及其化合物

2021.5.11

  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。

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