第三章 金属及其化合物 第一节 金属的化学性质
一、钠及其化合物 (一)钠 Na
1、单质钠的物理性质:钠质软、银白色、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。 2、单质钠的化学性质: ① 钠与O2反应
常温下:4Na + O2=2Na2O (新切开的钠放在空气中容易变暗)
加热时:2Na + O2==Na2O2 (钠先熔化后燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体Na2O2。) 钠在空气中的变化过程:Na―→Na2O―→NaOH―→Na2CO3·10H2O(结晶)―→Na2CO3(风化),最终得到是一种白色粉末。一小块钠置露在空气中的现象:银白色的钠很快变暗(生成Na2O),跟着变成白色固体(NaOH),然后在固体表面出现小液滴(NaOH易潮解),最终变成白色粉未(最终产物是Na2CO3)。 ② 钠与H2O反应
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 离子方程式:2Na+2H2O=2Na+2OH+H2↑(注意配平)
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。“浮——钠密度比水小;游——生成氢气;响——反应剧烈;熔——钠熔点低;红——生成的NaOH遇酚酞变红”。 ③ 钠与盐溶液反应
如钠与CuSO4溶液反应,应该先是钠与H2O反应生成NaOH与H2,再和CuSO4溶液反应,有关化学方程式:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
总的方程式:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
实验现象:钠熔成小球,在液面上四处游动,有蓝色沉淀生成,有气泡放出
K、Ca、Na三种单质与盐溶液反应时,先与水反应生成相应的碱,碱再和盐溶液反应 ④ 钠与酸反应:2Na+2HCl=2NaCl+H2↑(反应剧烈) 离子方程式:2Na+2H=2Na+H2↑
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3、钠的存在:以化合态存在。 4、钠的保存:保存在煤油或石蜡中。
通电 5、工业制钠:电解熔融的NaCl:2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑
6、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。
(二)氧化钠和过氧化钠
1、Na2O Na2O + H2O == 2NaOH,
白色固体,是碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性: 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。 (三)钠盐:Na2CO3与NaHCO3的性质比较 俗称 水溶性比较 溶液酸碱性 与酸反应剧烈程度 Na2CO3 纯碱、苏打 Na2CO3 > NaHCO3 碱性 较慢(二步反应) 碱性 较快(一步反应) NaHCO3+HCl=NaCl+Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 与酸反应 CO32+2H+=CO2↑+H2O -NaHCO3 小苏打 H2O+CO2↑ HCO3-+H+=H2O+CO2↑ 加热分解 热稳定性 加热不分解 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑ 与CO2反应 Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 不反应 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O 与NaOH溶液反应 不反应(不能发生离子交换) HCO3+OH--=H2O+CO32 Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH 与Ca(OH)2溶液反应 与CaCl2、溶液反应 Ca2++CO32=CaCO3↓ 有CaCO3沉淀 洗涤剂,玻璃、肥皂、造纸、纺织等用途 工业 疡时不能用) Na2CO3溶液能吸收CO2转化为NaHCO3 相互转化 Na2CO3 + H2O + CO2 == 2 NaHCO3 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O ★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Na2CO3 + HCl == NaCl + NaHCO3,
后NaHCO3 + 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
疗胃酸过多(有胃溃--也能反应生成CaCO3沉淀 不反应 发酵粉、灭火剂、治