2023年初中化學金屬及其化合物(Na部分）

鈉及其化合物

一、鈉的物理性質

1.顏色：銀白色、有金屬光澤。

2.密度：鈉、水和煤油的密度大小為ρ(水)>ρ(鈉)>ρ(煤油)。

3.熔點：小于(填“大于”“小于”或“等于”)100 ℃。

4.硬度：質地較軟。

二、從原子結構認識鈉的化學性質——還原性

1.鈉與非金屬單質反應

(1)與O2反應

(2)與Cl2反應的化學方程式：2Na+Cl2點燃(=====)2NaCl。

(3)與S反應的化學方程式：2Na+S△(=====)Na2S。

2.鈉與水、鹽溶液的反應

(1)鈉與水的反應

①鈉與水反應的離子方程式：2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。

②鈉與水(含酚酞)反應的實驗現象及解釋：

(2)鈉與鹽溶液的反應

Na先和水反應生成NaOH再與鹽溶液反應，并判斷是否發生復分解反應

如鈉投入CuSO4溶液中，反應的離子方程式為2Na+2H2O+Cu2+===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑。

鈉投入BaCl2溶液中，反應的化學方程式為2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。

3.鈉與鹽酸的反應

鈉與鹽酸反應的離子方程式為2Na+2H+===2Na++H2↑

三、鈉的制取、保存及用途

1.制取：化學方程式為2NaCl(熔融)通電(=====)2Na+Cl2↑。

2.保存：密封保存，通常保存在石蠟油或煤油中。

3.用途

(1)鈉、鉀合金(液態)可用于原子反應堆的導熱劑。

(2)作強還原劑，將某些稀有金屬從它們的鹵化物中還原出來，如4Na+TiCl4熔融(=====)Ti+4NaCl。

(3)用作電光源，制作高壓鈉燈。

四、氧化鈉與過氧化鈉的比較

總結

1.鈉的取用方法：用鑷子夾取一小塊鈉，用濾紙吸干表面的煤油，用小刀切取黃豆大小的鈉，剩余的鈉放回試劑瓶。

2.鈉失火的處理：沙土蓋滅，不能用水或泡沫滅火器滅火。

3.Na2O2中氧元素的化合價為-1價而不是-2價。

4.Na2O2晶體中陰、陽離子個數比為1∶2而不是1∶1。

5.過氧化鈉與還原性溶液反應的化學方程式的書寫步驟：

第一步：Na2O2與溶液中的水反應生成NaOH和O2;

第二步：反應生成的O2與還原性鹽發生氧化還原反應;

第三步：將上述兩個反應的化學方程式合并，即得總的化學方程式。

6.Na2O2與H2O、CO2反應的兩個常見誤區

(1)Na2O2與H2O、CO2反應都是自身的氧化還原反應;

(2)1 mol Na2O2與足量CO2或H2O發生反應時，轉移的電子數是NA而不是2NA。

1.金屬鈉與鹽或堿溶液反應的思維模板

2.金屬鈉與溶液反應現象分析思維模板

(1)共性：因為鈉與不同的水溶液反應均屬于劇烈的置換反應，故有共同的現象產生：①浮：鈉浮在液面上;②熔：鈉熔化成光亮的小球;③游：在液面上不停地游動直至反應完;④響：反應中不停地發出“嘶嘶”的響聲。

(2)差異性：與酸、強酸弱堿鹽溶液反應時，由于溶液中H+濃度較大，反應比與水還要劇烈，最后鈉可能在液面上燃燒;與鹽溶液反應時，還可能會生成沉淀(如生成難溶堿)、氣體(NH3)等。

1.鈉與氧氣反應的產物與反應溫度有關，加熱或點燃產物是過氧化鈉。

2.不管生成氧化鈉還是過氧化鈉，金屬鈉失電子均變為+1價的陽離子，因而等量的鈉完全反應失去的電子數相同

1.有關Na2O2與CO2、H2O的反應的幾個重要關系

2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2

2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑

(1)物質的量的關系

無論是CO2或H2O的單一物質還是二者的混合物，通過足量的Na2O2時，CO2或H2O與放出O2的物質的量之比均為2∶1。

(2)氣體體積關系

若CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過足量Na2O2，氣體體積的減少量等于原混合氣體體積的2(1)且等于生成氧氣的體積。

(3)電子轉移關系

當Na2O2與CO2、H2O反應時，物質的量關系為2Na2O2～O2～2e-。

(4)固體質量關系

相當于固體(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”;可以看作發生相應的反應：Na2O2+CO===Na2CO3、Na2O2+H2===2NaOH(實際上兩反應不能發生)。

(5)先后順序關系

一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反應，可視作Na2O2先與CO2反應，待CO2反應完成后，Na2O2再與H2O(g)發生反應。

2.增重量等于可燃物質量的規律

凡分子組成符合(CO)m·(H2)n的物質，Wg該物質在O2中完全燃燒，將其產物(CO2和水蒸氣)通過足量的Na2O2后，固體增重必為Wg。或是由C、H、O三種元素組成的物質，只要C、O原子個數比為1∶1，即可滿足該條件。

中學階段常見的符合這一關系的物質有：

(1)無機物：H2、CO及H2和CO的混合氣體。

(2)有機物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。

過氧化鈉的強氧化性

1.Na2O2與SO2反應：Na2O2+SO2===Na2SO4。

2.Na2O2投入FeCl2溶液中，可將Fe2+氧化成Fe3+，同時生成Fe(OH)3沉淀。

3.Na2O2投入氫硫酸中，可將H2S氧化成單質硫，溶液變渾濁。

4.Na2O2投入Na2SO3溶液中，可將SO3(2-)氧化成SO4(2-)。

5.Na2O2具有漂白性，投入品紅溶液中，可使品紅溶液褪色

鈉的重要化合物

1.碳酸鈉和碳酸氫鈉

2.鈉及其重要化合物間的轉化關系

圖中帶標號的有關反應的化學方程式：

①2Na+O2點燃Na2O2;

②2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;

③2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;

④2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2;

⑤2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O;

⑥2NaCl+2H2O電解2NaOH+Cl2↑+H2↑。

3.Na2CO3的制備及用途

(1)Na2CO3的工業制備——侯氏制堿法

①制備原理

把二氧化碳通入氨的氯化鈉飽和溶液中，使溶解度較小的碳酸氫鈉從溶液中析出，過濾得到碳酸氫鈉晶體，碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉。

②反應的化學方程式

a.NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl;

b.2NaHCO3△(=====)Na2CO3+CO2↑+H2O。

(2)Na2CO3、NaHCO3的用途

①Na2CO3是一種非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金、食品等工業中有著廣泛的應用。

②NaHCO3是焙制糕點所用的發酵粉的主要成分之一;在醫療上，它是治療胃酸過多的一種藥劑。

4.Na2CO3和NaHCO3的比較

(1)Na2CO3、NaHCO3的鑒別

①若為固體

可利用加熱法。加熱產生使澄清石灰水變渾濁的氣體的是NaHCO3。

②若為溶液

可利用沉淀法。加入BaCl2溶液，產生白色沉淀的是Na2CO3;也可利用氣體法。滴加稀鹽酸，立即產生氣泡的是NaHCO3，開始無氣泡產生的是Na2CO3。

(2)Na2CO3、NaHCO3和鹽酸的反應

Na2CO3溶液和稀鹽酸反應可理解為分步反應：

Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl

NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑

NaHCO3溶液和稀鹽酸反應的化學方程式為

NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O

①放出CO2的速率

NaHCO3溶液與鹽酸反應放出CO2的速率快。

②Na2CO3溶液與鹽酸的互滴鑒別

向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸，開始無氣泡產生，而向鹽酸中滴加Na2CO3溶液，開始就有氣泡產生。

③CO2生成量比較

a.等物質的量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量的鹽酸反應，產生的CO2相等。

b.等質量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量的鹽酸反應，NaHCO3產生的CO2多。

c.等量的鹽酸與足量的Na2CO3、NaHCO3分別反應，NaHCO3產生的CO2多。

d.一定量的NaHCO3受熱分解產生的CO2量與受熱分解后的殘留物與鹽酸反應產生的CO2量相等。

5.數形結合思想理解Na2CO3、NaHCO3與鹽酸的反應

(1)鹽酸逐滴加入Na2CO3溶液中(鹽酸不足時)

①現象：開始無明顯現象，后有無色氣體放出。

②反應：無明顯現象時反應的離子方程式：CO3(2-)+H+===HCO3(-)，有無色氣體放出時反應的離子方程式：HCO3(-)+H+===CO2↑+H2O。

(2)Na2CO3溶液逐滴加入稀鹽酸中(鹽酸過量時)

①現象：有無色氣體放出。鑒別Na2CO3、NaHCO3的常用方法

②反應的離子方程式：CO3(2-)+2H+===CO2↑+H2O。

(3)碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應的基本圖象

①向Na2CO3中逐滴加入鹽酸，消耗HCl溶液的體積與產生CO2的體積的關系如圖甲所示。

②向NaHCO3中逐滴加入鹽酸，消耗HCl溶液的體積與產生CO2的體積的關系如圖乙所示。

③向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗HCl溶液的體積與產生CO2的體積的關系如圖丙所示(設NaOH、Na2CO3的物質的量之比為x∶y=1∶1，其他比例時的圖象略)。

④向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗HCl溶液的體積與產生CO2的體積的關系如圖丁所示(設Na2CO3、NaHCO3的物質的量之比為m∶n=1∶1，其他比例時的圖象略)。

鑒別Na2CO3、NaHCO3的常用方法

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