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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