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1钠及化合物

 堕落的天空 2015-01-24
一、钠及其化合物
1、钠
(1)钠的物理性质:钠是银白色金属,密度小(0.97g/cm3),熔点低(97℃),硬度小,质软,可用刀切割。钠通常保存在煤油中。是电和热的良导体。

  (2)钠的化学性质:从原子结构可知钠是活泼的金属单质。
①钠与非金属单质反应:常温:4Na + O2== 2Na2O,加热:2Na + O2

  Na2O2;
2Na+ Cl2

  2NaCl; 2Na + S

  Na2S等。
②钠与水反应:2Na + 2H2O== 2NaOH +H2↑;实验现象:钠浮在水面上,熔成小球,
在水面上游动,有哧哧的声音,最后消失,在反应后的溶液中滴加酚酞,溶液变红。
注意:钠在空气中的变化:银白色的钠

  变暗(生成了氧化钠)

  变白(生成氢氧化钠)

  潮解

  变成白色固体(生成碳酸钠)。
③钠与酸反应:如2Na + 2HCl == 2NaCl + H2↑,Na放入稀盐酸中,是先与酸反应,酸不足再与水反应。因此Na放入到酸中Na是不可能过量的。同时Na与H2的物质的量比始终是2:1。当然反应要比钠与水的反应剧烈多。
④钠与盐的溶液反应:钠不能置换出溶液中的金属,钠是直接与水反应。反应后的碱再与溶液中的其他物质反应。如钠投入到硫酸铜溶液的反应式:2Na+ CuSO4 + 2H2O ==Cu(OH)2 ↓+ Na2SO4+ H2 ↑。
⑤钠与氢气的反应:2Na + H2== 2NaH。NaH + H2O== NaOH + H2;NaH是强的还原剂。
(3)工业制钠:电解熔融的NaCl,2NaCl(熔融)

  2Na + Cl2↑。
(4)钠的用途:①在熔融的条件下钠可以制取一些金属,如钛、锆、铌、钽等;
②钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂;
③钠蒸气可作高压钠灯,发出黄光,射程远,透雾能力强。
2、氧化钠和过氧化钠
(1)Na2O:白色固体,是碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性:Na2O+ H2O ==2NaOH,Na2O + CO2 ==Na2CO3,Na2O + 2HCl == 2NaCl + H2O .另外:加热时,2Na2O+ O2 ==2Na2O2.
(2)Na2O2:淡黄色固体是复杂氧化物,易与水和二氧化碳反应。
2Na2O2+ 2H2O ==4NaOH + O2 ,2Na2O2 + 2CO2 == 2Na2CO3+ O2 (作供氧剂)。
因此Na2O2常做生氧剂,同时,Na2O2还具有强氧化性,有漂白作用。如实验:Na2O2和水反应后的溶液中滴加酚酞,变红后又褪色,实验研究表明是有:Na2O2+ H2O ==2NaOH + H2O2,2H2O2 == 2H2O+ O2 反应发生。因为H2O2也具有漂白作用。当然过氧化钠也可以直接漂白的。
3、碳酸钠和碳酸氢钠
性质
Na2CO3(Na2CO3·10H2O)
NaHCO3
性质比较
俗称
纯碱或苏打
小苏打
NaHCO3的颗粒比Na2CO3小
水溶性
易溶于水
易溶于水
S(Na2CO3)>S(NaHCO3)
溶液酸碱性
显碱性
显碱性
同浓度Na2CO3的pH大于NaHCO3的pH
热稳定性
稳定
受热分解生成Na2CO3、H2O、CO2
NaHCO3的热稳定性比Na2CO3差,用于除杂质。
与酸反应
能与强酸反应
能与强酸反应
等物质的量时Na2CO3耗酸量大于NaHCO3
溶液中相互转化
Na2CO3溶液能吸收CO2转化为NaHCO3
Na2CO3 + H2O + CO2 == 2 NaHCO3
除CO2中的HCl杂质是用饱和的NaHCO3溶液,而不用Na2CO3溶液
用途
用在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中。
发酵粉的主要成分之一;制胃酸过多等。
注意几个实验的问题:
1、向饱和的Na2CO3溶液中通足量的CO2有晶体NaHCO3析出。
2、Na2CO3溶液与稀HCl的反应①向Na2CO3溶液中滴加稀HCl,先无气体,后有气体,如果n(HCl)小于n(Na2CO3)时反应无气体放出。发生的反应:先①Na2CO3+ HCl ==NaCl + NaHCO3,后②NaHCO3 + HCl == NaCl + H2O +CO2.
②向稀HCl中滴加Na2CO3溶液,先有气体,反应是:Na2CO3+ 2HCl ==2NaCl + H2O + CO2.
如果用2mol的Na2CO3和2.4mol的稀HCl反应,采用①方法放出CO2是0.4mol;采用方法放出CO2为1.2mol。希望同学们在解题时要留意。
3、Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的鉴别:取两种试液少量,分别滴加CaCl2或BaCl2溶液,有白色沉淀的原取溶液为Na2CO3,另一无明显现象的原取溶液为NaHCO3.
4、侯氏制碱法
反应式:NaCl + NH3+ CO2 + H2O ==NaHCO3 + NH4Cl.
注意:在生产中应先在饱和的NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,NaHCO3晶体析出过滤,在滤液中加入NaCl细末和通NH3析出NH4Cl晶体为副产品。NH4Cl晶体析出后的母液进行循环试用,提高原料的利用率。

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