钠及其重要化合物

一、钠的性质、制备、保存及用途

1．物理性质

（1）软——质软，硬度小；（2）亮——银白色，有金属光泽；

（3）轻——密度比水小，比煤油大；（4）低——熔点低；

（5）导——可导电、导热。

2．化学性质

（1）与非金属单质的反应：

①Na与O₂点燃发生反应的化学方程式为：

2Na＋O₂点燃(=====)Na₂O₂

②Na在常温下露置于空气中的化学方程式为：

4Na＋O₂ 2Na₂O

③Na与S的反应为：

2Na＋S Na₂S（研磨）

④Na与Cl₂的反应为：

2Na＋Cl₂点燃(=====)2NaCl

（2）与水的化学方程式为：

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑

（3）与强酸的离子方程式：

2Na＋2H⁺=2Na⁺＋H₂↑

（4）与盐溶液反应：先与水反应生成NaOH，再看NaOH是否与盐反应。

①与CuSO₄溶液的化学方程式为：

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑

2NaOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂↓+ Na₂SO₄

总反应化学方程式为：2Na + 2H₂O + CuSO₄ = Cu(OH)₂↓+ Na₂SO₄ + H₂↑

②与FeCl₃溶液的反应：

总反应化学方程式为：6Na + 6H₂O + 2FeCl₃= 2Fe(OH)₃↓+ 3Na₂SO₄ + 3H₂↑

（5）与熔融状态的盐反应：钠可以置换出较不活泼的金属

化学方程式为:4Na＋TiCl₄熔融(=====)4NaCl＋Ti

（6）钠暴露在空气中，最终得到的是白色粉末。

4Na+O₂2Na₂O；Na₂O+H₂O2NaOH；

2Na+2H₂O2NaOH+H₂↑；2NaOH+CO₂Na₂CO₃+H₂O

需要特别指出的是Na₂CO₃的形成并非Na₂O+CO₂Na₂CO₃反应所致，因Na₂O更易与水反应。

3．制备：电解氯化钠时需要熔融态的氯化钠，化学方程式为：2NaCl(熔融)通电(=====)2Na＋Cl₂↑。

4．钠的保存：密封保存，通常实验室中通常把少量钠保存在煤油或石蜡油中保存，目的是防止Na与空气中的O₂和水蒸气发生反应。

5．钠的用途：

（1）K−Na合金用于原子反应堆，作导热剂。（2）制备Na₂O₂。

（3）作电光源：高压钠灯。（4）冶炼稀有金属。

二、氧化钠的性质

1、物理性质：白色固体

2、化学性质：

（1）与非金属单质O₂的化学方程式：

2Na₂O+ O₂△(=====)2Na₂O₂

（2）与氧化物的化学方程式：

①．水：Na₂O＋H₂O=====2NaOH

②．CO₂：Na₂O＋CO₂=====Na₂CO₃

（3）与酸反应的化学方程式：

Na₂O＋2HCl2NaCl＋H₂O（据反应③，我们把Na₂O称为碱性氧化物）

三、过氧化钠的性质和用途

1．化合价与性质的关系

，因此Na₂O₂既有氧化性，又有还原性，但主要表现出较强的氧化性。

2．物理性质：淡黄色固体

3．化学性质：

（1）与水反应的化学方程式：

2Na₂O₂＋2H₂O=====4NaOH＋O₂↑

（2）与CO₂反应的化学方程式：

2Na₂O₂＋2CO₂=====2Na₂CO₃＋O₂

（3）与盐酸反应的化学方程式：

2Na₂O₂＋4HCl=====4NaCl＋2H₂O＋O₂↑

（据反应（3），我们不能把Na₂O₂称为碱性氧化物）

（4）强氧化性：

4、主要用途：强氧化剂、漂白剂、供氧剂。

过氧化钠的特性及计算规律

有关Na₂O₂与CO₂、H₂O的反应：2CO₂＋2Na₂O₂===2Na₂CO₃＋O₂；2H₂O＋2Na₂O₂===4NaOH＋O₂↑

1．物质的量的关系

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的物质的量之比均为2∶1。

2．气体体积关系

若CO₂和水蒸气的混合(或单一)气体通过足量Na₂O₂，气体体积的减少量或原混合气体体积的1/2即为生成氧气的量。

3．固体质量关系

相当于固体Na₂O₂只吸收了CO₂中的“CO”，H₂O中的“H₂”；可以看做发生相应的反应：Na₂O₂＋CO ====Na₂CO₃，Na₂O₂＋H₂ =====2NaOH(实际上两反应都不能发生)。

4．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^-。

如：

5．先后顺序关系

一定量的Na₂O₂与一定量的CO₂和H₂O(g)的混合物的反应，可看做Na₂O₂先与CO₂反应，待CO₂反应完全后，Na₂O₂再与H₂O(g)发生反应。

四、氢氧化钠的性质、用途及保存

1．物理性质：俗称“苛性钠”、“烧碱”、“火碱”，白色晶体，易吸水而潮解，易溶于水。

2．化学性质：强碱，具有碱的通性，如能与酸、酸性氧化物反应生成盐与水，能使酸碱指示剂变色。此外还具有如下一些特殊的性质。

（1）与铝、硅单质的反应：

2NaOH+2Al+2H₂O=====2NaAlO₂+3H₂↑

2NaOH+Si+H₂O==‍==‍=Na₂SiO₃+2H₂↑

（2）与两性氧化物、两性氢氧化物的反应：

2NaOH+Al₂O₃=====2NaAlO₂+H₂O

NaOH+Al(OH)₃=====NaAlO₂+2H₂O

（3）与非金属氧化物的反应：

SO₂+2NaOH=====Na₂SO₃+H₂O

2NO₂+2NaOH=====NaNO₂+NaNO₃+H₂O

（4）与铵盐的反应反应实质：NH₄⁺+OH⁻=====NH₃·H₂O

3．氢氧化钠的用途及保存

（1）用途：氢氧化钠是一种重要的化工原料，固体氢氧化钠可用作中性气体或碱性气体的干燥剂。

（2）保存方法：在实验室中，氢氧化钠可密封保存于塑料瓶或玻璃瓶中，但瓶塞需用橡胶塞，不可用玻璃塞。

五、碳酸钠与碳酸氢钠

1．物理性质

2．化学性质

（1）热稳定性

①Na₂CO₃性质稳定，受热难分解。

②NaHCO₃性质不稳定，受热易分解，化学方程式为2NaHCO₃=====Na₂CO₃＋CO₂↑＋H₂O。

（2）与酸(足量盐酸)反应(写出离子方程式)

①Na₂CO₃：CO₃^2-＋2H^＋=====CO₂↑＋H₂O；

②NaHCO₃：HCO₃^2-＋H^＋=====CO₂↑＋H₂O。

（3）与碱(NaOH溶液)反应(写出化学方程式)

①Na₂CO₃：与NaOH不反应；

②NaHCO₃：NaHCO₃＋NaOH=====Na₂CO₃＋H₂O。

（4）与盐(CaCl₂)溶液反应(写出离子方程式)

①Na₂CO₃：Ca^2＋＋CO₃^2-=====CaCO₃↓；

②NaHCO₃：与CaCl₂不反应。

3．主要用途

（1）碳酸钠：玻璃、造纸、制皂、洗涤。

（2）碳酸氢钠：发酵、医药、灭火器。

六、焰色反应（物理变化）

1．概念：某些金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现出特殊的颜色，这种现象化学上叫做焰色反应。

2．操作

注：用稀盐酸清洗铂丝而不用稀硫酸的原因：铂丝表面的杂质与盐酸反应生成沸点较低的氯化物易气化挥发，而硫酸盐的沸点较高不易气化挥发。

3．常见元素的焰色：钠元素黄色；钾元素紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。

4．应用：①检验元素的存在；②制烟花、信号弹。

七、碱金属的一般性和特殊性

1．碱金属的一般性

2．碱金属的特殊性

（1）碱金属的密度随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。

（2）碱金属一般都保存在煤油中，但锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。

（3）碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H⁻形式存在，显−1价，碱金属氢化物是强还原剂。

（4）一般情况下，碱金属所形成的盐均溶于水，并且在一定温度下，酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO₃的溶解度比Na₂CO₃的小)。

（5）试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但金属Na、K等需立即放回原瓶。

（6）与O₂反应时，Li只生成Li₂O，Na在常温时生成Na₂O，加热时易形成Na₂O₂。