第一节、钠的物理性质
钠是银白色金属,质软(可用刀切割),密度小(0.97g/cm3),熔点低,是电和热的良导体。
第二节、钠的化学性质
由于钠原子最外层只有一个电子,在化学反应中容易失去最外层的一个电子变为钠离子:Na-e→Na+
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+11 2 8 1 所以钠的化学性质极活泼,具有强还原性,是强还原剂,具有金属的典型性质。
1. 与非金属反应 (1)与氧气的反应
常温下能与空气中的氧气化合,表面变暗。 4Na+O2=2Na2O
在空气或氧气中燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体。 2Na+O2 Na2O2
点燃
(2)与硫反应
2Na+S=Na2S(研磨易爆炸) (3)与氯气反应
2Na+Cl2 2NaCl(发出黄色火焰,产生白烟)
点燃
2. 与水反应
钠与水反应的实验现象及现象解释如下:
现象 浮在水面上 熔成闪亮小球 迅速四处游动 发出嘶嘶响声 反应后滴入酚酞试液显红色 解释 钠的密度比水小 反应放热、熔点低 钠受气体推动而游动 产生气体及其燃烧 生成NaOH显碱性 注:钠与水反应在钠的周围有白雾生成,此白雾是氢气燃烧产生的水蒸气。
钠与水反应的化学方程式为: 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
该反应的实质是钠原子与水电离出的H+发生氧化还原反应,其离子方程式为: 2Na+2H2O=2Na++2OH+H2↑
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注:钠与水反应的现象可概括为“浮、熔、游、响、红”,并结合钠的性质进行记忆。 3. 与酸反应
钠与酸反应比与水反应更加激烈,极易爆炸。 钠与盐酸反应 2Na+2HCl=2NaCl+H2↑ 钠与稀硫酸反应 2Na+H2SO4 =Na2SO4 +H2↑
钠与酸溶液反应的实质是:钠与酸电离出来的H+直接反应,而不是钠先与水反应,生成的氢氧化钠再和酸溶液反应。因为钠与水反应时,得电子的是水电离的H+,而酸中H+浓度大于水中H+的浓度。
4. 与盐的反应
与熔融盐的反应 4Na+TiCl4(熔融)=== Ti+4NaCl
与盐溶液反应 将钠加到盐溶液中,首先是钠与水反应,若生成的氢氧化钠与盐能发生复分解反应,生成难溶物或弱电解质等,则氢氧化钠和盐再反应;否则钠只与水反应。
将一小粒钠投入硫酸铜溶液中,除观察到与水反应相同的现象外,还看到蓝色沉淀生成。这是因为钠先与水反应,生成的NaOH再与盐CuSO4发生复分解反应生成氢氧化物——Cu(OH)2沉淀。其反应式为:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓(蓝色)+Na2SO4
总反应式:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑ 故钠与盐溶液反应,不能置换出盐中的金属。 第三节、钠的制取
工业上用电解氯化钠的方法制取钠。电解需要在电解槽里进行。为降低电解温度,一般用40%NaCl和60êCl2形成的共熔物,在580℃就可以了。电解时,Cl2在阳极放出,金属钠和钙浮在上方的熔盐上面,从管道溢出。把熔融的金属混合物冷却到105~110℃,钙就成晶体析出,经过滤就实现了钠和钙的分离。 第四节、钠的用途
1. 制取过氧化钠
2. 钠和钾的合金是原子反应堆的导热剂
熔融的钠是液体传热中最好的一种,传热本领比水银高10倍,比水高40~50倍。钠和钾组成的合金在常温下是液体,例如含钠20%、钾80%(质量分数)的合金熔点是-10℃,可用于原子反应堆的导热剂(合金的熔点一般都比任一组成成分的熔点低)。
3. 用于电光源(高压钠灯)
将钠用于电光源上,高压钠灯发出的黄光波长约为589nm,射程远,透雾能力强,对道路平面的照度比高压水银灯高三倍半,广泛应用于广场、街道的照明。钠灯也可用于洗相的暗房,因为这种黄光不会使相纸曝光。
4. 作还原剂制取某些金属
3Na+AlCl3 =Al+3NaCl(历史上制铝),4Na+TiCl4(熔融) Ti+4NaCl(现代制钛)。碱金属中的钾、铷、铯的制取也用不如它们活泼的钠,原因是什么呢?我们以制钾为例来说明。沸点,KCl:1500℃、Na:882.9℃、NaCl:1410℃、K:774℃。我们将熔融态的KCl与Na共热,可得到钾蒸气:KCl+Na=NaCl+K↑,及时分离出K蒸气,反应就不断向右进行了。 第一节、氧化钠和过氧化钠的比较
氧化物 结构 素化合价为-2 类别 颜色、状态 热稳定性 与水反应 与CO2反应 与酸反应 漂白作用 用途 保存 鉴别 碱性氧化物 白色固体 不稳定(加热时被空气氧化) Na2O+H2O===2NaOH Na2O+CO2===Na2CO3 Na2O+2HCl===2NaCl+H2O 无 制NaOH 作漂白剂(用于漂白羽毛等) 干燥、密封 干燥、密封 加水产生使带火星的木条复燃的气体 O2,△
氧化钠(Na2O) 离子化合物,含有O2,氧元-过氧化钠(Na2O2) 离子化合物,含有O22,氧元素化合-价为-1 过氧化物(非碱性氧化物) 淡黄色固体 稳定 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑ 有 作供养剂(用于潜水、航空); Na,△