专题01金属及其化合物
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\*GB3①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\*GB3②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\*GB3③在氯气中燃烧:2Na+Cl2NaCl(白烟)
(2)钠与水反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
现象:①浮:钠投入水中并浮在水面上②响:钠立即跟水反应,并放出热量,发出嘶嘶响声,产生气体。③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④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。
其实质是钠同酸电离出的H+发生氧化还原反应。计算时若酸过量则只考虑钠与酸反应;若钠过量则过量的钠还要与水反应,不能认为钠先与水反应生成NaOH和氢气,NaOH再与碱发生中和反应。
(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:①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↑
②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。
5.制取
(1)电解法:2NaClNa+C12↑
(2)高温置换法:Na+KCl=NaCl+K↑
二.钠的化合物
1.氧化钠和过氧化钠的比较
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==2NaOH
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2==Na2CO3
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
与盐酸反应
Na2O+2HCl==2NaCl+H2O
2Na2O2+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
2.碳酸钠与碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
Na2CO3·10H2O
NaHCO3
俗名
纯碱、苏打
石碱
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2NaHCO3Na2CO3+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-
BaCl2
CO32-+Ba2+=BaCO3↓
不反应(若再加NaOH,则有沉淀)
CO2
NaCO3+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
Na2C03、NaHC03的鉴别
(1).晶体受热:NaHC03受热产生能使澄清石