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钠及化合物


?

钠及其化合物知识是高考必考内容。钠
的化合物在日常生活和工农业生产中扮演

着重要角色,随着高考试题与社会生活联
系的日益密切,本节知识仍然是高考命题

的热点。

? 1.钠的原子结构、性质以及钠的实验室保 存方法,钠与O2 、H2O反应的现象及其产 物的判断。 ?

2.Na2O和Na2O2的电子式及性质,Na2CO3 和NaHCO3的性质、转化及制法,焰色反应 的概念及钾、钠化合物的检验。 ? 3. 了解金属常识。

? 1. 存在:自然界中,金属元素大多数以________存在。 化合态
Al 地壳中含量最多的金属元素是________ 。

? 2. 物 理 共 性 : 金 属 一 般 不 透 明 , 有 金 属 光 泽 、 易
导电 延展性 ________、易________、有________等。 导热 少于 ? 3. 原子结构特点:原子最外层电子数一般________4,

易________电子,而显还原性。 失去
正 ? 4. 元素化合价:只有________价,没有________价。 负

1.Na原子结构 电子式:_________原子结构示图: 。

最外层电子只有一个,极易________电子,而达到稳定结构, 失去 形成阳离子Na+,钠的 氧化性 ________性极弱。 2.钠的物理性质 银白 钠是一种____________色、有金属光泽、质软(可用刀切割),密 度 小(0.97g/cm3)于水的密度, 大于 煤油、乙醇的密度,熔点低,熔 点97.81℃,沸点882.9℃,电和热的良导体。 还原性 性极强,而钠离子

? 3.钠的化学性质

? (1)与非金属反应:
? ①与O2反应:

? 常温下与O2化合,使其表面因被氧化而变暗。
4Na+O2===2Na2O ? 化学方程式为:____________________________(Na2O不稳定) 2Na+O2===Na2O2 ____________________________ ②与硫反应: 化学方程式为:________________________(常温,研磨爆炸) 2Na+S===Na2S ③与Cl2反应:化学方程式为:________________ 2Na+Cl2===2NaCl
点燃 点燃

? 钠在空气中或氧气中燃烧,生成淡黄色固体Na2O2化学方程式为:

? (2)与水的反应

? ①离子方程式为: 2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑ 。
? ②实验现象

? a.“浮”:将钠投入水中,钠浮在水面上。说明钠的密度比
水 小 。 。且该反应 ? b.“熔”:钠熔化成小球。说明钠的熔点 低 ? 是 放热 反应。

? c.“游”:小球在水面上四处游动,并伴有嘶嘶声。说



有气体生成 。



? d.“红”:反应后的溶液能使酚酞变红。说明反应生成 了碱

? (3)与酸反应:

? 钠有强还原性,与水电离出的H + 发生氧化还原反应,某物质提
供的H+浓度越大,钠与其反应的速率越大,反应优先进行。 ? 如HCl>CH3COOH>C6H5OH>CH3CH2OH ?2 Na+2 HCl=__________________________(比水反应剧烈,易爆 2NaCl+H2↑ 炸,要特别小心) 2Na+2H+=2Na++H2↑ ? 离子方程式:______________________________ ? 若酸反应完,余下的钠再与水反应。 ? 2Na+ 2CH3COOH―→___________________________ 2CH3COONa+H2↑ ________________________________ 2Na+ +2CH3COOH 2CH3COONa+H2↑ ? Na+C6H5OH________________________ 5ONa+H2↑ 2Na+2C6H5OH―→2C6H 2Na+2CH3CH2OH―→2CH3CH ? Na+CH3CH2OH____________________________ 2ONa+H2↑

? (4)钠与盐溶液反应:
? 首先与水反应生成NaOH,NaOH再与盐反应生成难溶性碱,若 NaOH与盐不能反应,则钠只与水反应。 如:

?
?

①钠投入到硫酸钾溶液中,只与水反应。
②钠投入到硫酸铜溶液中:

? 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ ? 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 2OH-+Cu2+=Cu(OH)2↓ ? (离子方程式:______________________________)

? 总方程式:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
2Na+2H2O+Cu2+=Cu(OH)2↓+2Na ? 总离子方程式:______________________________ ++H2↑

③钠与氯化铁溶液反应

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
NaOH+FeCl3______________________________ 3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3↓+3NaCl

Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ (离子方程式:______________________________)
6Na+6H2O+2FeCl3=2Fe(OH)3↓+6NaCl+3H2↑ 总化学方程式:______________________________

6Na+6H2O+2Fe3+=2Fe(OH)3↓+6Na++3H2↑ 总离子方程式:______________________________
④钠与某些熔融盐反应时,置换出相应的金属 Na+TiCl4(熔融) _________________________ 4Na+TiCl4 (熔融) =Ti+4NaCl

? 4.钠的存在 ? 由于钠的性质很活泼,故在自然界中不能以________态存 游离态 在。钠的化合物在自然界存在很广泛,主要以氯化钠形式 存在。

? 5.钠的保存
? 由于钠很容易与空气中的氧气和水反应,故通常保存在 ____________中,使钠与空气中的氧气和水隔绝,汽油易 煤油 挥发,CCl4密度比钠大,均不能用于保存金属钠。

? 6.钠的制备

? Na+的氧化性很弱,要实现Na+→Na的变化,通常用电解
法:(电解熔融的氯化钠)

2NaCl
7.用途

2Na+Cl2↑

①制Na2O2等化合物。
? ②钠钾合金(含钾50%~80%)为液态,用于原子反应堆的导热剂。

? ③作强还原剂将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来。
4Na+TiCl4=4NaCl+Ti ? ④用在电光源上。(高压钠灯)

名称 化学式 氧元素化合价 电子式 阴阳离子个数比 化合物类型 所属类别 颜色状态 生成条件

氧化钠 Na2O -2

过氧化钠 Na2O2 -1

1∶2 离子化合物 碱性氧化物

1∶2 离子化合物 过氧化物

白色固体
常温

淡黄色晶体
加热

名称 与H2O 化学 性质 与CO2 与盐酸

氧化钠 Na2O+H2O=2NaOH

过氧化钠 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑

Na2O+CO2=Na2CO3 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 Na2O+2HCl= 2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2↑ +2H2O

保存

密闭保存

密闭保存

用途

※※※※※※※ ※

漂白、杀菌、消毒、 供氧剂

(1)Na2O2与SO2反应:Na2O2+SO2=Na2SO4。

(2)Na2O2 投入FeCl2 溶液中,可将Fe2 + 氧化成Fe3 + ,同时生成
Fe(OH)3沉淀。

(3)Na2O2 投入到氢硫酸中,可将H2S氧化成单质硫,溶液变浑浊。
(4)Na2O2投入Na2SO3溶液中,可将SO32-氧化成SO42-。 (5)Na2O2投入品红溶液中,因其有氧化性,所以有漂白性,可使 品红溶液褪色。

Na2O2和CO2、H2O反应的有关问题

(1)Na2O2与CO2、H2O反应中Na2O2既是氧化剂,又是还原剂。

(2)有关Na2O2与CO2、H2O的几个重要关系
①电子转移关系:当Na2O2与CO2、H2O反应时,每产生

1 mol O2时转移2 mol e-。
②气体体积关系:若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体) 通过足量Na2O2,产生氧气体积或气体减少体积均为

原气体体积的1/2。

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”;可以看作发生相应的反应:

Na2O2 +CO=Na2CO3 、Na2O2 +H2 =2NaOH(实际上两反应
不能发生)。

? ④先后顺序关系:一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)
的混合气体反应,应视作Na2O2 先与CO2 反应,待CO2 反

应完成后,Na2O2再与H2O发生反应。

名称及 化学式 俗 名 化合物类型

碳酸钠(Na2CO3) 纯碱、苏打 离子化合物 白色粉末 易溶于水

碳酸氢钠(NaHCO3) 小苏打

离子化合物
白色细小晶体 可溶于水

颜色、状态 水溶性

与盐酸反 应及速率

Na2CO3+2HCl=== 2NaCl+H2O+CO2↑ 。. NaHCO3+HCl=== NaCl+H2O+CO。. 2↑ 反应速率:NaHCO3≥Na2CO3

水 解

都能水解,溶液呈 碱 性,但NaHCO3比Na2CO3溶液水解程度 弱,物质的量浓度相同时,NaHCO3溶液的碱性 弱 . - +OH- HCO3?? H2CO3+OH- ??

热稳定性

受热难分解

2NaHCO3.

Na2CO3+H2O+CO2↑

与NaOH

不反应

NaHCO3+NaOH= Na2CO3+H2O

与 Ca(OH)2

Na2CO3+Ca(OH)2 == CaCO3↓+2NaOH

NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+ NaOH+H2O 或2NaHCO3+Ca(OH)2= CaCO3↓+Na2CO3+2H2O

相互转变

Na2CO3与盐酸反应的规律 向Na2CO3溶液中滴入稀盐酸: (1) 用 酚 酞 作 指 示 剂 时 , 当 指 示 剂 变 色 时 , 只 发 生 : Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl 即当指示剂变色时,Na2CO3~HCl (2) 用 甲 基 橙 作 指 示 剂 时 , 先 发 生 Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl , 再 发 生 NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2↑+H2O 即当指示剂变色时,Na2CO3~2HCl

NaHCO3、Na2O2在密闭容器中共热时,

所剩固体产物的判断
(1)先考虑NaHCO3生成的CO2与Na2O2反应,

再考虑H2O与Na2O2反应。
(2)整体考虑法 n?NaHCO3? 由于 Na 不会离开容器,当 ≥2 时,剩余固 n?Na2O2?


n?NaHCO3? 1 体为 Na2CO3;当 < 时,剩余固体为 Na2CO3、 1 n?Na2O2? n?NaHCO3? NaOH、 2O2; 1≤ Na 当 <2 时, 剩余固体为 Na2CO3、 n?Na2O2? NaOH。

碳酸氢钠与碳酸钠的制法

(1)制取NaHCO3的方法:
①减压低温蒸干NaHCO3溶液,NaHCO3遇热易

分解,其水溶液加热也易分解,所以不能采
用常压蒸发溶剂的方法制得NaHCO3晶体。

②往饱和Na2CO3 溶液中通入足量的CO2 ,过滤
得到NaHCO3晶体。

Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3↓
CO 离子方程式: 32--+H2O+CO2=2HCO3-↓

? (2)制取Na2CO3的方法: ? 往饱和食盐水中依次通入足量的NH3 、CO2 , 利用NaHCO3比NH4HCO3的溶解度小,使NaHCO3从 溶液中析出:(工业制法-侯氏制碱法)

NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑

Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法 分别加热少量样品,若能生成使澄清石灰水变浑 浊的气体,则原试剂是NaHCO3 ,另一种试剂是 Na2CO3 。 法2:据与酸反应的速率不同。分别取相同质量

法1:据热稳定性不同(此方法适用于固体鉴别)。

的固体,加入等浓度等体积的盐酸中,反应较快
的是NaHCO3,另一种是Na2CO3。

法3:据与酸反应的过程不同。取同浓度同体积的
溶液,分别向盐里滴加盐酸,开始无气体,一段

时间后有气体的是Na2CO3,开始滴加即有气体的
是NaHCO3。 法4:据与盐反应的现象不同。分别取两种液体

(或两种固体加水溶解),加入BaCl2或CaCl2溶液, 有沉淀生成的是Na2CO3,无现象的是NaHCO3。

1.焰色反应:某些金属或其化合物灼烧时,使火焰呈现出特殊的颜 色,这在化学上叫焰色反应。 注:焰色反应属于物理变化。是元素的性质 2.实验: (1)准备: ①蘸取溶液通常用铂丝或光洁无锈的铁丝或镍铬钨制成,每次焰色 反应操作前,都要用稀盐酸洗净金属丝; ②火焰为无色或浅色的酒精灯或煤气灯 (2)实验步骤: 无色

? 焰色: 钠(________色) 黄
? 钾(________色,透过蓝色钴玻璃片) 紫

? 钙(砖红色)
? 钡(黄绿色)
、、

? 铜(绿色)

、、

(4)应用:检验部分金属元素的存在(包括单质和化合物)。

【思考】(1) 每次实验做完都必须用盐酸洗净铂丝?

答:___________________________________________ 洗去金属氧化物等杂质,盐酸挥发
(2) 观察钾的焰色时为何要透过蓝色钴玻璃? 避免钠的黄光的干扰 答:______________________ (3) 为什么用铂丝蘸取溶液?除铂丝外还可以用什么? 火焰无色,镍、铬或无锈铁丝 答:______________________ 外焰 (4) 用酒精灯______________________加热。 (5) 不是所有金属都有焰色。 (6) 因碱金属的盐及氢氧化物都是易溶于水的,且水溶液均无色, 所以不能通过沉淀来检验这些阳离子的存在,通常用焰色反应来

检验。

俗称

烧碱、火碱、苛性钠



(1)主要物理性质: 白 色固体,易吸收空气
中的水蒸气而 潮解 ,易 溶解于水,并且放 出大量的
热量

,有强

腐蚀

性。

(2)主要化学性质:为一元强碱,具有碱的 通性。

1.碱金属元素包括 Li 、 Na 、 K 、 Rb 、 Cs 、 Fr 等六

种元素。
2.碱金属单质的物理性质 碱金属的单质除铯略带 金色金属光泽外,其余都有 银白 色金 属光泽;碱金属质地都较 柔软;密度都较 小;熔点都较 低 , 都具有 良好 的导电、导热性。随原子电子层数的增多,碱金 属单质的物理性质呈现一定的规律:从Li到Cs单质的熔、沸 点呈依次 递减 的趋势;密度呈依次 增大 的趋势(钾特殊)。

? 3.碱金属单质的主要化学性质 ? ? ? 用R代表碱金属,其通性有: (1)与非金属反应: 2R+Cl2=== 2RCl ,4R+O2 2R2O 2ROH+H2↑ ,

? (2)与水反应:2R+2H2O===

(按Li、

Na、K、Rb、Cs、Fr次序与水反应越来越剧烈;Li缓 慢熔化,Na很快熔化,K在反应时自发燃烧,Rb、Cs、 Fr发生爆炸。生成的碱都是强碱,碱性依次增强);

? (3)与盐酸、稀硫酸反应: ? 2R+2H+===
2R++H2↑



? (4)在空气中燃烧;
? 4Li+O2 ? 2Na+O2 、 2Li2O(白)
Na2O2(淡黄) ;

? (5)碱金属都是低熔点轻金属、化学性质相当活泼。

【记忆提示】

方程式测试 1.钠和水 离子方程式 。


2.钠和氧气(常温)
3.钠和氧气(加热)




4钠和乙醇
5.钠与盐酸





6.钠与硫酸氢钠溶液的离子方程式
7.钠与硫酸铜溶液 。



离子方程式



8.电解氯化钠溶液 离子方程式 9.电解熔融氯化钠. 10.碳酸钠与盐酸 离子方程式 11.碳酸氢钠与盐酸 。 。

。 。 。





离子方程式
12.碳酸氢钠与澄清石灰水(少量) 离子方程式



13.碳酸氢钠(少量)与澄清石灰水 离子方程式 14.碳酸钠溶液中通入二氧化碳 离子方程式 15.饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳的离子方程式 。 。 。





16.碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶
液 离子方程式 17.加热碳酸氢钠固体 18.过氧化钠和水(用双线桥标出电子转 移) 。 。 。 。

19过氧化钠和二氧化碳 20.侯氏制碱法 。 。 21.氢氧化钠和二氧化碳(少量) 离子方程式 。





22.氢氧化钠和二氧化碳(足量) 离子方程式 23.过氧化钠的电子式 。 化学键类型





氧化钠的电子式

化学键类型



Na2SO4

Na2O

NaOH

NaCl

Na2S

Na

Na2O2

Na2CO3

CH3CH2ONa

NaCl

CH3COONa

NaHCO3


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