钠及钠的化合物解析

1、钠及钠的化合物一、钠的性质1.钠在元素周期表中的位置： 第三周期IA族。原子结构示意图:2. 物理性质：质软、银白色、有金属光泽、具有良好的导电性、 导热性，密度比水小、比煤油大,熔点低。3. 化学性质：性质化学方程式有关反应现象原因或结论与 非 金 属 反 应与2 (常温)4Na+O2=2Na2O2切开小块钠，先看到银白 色而后变暗钠块在常温下即可被氧气氧化O2 (加热)占燃2Na + O2=Na2O2黄色火焰，生成淡黄色固 体钠块在点燃的情况下可以 与氧气反应，且生成物与 常温时的生成物不同CI22NaCI黄色火焰，白烟钠块可以与氯气反应S2Na+S=Na2S研磨混合物，爆炸钠块可以与S反

2、应与H20反应2Na+2H 2O=2NaOH+H 2T浮：钠块浮在水面上 游：钠块在水面上游动 熔：钠块熔化为小球 响：发出嘶嘶声或爆鸣声 红：溶液变红密度比水小有气体生成反应放热，钠的熔点低生成气体生成物显碱性与盐酸反应2Na+2HCI=2NaCI+H 2T若HCI不足再与H2O反应与H2O相似(更剧烈)与盐溶液反应：(1 )与氯化铵反应：Na + 2NH 4CI=2NaCI+2NH 3 f +H f(2) 与 NaCI稀溶液反应：2Na +2H2O=2Na+ +2OH-+H2f(3) 钠与CuSO4溶液反应：2Na+2H 2O+CuSO4=Cu(OH) 2 J +Na SO4+ H2f(1

3、) 有氢气和氨气逸出(2) 有氢气生成(3) 有氢气和蓝色沉淀生成反应实质：Na与H2O先反应，生成物再与盐溶液反应制备2NaCI(熔融)2Na+CI2 f保存保存在煤油中用途（1）制取Na2O2等化合物。（2）钠、钾合金（液态）可用于原子反应堆的导热剂。（3）用作电光源，制作高压钠灯。（4）冶炼某些金属：金属钠具有强的还原性，熔融状态下可以用于制取金属，如制备金属钛。二、钠的氧化物1. 氧化钠和过氧化钠的性质比较物质氧化钠（Na2O）过氧化钠（Na2O2）颜色状态白色固体淡黄色固体氧化物类型碱性氧化物过氧化物电子式Na .O：PNrT T PNa-O：0i|-Na化学键类型离子键离子键和共价

4、键阴阳离子个数比1:21:2氧的价态-2价-1价生成条件常温加热或点燃热稳定性不稳定（加热时被空气氧化）稳定制取原理4Na+O2=2Na2O2点燃2Na + O2Na2O2与水反应Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O 2 f与CO2反应的方 程式Na2O+CO 2=Na 2CO 32Na2O2+2CO 2=2Na2CO 3+O2 f与酸反应（HCI）Na2O+2HCI=2NaCI+H 2O2Na2O2+4HCI=4NaCI+2H 2O+O2 f主要用途用于少量Na26的制取，可制取 烧碱强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂保存密封密封且远离易燃物16N22SQ现象：生

5、成红褐色沉淀与液CSJ 原理：3N22Q+6FeCl2+6H2Q溶液4Fe（QH）3 J +6NaCl+2FeC3网0与氢硫酸益溶液变浑浊2NaOH+S2. 过氧化钠的氧化性：厂与SQ: N觅Q+SQI与 NazSQ 溶液：NaQ+NaSQ+fQ也SQ+ZNaQH与品红溶液：品红溶液褪色 与酚酞试液：溶液先变红后褪色，同时产生无色气泡三、Na2CQ 和 NaHCQ31. Na2CQ3和NaHCQ 3的性质比较性质NazCQsNaHCQs俗名纯碱，苏打小苏打色态白色粉末白色晶体水溶液的酸碱性碱性碱性原因：CQs2-的水解原因：水解：HCO3-+H2O-= H2CO3+OH-832-+日20= H

6、CQS+QH-电离：HCO3-=CO32-+H +HCQs+HzOnHzCQs+OH-水解大于电离水溶性易溶于水可溶于水与盐酸总反应：更剧烈832+2=82匸 +HQ第一步：CO32-+H+ =HCO 3第二步：HCO3 +H+=CO2 t +H0HCO3+1=82 t +HQ与NaQH反应不反应HCO3-+OH-=CO32-+H2O（离子方程式）与CaQH）?反应Ca2+CO32-=CaCO3 J碱不足：（离子方程式）Ca2+2OH-+2HCO3-=CaCO3 J +C02-+2H2O 碱充足：Ca2+OH-+HCO3=CaCO3 J +H0 技巧：少定多变（所谓 少定”，即量少的 反应物，

7、其离子的化学计量数按化学式确定；所谓多变”即过量的反应物，其化 学计量数根据反应的需要量确定，不受化 学式中的比例制约，是可变的）与BaCl2反应（离子方程式）Ba2+C032-=BaCO3 J不反应热稳定性（化学方程式）稳定2NaHCO3=Na2CO3+CO2f +4O与CO2反应（离子方程式）CO32-+CO2+H 2O=2HCO 3-不反应用途制取化工原料（如工业制玻璃）、洗涤剂食品发酵、治疗胃酸过多、泡沫灭火器相互转化CO2 或H +H2ONa2CQ NaHCO3或 OH -2.区分Na2CO3和NaHCO 3的方法（1 ）若为固体，则加热，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊的为NaHCO

8、3（2） 若为液体，则可测试两种溶液的pH值，pH值大的为Na2CO3。稀溶液（O.lmol/L）中碳酸钠溶液的pH在12左右，而碳酸氢钠溶液的 PH在8左右；或者取少量两种溶液于试管中，加入酚酞溶液，红色更深的为Na2CO3（3）用盐酸进行鉴别：把 NaHCO3往盐酸中滴加与盐酸往 NaHCO3中滴加现象相同，都是立刻产生气体。把Na2CO3往盐酸中滴加与盐酸往 Na2CO3中滴加现象不同，具体现象为： 把Na2CO3往盐酸中滴加：开始时，盐酸相对过量，即开始就有CO2气体放出。CO32 +2H+=CO2f +HO盐酸往Na2CO3中滴加：开始时，Na2CO3相对过量，发生反应：CO32-+

9、H+ =HCO3，继续滴加发生进一步反应:HCO3+h + =CO2T +HO。即开始阶段无明显现象，一段时间后才有气体生成。反应的图像如下:HClHCl3. 侯氏制碱法Hie水acot-1*1-舉NHXlHad更HKi原理：氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是第一步。第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀。根据NH4CI在常温时的溶解度比NaCI大，而在低温下却比 NaCI溶解度小的原理，在278K283K（5 C10 C ）时，向母液中加入食盐细粉，而使NH4CI单独结晶析出供做氮肥。利用NaHCO3在常见可溶盐中溶解度较小的特点。先制得NaHCO3，再

10、加热分解制得 Na2CO3o反应方程式：NaCI + CO 2 +NH3+H2O=NaHCO 3j +NH4CI （可作氮肥）（注意：此处 NaHCO3 有沉淀符号）2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2f（ CO2循环使用）即：NaCI（饱和溶液）+NH 3 （先加）+H2O （溶液中）+CO2 （后加）=NHQ+NaHCO 3 J （NaHCOs能溶于水，但 是侯氏制碱法向饱和氯化钠溶液中通入氨气，由于氯化钠溶液饱和，生成的碳酸氢钠溶解度小于氯化钠，所以碳酸 氢钠以沉淀析出）（先添加NH3而不是CO2： CO2在NaCI中的溶解度很小，先通入NH 3使食盐水显碱性，能够吸收大量

11、CO?气体， 产生高浓度的HCO3-，才能析出NaHCO3晶体）2NaHCO3 （加热）=Na2CO3+H2O+CO2f优点：保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96 % ; NH4CI可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气 CO转化成CO2，革除了 CaCO3制CO2这一工序，减少可能造成的环境污染。例题:例1.将一小块金属钠分别投入盛a水、b乙醇、c稀H2SO4的三个小烧杯中，反应速率由快到慢的顺序为。解释反应速率不同的原因:解析：钠与水、酸反应的实质都是与H +的反应。的大小决定了反应速率的快慢，由三种物质电离钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H+间的置换反应，

12、H+浓度H +的能力可知h+浓度的大小顺序为 cab,因而反应速率为cab答案：cabo例2.将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是MgS04溶液 NaCI溶液 NazSOq溶液 饱和澄清石灰水Ca（HCO3）2溶液 CUSO4溶液 饱和NaCI 溶液解析：2Na + 2H2O=2NaOH + H2 f，中Mg2 + 2OH=Mg（OH） 2 J中反应消耗水，溶液温度升高，Ca（OH）2的溶解度降低，析出 Ca（OH） 2产生沉淀；中 Ca2 + HCO3 + OH=CaCO3 J H2O :生成的Cu（OH） 2是蓝色沉淀，不符合题意；水减少，c（Na +）增大，

13、使NaCI（s）-= Na（aq） + C（aq）平衡向左移动。答案例3.某研究性学习小组就 Na2O2的有关性质探究如下：向滴有酚酞的水中投入一定量的Na2O2,观察到先有大量气泡产生，溶液变红，过一会儿溶液又变为无色。对上述实验中溶液变红，过一会儿又褪色的原因，甲、乙两同学提出了不同的解释：甲同学认为是Na2O2与水反应放出氧气，氧气有氧化性，将酚酞氧化而使溶液褪色；乙同学则认为是Na2O2与水反应时产生了 H2O2，H2O2的强氧化性使酚酞褪色。乙同学设计了如下实验来证明自己的猜想是正确的：在滴有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加3%的H2O2溶液并振荡。若乙同学的猜想正确，可观察到的现象是甲同学

14、针对乙同学的上述验证实验提出还应增做实验才能更直接证明Na2O2与水反应生成了 H2O2，甲同学提出要增加的实验是什么？试设计简单实验证明甲同学的解释是否正确(画出简易装置图，说明简要步骤 )。解析:(1)溶液的红色褪去，是因为H2O2有漂白性，能漂白酚酞。H2O2在MnO2催化下能放出氧气，可在加入过氧化钠后的水溶液中加入少量MnO2,有气泡放出可直接证明过氧化钠与水反应有H2O2生成。(2)如果要验证是氧气氧化酚酞，则可向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中直接通入氧气来检答案:(1)溶液的红色褪去在滴有酚酞的水中加入足量过氧化钠，待反应完成后向溶液中加入少量二氧化锰粉末，有气体放出，证明过氧化钠与水

15、反应时有 H2O2生成。(2)向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入氧气，若红色褪去，证明甲同学的推测正确，反之，则不正确。实验装置图如图所示(可用广口瓶等其他仪器代替烧杯，合理即可例4 . Na2CO3固体粉末中混有少量杂？ NaHCO3溶液中混有少量0,AL . -NaHCO3,用什么方法除杂？ Na2CO3溶液中混有少量 NaHCO3,用什么方法除Na2CO3，用什么方法除杂?答案 用加热法可以将 Na2CO3固体粉末中混有的 NaHCO3转化为NaQOs；向混合液中滴加适量的 NaOH溶液，可以将其中的NaHCO3转化为Na2CO3；向混合液中通入过量的 CO?气体，可以将 NazCOs转化为

16、NaHCOg。例5. (2011上海，17)120 mL含有0.20 mol碳酸钠的溶液和200 mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是A . 2.0mol/LB. 1.5 mol/LC. 0.18 mol/L D . 0.24mol/L解析：由反应过程可知，碳酸钠溶液中滴入盐酸，先生成碳酸氢钠再转化为氯化钠和二氧化碳，根据题意两种方式 均产生气体，且产生的二氧化碳体积不同，可判断出盐酸的量不足以把碳酸钠全部反应完全，故所加入盐酸的物质的量应大于碳酸钠物质的量，且小于碳酸钠物质的量的 2倍，即0.20molvn( HC

17、l) HCO3,最后发生反应:HCO3 +一-CO2 件 H2O ;因 n(OH)= n(CO3)= 0.01 moI，故加入 0.02 moI HCI 后开始有气体生成,答案：C5.解析 CaCO3 + CO2 + H2O=Ca(HCO3)2，前半句正确，加入 NaHCOs饱和溶液后，没有沉淀产生，A错误；向Na2CO3溶液中滴加等物质的量的稀盐酸，发生反应为Na2CO3 + HCI=NaCI + NaHC03，没有 CO2生成，B 错误;等质量的NaHC0 3和Na2CO3，与足量盐酸反应，产生的C02体积不同，NaHCO 3生成的C02更多些，C错误；溶解CO2后溶液中有NaHCO3晶体

18、析出，D正确。度：Na2CO3NaHCO 3，向NazCOs饱和溶液中通入足量答案：D6.解析：CO2在水中发生反应：CO2+H2O-= H2CO3= HCO3- + H + ;因为碳酸是弱酸，所以 HCO3-在水溶液中浓度很小；但是在通入氨气后，氨气在水溶液中也发生反应:NH3+H2O= NH3 H2O NH4 + + OH，所得至帕勺少量OH和前一反应中的 H +结合生成极弱的电解质 H2O，从而使得两个反应都向右进行，可以使溶液中HCO3-的浓度变大，由于NaHCO3溶解度较小，所以可析出NaHCO3晶体，母液中为NHQ，加入生石灰可生成 NH3和CaCb, 改用NaCI，利用NH4CI

19、溶解度小的原理可析出 NH4CI做肥料，析出NH4CI的母液循环使用，原料充分利用，NH3循环使用，不生成 CaCI2 .答案：(1)NH3 + H2O+ CO2= NH4HCO3 ; NH4HCO3 + NaCI= NH4CI + NaHCO3jH2CO3酸性比盐酸弱，CO2与NaCI不反应(3) 2NH 4CI + CaO= CaCl2 + H2O + 2NH3 f(4) 使NH4CI析出，可做氮肥，不生成 CaCl2，原料NaCI充分利用。家庭作业:1.比较下列四组反应，回答下列问题。一组： Na2O2 + C02 Na2O2 + S02二组： Na2O2 + FeCl3(溶液) Na?

20、。?+ FeC以溶液)三组：S02通入品红溶液中，加热Na2O2加入到品红溶液中，加热四组：NaOH溶液滴入紫色石蕊试液中Na2O2固体加入到紫色石蕊试液中问题：(1)写出、两反应的化学方程式。(2) 判断、反应中可能发生的现象，为什么？(3) 判断、反应中可能发生的现象，为什么？(4) 判断、反应中可能发生的现象?2.某溶液中含有HCO3、SO3、CO3、CH3COO4种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)A. CH3C00B . S02C. C02D . HC033.(C )我国著名的化工专家候德榜在20世纪20年代所创立的候氏制碱

21、法”誉满全球， 候氏制碱法”中的碱是指下列的A . Na0HB. K2CO3C. Na 2CO 3D. NaHCO 34.将C02气体通入到饱和 Na2C03溶液中有何现象？原因是什么?5.下列几种试剂能把等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3鉴别开的是(1)CaCl2 溶液(2)澄清石灰水(3)稀盐酸(4)pH试纸6.(1) 在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选择适当的化学试剂和实验用品，用下图中的实验装置进行试验，证明过氧化钠可作供氧剂。F書黑MJ A是制取C02的装置。写出A中发生反应的化学方程式:B中盛饱和NaHC03溶液，其作用是 写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程

22、式D中盛放的试剂是，其目的是，简要说明理由:（图中铁架台等装置已略去）。试管F中收集满气体后，下一步实验操作是（2）某学生判断 SO2和Na2O2反应能生成硫酸钠，你认为他的判断合理吗? 该同学无法断定反应中是否有氧气生成，拟使用如图所示装置进行实验装置中B的作用是D的作用是.（选填序号）。 为确认反应产物，该同学设计了以下实验步骤，你认为应进行的操作按顺序排列是A 用带火星的细木条靠近干燥管口a,观察细木条是否着火燃烧B .将C装置中反应后的固体物质溶于适量水配成溶液C.在配成的溶液中加入用硝酸酸化的硝酸钡溶液，观察是否有沉淀生成D .在配成的溶液中先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，观察是否有气

23、泡或沉淀生成用不同的方法做了以下实验，如图IW所示。7.某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,IV淆清石託（1）只根据图I、n所示实验，能够达到实验目的的是（填装置序号）。（2）图m、w所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为与实验m相比，实验W的优点是.（填选项序号）。c.w比m操作简便D .w可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而m不行若用实验W验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是( 填化学式 )。家庭作业参考答案：1. (1) 2Na2O22cO2=2Na2cO3O2 Na26 + SO2=Na2SO4Fecl3 与 NaOH 反应生成(2)、反应均会有红褐色沉淀生成并有气体放出。中气体明显少于中气体,Fe(OH)3，Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀；中fF具有强还原性，易被 NaQ?氧化并生成Fe(OH)3, Na2O2与溶液中的水剧烈反应会有 O2产生。(3) 溶液红色褪去，加热后又恢复红色；溶液红色褪去，加热后不能恢复红色。 原因是SO2的漂白性不稳定,Na2O2的漂白性是因其具有强氧化性。 溶液变蓝，溶液先变蓝后褪色。 原因是Na2O2与H2O反应生成NaOH，呈碱性，同时Na2O2又有漂白性。2.解析：Na2