必修一钠笔记.docx

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必修一钠笔记

金属钠

1、钠的物理性质

钠是银白色的固体，具有金属光泽，有腐蚀性，

（煤油）<

（Na）=0.97g/cm3<

（H2O）[介于水和煤油之间]

质软，熔沸点较低，熔点：

97.81℃、沸点：

882.9℃[低]，密度比水的密度小，但比煤油的密度大，能导电、导热，具有良好的延展性。

钠在自然界中没有游离态，只有化合态如：

NaCl、Na2SO4等盐的形式。

2、钠的化学性质

钠（Na）是第三周期第IA族元素。

钠原子的最外层只有一个电子，易失去1个电子，形成稳定结构。

因此，钠的化学性质非常活泼，在与其他物质发生氧化还原反应时，表现强还原性。

1、与氧气反应

1）常温时

4Na+O2==2Na2O（白色固体）

2）加热或点燃时

2Na+O2

Na2O2（淡黄色固体）

钠在空气中点燃时，迅速熔化为一个闪亮的小球，产生黄色火焰。

钠等金属着火沙土盖灭。

2、与卤素单质、硫、磷、氢气等非金属反应

2Na+Cl2

2NaCl

2Na+S

Na2S（钠与硫研磨时会发生爆炸）

NaNa2ONaOHNa2CO3Na2CO3.10H2ONa2CO3白色粉末

2Na+H2

2NaH

3、与水反应

2Na+2H2O===2NaOH+H2↑2NaH+H2O===2NaOH+H2↑

【实验】钠与水的反应

实验步骤：

在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞试液，然后把绿豆粒大小的钠块放入水中。

实验现象及分析：

实验现象

现象分析

浮（浮在水面上）

钠比水轻

熔（熔成闪亮的小球）

反应放热，钠的熔点低

游（四处游动）

产生气体，气体推动着钠游动

鸣（轻微的爆鸣声）

反应剧烈

红（反应后的水溶液变化）

产物中有碱--NaOH

【注意】

①钠与水反应之前，需用滤纸擦净钠表面的煤油，这样可以防止钠与水反应放热而造成煤油燃烧。

②钠与水反应剧烈，放出大量的热，甚至能引起氢气燃烧，所以钠失火不能用水扑救，可用干燥的沙土来灭火。

③取用：

用镊子从试剂瓶中取出钠块，用滤纸擦净表面上的煤油，在玻片上用小刀切去表面的氧化层，再切下一小粒备用，余下的钠全部放回试剂瓶中。

④通常保存在煤油中。

由于钠的密度比煤油大，沉在煤油下面，使钠与空气中的氧气、水隔开。

钠一旦着火，应用沙子盖灭，常见的CCl4灭火剂也不行，这是由于CCl4的密度比钠大，不能隔绝钠与空气的接触。

例题：

将一块金属钠投入到滴有紫色石蕊试液的盛冷水的烧杯中，甲同学认为可观察到下列现象，其中正确有（）

①钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面②钠立即与水反应，并有气体产生③反应后溶液变红

④钠熔成闪亮的小球⑤小球在水面上四处游动⑥有“嘶嘶”的响声发出

A．①②③④B．②③④⑤C．②④⑤⑥D．③④⑥

4、与酸、碱溶液反应

（1）钠与稀硫酸、盐酸等非氧化性酸反应时，反应现象和其与水反应相似，但更剧烈。

因为钠不论与水反应还是与酸反应，其实质都是跟H+反应，酸中的氢离子浓度较大，所以反应更剧烈。

反应中若酸反应完，剩余的钠再和水反应，反应顺序可以概括为“先酸后水”。

如钠与盐酸的反应;2Na+2HCl=2NaCl+H2↑,如果钠过量，则先与酸反应，然后再与溶液中的水反应。

【注意】HCl、CH3COOH、、H2O、C2H5OH分子电离出H+的能力依次减弱，因此钠与其反应时的剧烈程度依次减弱，即剧烈程度：

HCI>CH3COOH>>H2O>C2H5OH。

（2）钠与碱溶液反应的实质是钠与水的反应。

5.与盐溶液反应

（1）与NaCl溶液：

实际上是与水反应。

离子方程式为2Na+2H20=2Na++20H-+H2↑。

（2）与CuSO4溶液：

钠投人到CuSO4溶液中，有H2产生，并有蓝色沉淀生成。

反应的化学方程式为:

2Na+2H20=2NaOH+H2↑2NaOH+CuSO4=Cu（OH）2↓+Na2SO4

总反应方程式为：

2Na+CuSO4+2H20=Cu（OH）2↓+H2↑+Na2S04

【说明】

因为硫酸铜溶液里的Cu2+都是以水合离子形式存在，所以钠在CuSO4溶液里直接接触到的微粒是水分子，因此钠先与水反应，生成的NaOH再跟CuSO4反应，而不能认为发生的是钠与硫酸铜的置换反应。

（3）与NaHSO4溶液

NaHSO4=Na++H++S042-

NaHSO4因完全电离而使溶液显强酸性，即盐电离产生的c（H+）远大于水电离产生的c（H+）,此时钠直接与盐反应。

反应的化学方程式为：

2Na+2NaHSO4=2Na2SO4+H2↑离子方程式为：

2Na+2H+=2Na++H2↑

（4）与NaHCO3溶液：

首先与水反应，生成的NaOH再与NaHCO3反应。

反应的化学方程式为：

2Na+2H20=2NaOH+H2↑NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H20

【小结】钠投入盐溶液中，一般都是钠先和水反应，然后再考虑反应生成的NaOH是否与盐反应，可以概括为“先水后盐”。

（5）与熔融盐反应

这类反应多数为置换反应，常见于金属冶炼工业，如4Na+TiCl4==高温==4NaCl+Ti,钠与熔融盐反应不能证明金属活动性的强弱。

6.钠与有机物反应

钠还能与某些有机物反应，如：

2Na+2C2H5OH→2C2H5ONa+H2↑2Na+2→2ONa＋H2↑2Na+2CH3COOH→2CH3COONa+H2↑

7.钠暴露在空气中的变化

过程

现象

反应原理

①

变暗

4Na+02=2Na20

②

成液

Na20+H20=2NaOH

③

结块

2NaOH+CO2+9H20=Na2CO3+10H2O

④

变成粉末

Na2CO3+10H20=Na2CO3+10H2O

因此，把钠久置在空气中，最终变成Na2CO3粉末。

三、钠的保存方法

钠的化学性质很活泼，所以它在自然界中不能以游离态的形式存在，因此，在实验室中通常将钠保存在煤油里。

原因有两点：

一是金属钠的密度比煤油的密度大，二是钠与煤油不发生化学反应。

四、钠的用途

（1）钠的化学性质很活泼，可以用来冶炼钛、锆、铌等金属。

（2）钾和钠的合金在常温下是液态，可用于原子反应堆作热交换剂。

（3）高压钠灯发出的黄光射程远，透雾能力强，常用作路灯。

（4）K-Na合金做原子反应堆导剂

五、钠的工业制备

2NaCl（熔融）通电2Na+Cl2↑

例题：

在甲、乙、丙、丁四个烧杯中各放200毫升水，然后分别放入含有2.3g钠元素的Na、Na2O、Na2O2和NaOH，待固体完全溶解后，则甲、乙、丙、丁四个烧杯中溶质的质量分数大小关系为（B）

A.甲＞乙＞丙＞丁B.甲＞乙＝丙＞丁C.甲＝乙＝丙＝丁D.甲＜乙＜丙＜丁

钠的重要化合物

一、氧化钠与过氧化钠

1.氧化钠和过氧化钠的性质对比

氧化物

Na20

Na2O2

颜色状态

白色固体

淡黄色固体

氧元素化合价

－2

－1

化学键

离子键

离子键、非极性键

电子式

Na+[:

0:

]2-Na+

Na+[:

0:

0:

]2-Na+

与水反应

Na20+H20=2NaOH

2Na2O2+2H20=4NaOH+02↑

与CO2反应

Na20+CO2=Na2CO3

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+02

与强酸反应

Na20+2H+=2Na++H20

2Na202+4H+=4Na++2H20+02↑

所属类别

碱性氧化物

不是碱性氧化物，属于过氧化物

转化

2Na20+02

2Na2O2

【注意】在Na2O、Na2O2固体中，阳离子均是Na+,阴离子分别为O2-、022-,阴、阳离子个数比均为1:

2.

2.Na2O2的强氧化性与用途

（1）Na2O2与水反应的实质

Na2O2与水的反应分两步进行：

Na2O2+2H20=2NaOH+H2O2

2H2O2==OH-===2H20+O2↑（氧化还原反应）

用双线桥表示电子得失情况：

失2xe-,化合价升高，被氧化

2Na2O2+4H20=4NaOH+O2↑+2H20

得2xe-,化合价降低，被还原

由此可见，还原产物是H20.

【易错辨析】Na2O2与H20反应除生成碱外，还有02生成，故Na2O2不是碱性氧化物。

（2）Na2O2与其他物质的反应

①Na2O2与CO2发生反应：

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2（注意：

1molNa2O2与足量的CO2或H2O反应时转移1mol电子）

②Na2O2与SO2发生反应：

Na2O2+SO2=Na2SO4

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

④Na2O2投入H2S溶液中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊

⑤Na2O2投入Na2SO3溶液中，可将SO32-氧化成SO42-

⑥Na2O2投入品红溶液中，因Na2O2具有强氧化性，所以有漂白性，可使品红溶液褪色

（3）Na2O2的用途

①强氧化剂，可作为漂白剂

②与水、二氧化碳生成氧气，可做供氧剂

碳酸钠和碳酸氢钠

1.有关NaHCO3、Na2CO3的实验探究

（1）NaHCO3、Na2CO3在水中的溶解性及其水溶液的酸碱性

在两支试管中分别加入少量的NaHCO3和Na2CO3各1g

步骤

Na2CO3

NaHCO3

①分别滴入几滴水,振荡试管,并用手触度试管底部

白色粉末加水后结块，变成晶体.试管底部温度升髙

细小的白色晶体加水后部分溶解，感受不到热量的变化

②继续向试管内加入10mL水,用力振荡

振荡时何较长时,可溶解

固体热量减小

③向试管内滴1-2滴酚溶液

酚溶液变红（较深）

酚酞溶液变红（较浅）

④得出结论

加少量水后先生成含结晶水的晶体，其溶液的碱性比NaHCO3强

加水部分溶解，溶解性：

NaHCO3

（2）NaHCO3和Na2CO3热稳定性

药品

现象

化学方程式

结论

Na2CO3

澄清石灰水不变浑浊

不反应

受热不易分解

NaHCO3

澄清石灰水变浑浊

2NaHCO3

Na2CO3+H2O+CO2

受热易分解

注意：

在加热NaHCO3和Na2CO3固体时，试管口要略向下倾斜，防止生成的H2O倒流回试管底部，致使试管炸裂；反应结束时要先将导管从溶液中移出，在撤去酒精灯，防止倒吸

2.纯碱的制法

侯氏制碱法

NaCl+CO2+NH3+H2O===NaHCO3+NH4Cl

2NaHCO3

Na2CO3+H2O+CO2

3.NaHCO3和Na2CO3的用途

（1）碳酸钠用作化工原料，洗涤剂

（2）碳酸氢钠用作食品发酵剂，治疗胃酸过多，制备泡沫灭火器

NaHCO3和Na2CO3性质对比

（1）俗名

Na2CO3俗名：

纯碱、苏打

NaHCO3俗名：

小苏打

（2）溶解度：

NaHCO3

向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳，则有白色晶体（碳酸氢钠）析出

Na2CO3饱+C02+H20=2NaHCO3

Na2CO3不饱+C02+H20=2NaHCO3

原因：

1溶剂减少（水参与反应）、2生成的碳酸氢钠质量比原碳酸钠质量大、3碳酸氢钠比碳酸钠溶解度小（同温度下）

（3）热稳定性:

Na2CO3>NaHCO3（一般情况下Na2CO3受热不分解）。

（4）其固体分别跟同浓度的盐酸反应产生气体的速率:

NaHCO3>Na2CO3

（5）稀盐酸分别逐滴加到Na2CO3、NaHCO3的水溶液中的现象：

Na2CO3溶液：

Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl

NaHCO3+HCl=C02+H20+NaCl

现象:

开始无气体产生.盐酸滴加到一定量后（将Na2CO3,全部转化为NaHCO3）.才开始产生气体

NaHCO3溶液：

NaHCO3+HCl=C02+H2O+NaCl

现象:

立即产生气体。

（6）同温度、同浓度时两溶液的pH：

Na2CO3>NaHCO3.原因:

Na2CO3水解程度比NaHCO3大得多,因此同温度、同浓度时Na2CO3,溶液的碱性比NaHCO3强，故其pH大。

（7）与Ca（OH）2溶液反应

Na2CO3与Ca（0H）2溶液反应:

CO32-+Ca2+==CaCO3，该反应可用于制取Na0H

少量NaHCO3与Ca（0H）2溶液反应：

Ca2++HCO3-+OH_=CaCO3+H20

过量NaHCO3跟Ca（0H）2溶液反应：

Ca2++2HCO3_+20H-=CaCO3+CO32-+2H2O由此可知:

不能用石灰水或Ba（OH）2溶液来鉴别Na2CO3与NaHCO3

（8）泡沫灭火器中用NaHCO3而不用Na2CO3的原因:

①NaHCO3反应速率快;②等量铝盐跟NaHCO3反应产生的CO2的量多。

（9）与盐酸的反应

等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应产生CO2的量相等;等质量Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应产生CO2的量:

Na2CO3

（10）与CaCl2或BaCl2溶液反应

Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl

NaHCO3溶液与CaCl2、BaCl2溶液不反应。

三、氢氧化钠

（1）物理性质

氢氧化钠俗称烧碱、火碱、苛性钠，是一种白色固体,易吸收空气中的水分而潮解，易溶于水并放热，其水溶液有涩味，有强腐蚀性。

（氢氧化钠不能直接放在托盘或滤纸上称量，要放在小烧杯上）

（2）化学性质

NaOH的用途广泛，是一种最常用的一元强碱，具有碱的通性。

NaOH溶于水后完全电离，能与酸碱指示剂作用。

1.与酸和酚发生中和反应：

如与HCl、CH3COOH、c6h5oh等反应。

2.与酸酐SO2、CO2、SiO2、SO3和P2O5等发生反应:

SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O、SO2+NaOH==NaHS03

3.与某些金属单质发生反应：

如2A1+2OH-+2H20=2Al02-+3H2

4.与某些非金属单质如C,、S和Si等发生反应：

Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

5.与两性氧化物、两性富氧化物发生反应：

如与Al2O3、ZnO、Al（OH）3、Zn（OH）2等反应。

6.与弱碱盐及弱酸的酸式盐发生复分解反应，如与NH4+、HCO3-、Cu2+、H2PO4-、HSO3-反应

说明：

C02与氢氧化钠溶液反应产物判断

C02+2NaOH==Na2CO3+H2O（CO2不足）

C02+NaOH==NaHCO3（CO2过量）

由上述反应可知：

当n（NaOH）：

几（CO2）≦1：

1时，产物仅为NaHCO3

当n（NaOH）：

n（CO2）>2：

1时，产物仅为；Na2CO3和H2O；

当1：

1

n（CO2）<2:

1时，产物为Na2CO3与NaHCO3和H2O。

（3）制备

电解饱和食盐水：

2NaCl+2H2O==2NaOH+Cl2+H2

Na2CO3与Ca（OH）2反应：

Ca（OH）2+Na2CO3=CaCO3+2NaOH

（4）保存

氢氧化钠应密封保存在塑料瓶中。

短时间内可保存在玻璃瓶中，但不能用磨口玻璃塞，应用橡胶塞，因为NaOH会与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，这是一种矿物胶，会使玻璃塞与瓶口内壁黏在一起，从而使瓶塞不容易打开。

（5）用途：

氢氧化钠是一种重要的化工原料。

四、焰色反应

1.定义

许多金属及其化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，叫作焰色反应。

说明：

（1）焰色反应是物理变化。

是金属原子或离子在灼烧的条件下获得一定能量，某些核外电子发生跃迁而产生的一种现象

（2）不是所有的金属元素都有焰色反应，焰色反应是元素的性质，不因元素的存在形式改变而改变

2.实验步骤：

洗、烧、蘸、烧、洗、烧

（1）点：

点燃酒精灯

（2）洗涤：

将铂丝放进盐酸中清洗，再放进火焰上灼烧，直至火焰呈原来的颜色

（3）蘸烧：

用铂丝蘸取固体或液体待测试样，灼烧，观察。

若检验钾元素，应透过蓝色钴玻璃观察，滤去遮盖紫色的黄光

（4）洗净：

铂丝用盐酸洗净，放在火焰上烧至原色，放回原处。

3.注意事项

（1）铂丝要洁净。

（2）火焰本身尽可能无色。

（3）灼烧铂丝至与原来火焰颜色相同为止,排除其他金属元素的干扰。

说明：

需用稀盐酸清洗而不用稀硫酸，因为金属氯化物高温时可挥发

检验完一种物质后，铂丝一定要用稀盛酸洗净，然后才能检验其他物质，以排除杂质元素的影响

4.常见金属的焰色反应

注意：

观察钾元素的焰色时，必须通过蓝色钴玻璃（滤去黄光），以排除钠元素的干扰。

5.应用

（1）鉴别某些金属元素形成的盐，如KCl和NaCl等

（2）选择性地加入特定金属元素或其化合物，制备绚丽多彩的焰火

重难点1：

过氧化钠与CO2、H2O的反应

1.过氧化钠与CO2、H2O的反应

2CO2+2Na2O2==2Na2CO3+022H2O+2Na2O2==4NaOH+02

2.反应过程中某些量的关系

（1）物质的量关系

无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时,C02或H20与生成的02的物质的量之比均为2：

1，解决此类问题可借助物质的量守恒关系。

（2）气体体积关系

若CO2和H2O（g）的混合气体（或单一气体）通过足量的Na2O2气体体积的减少量或原混合气体体积的1/2，即为生成氧气的体积。

（3）电子转移关系

当Na2O2与C02、H2O反应时，每产生1mol02转移2mole-

（4）反应顺序关系

—定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O（g）混合物的反应,可视作Na2O2先与C02反应，待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O（g）发生反应。

（5）固体质量关系

相当于固体（Na2O2）只吸收了C02中的“C0”、H20中的“H2”可以看作发生相应的反应:

Na2O2+C0=Na2C03、Na202+H2=2NaOH（实际上这两个反应不能发生）。

过氧化钠固体质量的增加有如下规律：

（一）每1molCO2（g）或H2O（g）分别与足量Na2O2反应时，质量分别增加28g和2g,其混合气体与Na2O2完全反应,△m=28n（CO2）+2n（H2O）;

气体体积△V=V（剩）=V（O2）=1/2V（原）

（二）推导出CO+Na2O2=Na2CO3,H2+Na2O2==2NaOH后可知,CO、H2或者其混合气体燃烧后的产物立即与Na2O2反应,△m=28n（CO2）+2n（H2），即增加的质量等于原CO、H2的质量

（三）CO、CO2、H20的混合气体置于足量的Na2O2中，用电火花连续作用，则△m=28n（CO2）+n（H），剩余气体的体积V（O2）=1/2{V（CO2）+V（H2O）}

（四）烃的衍生物CxHyOz若能写成（CO）m・（H2）n的形式，则燃烧产物通过Na2O2后，固体增加的质量等于原有机物的质量。

重点2

1．鉴别

2．

（1）固体

固体加热Na2CO3不分解，无明显变化

NaHCO3分解产生无色、无味气体

2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O

（2）溶液

【注意】鉴别Na2CO3和NaHCO3不能用Ba（OH）2溶液［或Ca（OH）2溶液］，原因是二者均能产生沉淀：

Na2CO3＋Ba（OH）2＝BaCO3↓＋2NaOH，2NaHCO3+Ba（OH）2=BaCO3+Na2CO3+2H2O。

2．除杂（括号内为杂质）

（1）固体①Na2CO3（NaHCO3）：

加热。

2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O

【知识拓展】当碳酸正盐难溶时，其碳酸氢盐在水溶液中可受热分解；当碳酸正盐易溶时（如Na2CO3），其碳酸氢盐（如NaHCO3）必须是固态时受热才能分解。

②NaHCO3（Na2CO3）：

加水溶解制成饱和溶液，通人足量CO2气体，结晶、过滤、低温烘干。

（2）溶液

①Na2CO3（NaHCO3）：

加适量NaOH溶液。

NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O

②NaHCO3，（Na2CO3）：

Na2CO3+H2O+CO2==2NaHCO3

碱金属元素包括Li、Na、K、Rb、Cs、Fr6种元素，位于周期表中第IA族，其中Fr是放射性元素。

1．碱金属单质的物理性质及递变规律

（1）相似性:

都具有银白色金属光泽（铯略带金色光泽），质软，有延展性,密度小（锂、钠、钾的密度比水小，铷和铯的密度比水大），熔点低，导电、导热性好

（2）递变性:

碱金属单质的熔、沸点一般随核电荷数的增加而依次降低，碱金属单质的密度随核电荷数的增加依次増大（但钾的密度比钠略小）。

2.碱金属元素性质的比较

（1）相同点

碱金属元素原子最外电子层上都只有1个电子,该电子很容易失去，碱金属都具冇强还原性，易跟非金属化合，易跟水反应生成碱和氢气。

（2）不同点

3.碱金属的化学性质

（1）都能和氧气发生反应，随着核电荷数的增加，与氧气反应越来越剧烈，且生成物越来越复杂。

4Li+O2==2Li2O4Na+O2==2Na2O2Na+O2==Na2O2K+O2==KO2

（2）都能与水发生反应，随核电荷数增加，与水反应越来越剧烈，甚至发生爆炸，若用M代表碱金属元素，其与水反应的通式为：

2M+2H2O===2MOH+H2

说明：

1.在上述反应中，贱金属元素的化合价都是+1价2.碱金属元素与氧气反应时，随着条件不同，产物也不同。