鈉及鈉的化合物解析

1、鈉及鈉的化合物一、鈉的性質(zhì)1.鈉在元素周期表中的位置： 第三周期IA族。原子結(jié)構(gòu)示意圖:2. 物理性質(zhì)：質(zhì)軟、銀白色、有金屬光澤、具有良好的導(dǎo)電性、 導(dǎo)熱性，密度比水小、比煤油大,熔點(diǎn)低。3. 化學(xué)性質(zhì)：性質(zhì)化學(xué)方程式有關(guān)反應(yīng)現(xiàn)象原因或結(jié)論與 非 金 屬 反 應(yīng)與2 (常溫)4Na+O2=2Na2O2切開(kāi)小塊鈉，先看到銀白 色而后變暗鈉塊在常溫下即可被氧氣氧化O2 (加熱)占燃2Na + O2=Na2O2黃色火焰，生成淡黃色固 體鈉塊在點(diǎn)燃的情況下可以 與氧氣反應(yīng)，且生成物與 常溫時(shí)的生成物不同CI22NaCI黃色火焰，白煙鈉塊可以與氯氣反應(yīng)S2Na+S=Na2S研磨混合物，爆炸鈉塊可以與S反

2、應(yīng)與H20反應(yīng)2Na+2H 2O=2NaOH+H 2T?。衡c塊浮在水面上 游：鈉塊在水面上游動(dòng) 熔：鈉塊熔化為小球 響：發(fā)出嘶嘶聲或爆鳴聲 紅：溶液變紅密度比水小有氣體生成反應(yīng)放熱，鈉的熔點(diǎn)低生成氣體生成物顯堿性與鹽酸反應(yīng)2Na+2HCI=2NaCI+H 2T若HCI不足再與H2O反應(yīng)與H2O相似(更劇烈)與鹽溶液反應(yīng)：(1 )與氯化銨反應(yīng)：Na + 2NH 4CI=2NaCI+2NH 3 f +H f(2) 與 NaCI稀溶液反應(yīng)：2Na +2H2O=2Na+ +2OH-+H2f(3) 鈉與CuSO4溶液反應(yīng)：2Na+2H 2O+CuSO4=Cu(OH) 2 J +Na SO4+ H2f(1

3、) 有氫氣和氨氣逸出(2) 有氫氣生成(3) 有氫氣和藍(lán)色沉淀生成反應(yīng)實(shí)質(zhì)：Na與H2O先反應(yīng)，生成物再與鹽溶液反應(yīng)制備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）鈉、鉀合金（液態(tài)）可用于原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。（3）用作電光源，制作高壓鈉燈。（4）冶煉某些金屬：金屬鈉具有強(qiáng)的還原性，熔融狀態(tài)下可以用于制取金屬，如制備金屬鈦。二、鈉的氧化物1. 氧化鈉和過(guò)氧化鈉的性質(zhì)比較物質(zhì)氧化鈉（Na2O）過(guò)氧化鈉（Na2O2）顏色狀態(tài)白色固體淡黃色固體氧化物類(lèi)型堿性氧化物過(guò)氧化物電子式Na .O：PNrT T PNa-O：0i|-Na化學(xué)鍵類(lèi)型離子鍵離子鍵和共價(jià)

4、鍵陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比1:21:2氧的價(jià)態(tài)-2價(jià)-1價(jià)生成條件常溫加熱或點(diǎn)燃熱穩(wěn)定性不穩(wěn)定（加熱時(shí)被空氣氧化）穩(wěn)定制取原理4Na+O2=2Na2O2點(diǎn)燃2Na + O2Na2O2與水反應(yīng)Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O 2 f與CO2反應(yīng)的方 程式Na2O+CO 2=Na 2CO 32Na2O2+2CO 2=2Na2CO 3+O2 f與酸反應(yīng)（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 燒堿強(qiáng)氧化劑、漂白劑、供氧劑、消毒劑保存密封密封且遠(yuǎn)離易燃物16N22SQ現(xiàn)象：生

5、成紅褐色沉淀與液CSJ 原理：3N22Q+6FeCl2+6H2Q溶液4Fe（QH）3 J +6NaCl+2FeC3網(wǎng)0與氫硫酸益溶液變渾濁2NaOH+S2. 過(guò)氧化鈉的氧化性：廠與SQ: N覓Q+SQI與 NazSQ 溶液：NaQ+NaSQ+fQ也SQ+ZNaQH與品紅溶液：品紅溶液褪色 與酚酞試液：溶液先變紅后褪色，同時(shí)產(chǎn)生無(wú)色氣泡三、Na2CQ 和 NaHCQ31. Na2CQ3和NaHCQ 3的性質(zhì)比較性質(zhì)NazCQsNaHCQs俗名純堿，蘇打小蘇打色態(tài)白色粉末白色晶體水溶液的酸堿性堿性堿性原因：CQs2-的水解原因：水解：HCO3-+H2O-= H2CO3+OH-832-+日20= H

6、CQS+QH-電離：HCO3-=CO32-+H +HCQs+HzOnHzCQs+OH-水解大于電離水溶性易溶于水可溶于水與鹽酸總反應(yīng)：更劇烈832+2=82匸 +HQ第一步：CO32-+H+ =HCO 3第二步：HCO3 +H+=CO2 t +H0HCO3+1=82 t +HQ與NaQH反應(yīng)不反應(yīng)HCO3-+OH-=CO32-+H2O（離子方程式）與CaQH）?反應(yīng)Ca2+CO32-=CaCO3 J堿不足：（離子方程式）Ca2+2OH-+2HCO3-=CaCO3 J +C02-+2H2O 堿充足：Ca2+OH-+HCO3=CaCO3 J +H0 技巧：少定多變（所謂 少定”，即量少的 反應(yīng)物，

7、其離子的化學(xué)計(jì)量數(shù)按化學(xué)式確定；所謂多變”即過(guò)量的反應(yīng)物，其化 學(xué)計(jì)量數(shù)根據(jù)反應(yīng)的需要量確定，不受化 學(xué)式中的比例制約，是可變的）與BaCl2反應(yīng)（離子方程式）Ba2+C032-=BaCO3 J不反應(yīng)熱穩(wěn)定性（化學(xué)方程式）穩(wěn)定2NaHCO3=Na2CO3+CO2f +4O與CO2反應(yīng)（離子方程式）CO32-+CO2+H 2O=2HCO 3-不反應(yīng)用途制取化工原料（如工業(yè)制玻璃）、洗滌劑食品發(fā)酵、治療胃酸過(guò)多、泡沫滅火器相互轉(zhuǎn)化CO2 或H +H2ONa2CQ NaHCO3或 OH -2.區(qū)分Na2CO3和NaHCO 3的方法（1 ）若為固體，則加熱，產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁的為NaHCO

8、3（2） 若為液體，則可測(cè)試兩種溶液的pH值，pH值大的為Na2CO3。稀溶液（O.lmol/L）中碳酸鈉溶液的pH在12左右，而碳酸氫鈉溶液的 PH在8左右；或者取少量?jī)煞N溶液于試管中，加入酚酞溶液，紅色更深的為Na2CO3（3）用鹽酸進(jìn)行鑒別：把 NaHCO3往鹽酸中滴加與鹽酸往 NaHCO3中滴加現(xiàn)象相同，都是立刻產(chǎn)生氣體。把Na2CO3往鹽酸中滴加與鹽酸往 Na2CO3中滴加現(xiàn)象不同，具體現(xiàn)象為： 把Na2CO3往鹽酸中滴加：開(kāi)始時(shí)，鹽酸相對(duì)過(guò)量，即開(kāi)始就有CO2氣體放出。CO32 +2H+=CO2f +HO鹽酸往Na2CO3中滴加：開(kāi)始時(shí)，Na2CO3相對(duì)過(guò)量，發(fā)生反應(yīng)：CO32-+

9、H+ =HCO3，繼續(xù)滴加發(fā)生進(jìn)一步反應(yīng):HCO3+h + =CO2T +HO。即開(kāi)始階段無(wú)明顯現(xiàn)象，一段時(shí)間后才有氣體生成。反應(yīng)的圖像如下:HClHCl3. 侯氏制堿法Hie水a(chǎn)cot-1*1-舉NHXlHad更HKi原理：氨氣與水和二氧化碳反應(yīng)生成一分子的碳酸氫銨，這是第一步。第二步是：碳酸氫銨與氯化鈉反應(yīng)生成一分子的氯化銨和碳酸氫鈉沉淀。根據(jù)NH4CI在常溫時(shí)的溶解度比NaCI大，而在低溫下卻比 NaCI溶解度小的原理，在278K283K（5 C10 C ）時(shí)，向母液中加入食鹽細(xì)粉，而使NH4CI單獨(dú)結(jié)晶析出供做氮肥。利用NaHCO3在常見(jiàn)可溶鹽中溶解度較小的特點(diǎn)。先制得NaHCO3，再

10、加熱分解制得 Na2CO3o反應(yīng)方程式：NaCI + CO 2 +NH3+H2O=NaHCO 3j +NH4CI （可作氮肥）（注意：此處 NaHCO3 有沉淀符號(hào)）2NaHCO3=加熱=Na2CO3+H2O+CO2f（ CO2循環(huán)使用）即：NaCI（飽和溶液）+NH 3 （先加）+H2O （溶液中）+CO2 （后加）=NHQ+NaHCO 3 J （NaHCOs能溶于水，但 是侯氏制堿法向飽和氯化鈉溶液中通入氨氣，由于氯化鈉溶液飽和，生成的碳酸氫鈉溶解度小于氯化鈉，所以碳酸 氫鈉以沉淀析出）（先添加NH3而不是CO2： CO2在NaCI中的溶解度很小，先通入NH 3使食鹽水顯堿性，能夠吸收大量

11、CO?氣體， 產(chǎn)生高濃度的HCO3-，才能析出NaHCO3晶體）2NaHCO3 （加熱）=Na2CO3+H2O+CO2f優(yōu)點(diǎn)：保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn)，消除了它的缺點(diǎn)，使食鹽的利用率提高到96 % ; NH4CI可做氮肥；可與合成氨廠聯(lián)合，使合成氨的原料氣 CO轉(zhuǎn)化成CO2，革除了 CaCO3制CO2這一工序，減少可能造成的環(huán)境污染。例題:例1.將一小塊金屬鈉分別投入盛a水、b乙醇、c稀H2SO4的三個(gè)小燒杯中，反應(yīng)速率由快到慢的順序?yàn)?。解釋反?yīng)速率不同的原因:解析：鈉與水、酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都是與H +的反應(yīng)。的大小決定了反應(yīng)速率的快慢，由三種物質(zhì)電離鈉與上述三種物質(zhì)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都是鈉與H+間的置換反應(yīng)，

12、H+濃度H +的能力可知h+濃度的大小順序?yàn)?cab,因而反應(yīng)速率為cab答案：cabo例2.將金屬鈉放入盛有下列溶液的小燒杯中，既有氣體，又有白色沉淀產(chǎn)生的是MgS04溶液 NaCI溶液 NazSOq溶液 飽和澄清石灰水Ca（HCO3）2溶液 CUSO4溶液 飽和NaCI 溶液解析：2Na + 2H2O=2NaOH + H2 f，中Mg2 + 2OH=Mg（OH） 2 J中反應(yīng)消耗水，溶液溫度升高，Ca（OH）2的溶解度降低，析出 Ca（OH） 2產(chǎn)生沉淀；中 Ca2 + HCO3 + OH=CaCO3 J H2O :生成的Cu（OH） 2是藍(lán)色沉淀，不符合題意；水減少，c（Na +）增大，

13、使NaCI（s）-= Na（aq） + C（aq）平衡向左移動(dòng)。答案例3.某研究性學(xué)習(xí)小組就 Na2O2的有關(guān)性質(zhì)探究如下：向滴有酚酞的水中投入一定量的Na2O2,觀察到先有大量氣泡產(chǎn)生，溶液變紅，過(guò)一會(huì)兒溶液又變?yōu)闊o(wú)色。對(duì)上述實(shí)驗(yàn)中溶液變紅，過(guò)一會(huì)兒又褪色的原因，甲、乙兩同學(xué)提出了不同的解釋?zhuān)杭淄瑢W(xué)認(rèn)為是Na2O2與水反應(yīng)放出氧氣，氧氣有氧化性，將酚酞氧化而使溶液褪色；乙同學(xué)則認(rèn)為是Na2O2與水反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生了 H2O2，H2O2的強(qiáng)氧化性使酚酞褪色。乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)來(lái)證明自己的猜想是正確的：在滴有酚酞的氫氧化鈉溶液中滴加3%的H2O2溶液并振蕩。若乙同學(xué)的猜想正確，可觀察到的現(xiàn)象是甲同學(xué)

14、針對(duì)乙同學(xué)的上述驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)提出還應(yīng)增做實(shí)驗(yàn)才能更直接證明Na2O2與水反應(yīng)生成了 H2O2，甲同學(xué)提出要增加的實(shí)驗(yàn)是什么？試設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明甲同學(xué)的解釋是否正確(畫(huà)出簡(jiǎn)易裝置圖，說(shuō)明簡(jiǎn)要步驟 )。解析:(1)溶液的紅色褪去，是因?yàn)镠2O2有漂白性，能漂白酚酞。H2O2在MnO2催化下能放出氧氣，可在加入過(guò)氧化鈉后的水溶液中加入少量MnO2,有氣泡放出可直接證明過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)有H2O2生成。(2)如果要驗(yàn)證是氧氣氧化酚酞，則可向滴有酚酞的氫氧化鈉溶液中直接通入氧氣來(lái)檢答案:(1)溶液的紅色褪去在滴有酚酞的水中加入足量過(guò)氧化鈉，待反應(yīng)完成后向溶液中加入少量二氧化錳粉末，有氣體放出，證明過(guò)氧化鈉與水

15、反應(yīng)時(shí)有 H2O2生成。(2)向滴有酚酞的氫氧化鈉溶液中通入氧氣，若紅色褪去，證明甲同學(xué)的推測(cè)正確，反之，則不正確。實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖所示(可用廣口瓶等其他儀器代替燒杯，合理即可例4 . Na2CO3固體粉末中混有少量雜？ NaHCO3溶液中混有少量0,AL . -NaHCO3,用什么方法除雜？ Na2CO3溶液中混有少量 NaHCO3,用什么方法除Na2CO3，用什么方法除雜?答案 用加熱法可以將 Na2CO3固體粉末中混有的 NaHCO3轉(zhuǎn)化為NaQOs；向混合液中滴加適量的 NaOH溶液，可以將其中的NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3；向混合液中通入過(guò)量的 CO?氣體，可以將 NazCOs轉(zhuǎn)化為

16、NaHCOg。例5. (2011上海，17)120 mL含有0.20 mol碳酸鈉的溶液和200 mL鹽酸，不管將前者滴加入后者，還是將后者滴加入前者，都有氣體產(chǎn)生，但最終生成的氣體體積不同，則鹽酸的濃度合理的是A . 2.0mol/LB. 1.5 mol/LC. 0.18 mol/L D . 0.24mol/L解析：由反應(yīng)過(guò)程可知，碳酸鈉溶液中滴入鹽酸，先生成碳酸氫鈉再轉(zhuǎn)化為氯化鈉和二氧化碳，根據(jù)題意兩種方式 均產(chǎn)生氣體，且產(chǎn)生的二氧化碳體積不同，可判斷出鹽酸的量不足以把碳酸鈉全部反應(yīng)完全，故所加入鹽酸的物質(zhì)的量應(yīng)大于碳酸鈉物質(zhì)的量，且小于碳酸鈉物質(zhì)的量的 2倍，即0.20molvn( HC

17、l) HCO3,最后發(fā)生反應(yīng):HCO3 +一-CO2 件 H2O ;因 n(OH)= n(CO3)= 0.01 moI，故加入 0.02 moI HCI 后開(kāi)始有氣體生成,答案：C5.解析 CaCO3 + CO2 + H2O=Ca(HCO3)2，前半句正確，加入 NaHCOs飽和溶液后，沒(méi)有沉淀產(chǎn)生，A錯(cuò)誤；向Na2CO3溶液中滴加等物質(zhì)的量的稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)為Na2CO3 + HCI=NaCI + NaHC03，沒(méi)有 CO2生成，B 錯(cuò)誤;等質(zhì)量的NaHC0 3和Na2CO3，與足量鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生的C02體積不同，NaHCO 3生成的C02更多些，C錯(cuò)誤；溶解CO2后溶液中有NaHCO3晶體

18、析出，D正確。度：Na2CO3NaHCO 3，向NazCOs飽和溶液中通入足量答案：D6.解析：CO2在水中發(fā)生反應(yīng)：CO2+H2O-= H2CO3= HCO3- + H + ;因?yàn)樘妓崾侨跛?，所?HCO3-在水溶液中濃度很??；但是在通入氨氣后，氨氣在水溶液中也發(fā)生反應(yīng):NH3+H2O= NH3 H2O NH4 + + OH，所得至帕勺少量OH和前一反應(yīng)中的 H +結(jié)合生成極弱的電解質(zhì) H2O，從而使得兩個(gè)反應(yīng)都向右進(jìn)行，可以使溶液中HCO3-的濃度變大，由于NaHCO3溶解度較小，所以可析出NaHCO3晶體，母液中為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的母液循環(huán)使用，原料充分利用，NH3循環(huán)使用，不生成 CaCI2 .答案：(1)NH3 + H2O+ CO2= NH4HCO3 ; NH4HCO3 + NaCI= NH4CI + NaHCO3jH2CO3酸性比鹽酸弱，CO2與NaCI不反應(yīng)(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。家庭作業(yè):1.比較下列四組反應(yīng)，回答下列問(wèn)題。一組： Na2O2 + C02 Na2O2 + S02二組： Na2O2 + FeCl3(溶液) Na?

20、。?+ FeC以溶液)三組：S02通入品紅溶液中，加熱Na2O2加入到品紅溶液中，加熱四組：NaOH溶液滴入紫色石蕊試液中Na2O2固體加入到紫色石蕊試液中問(wèn)題：(1)寫(xiě)出、兩反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2) 判斷、反應(yīng)中可能發(fā)生的現(xiàn)象，為什么？(3) 判斷、反應(yīng)中可能發(fā)生的現(xiàn)象，為什么？(4) 判斷、反應(yīng)中可能發(fā)生的現(xiàn)象?2.某溶液中含有HCO3、SO3、CO3、CH3COO4種陰離子。向其中加入足量的Na2O2固體后，溶液中離子濃度基本保持不變的是(假設(shè)溶液體積無(wú)變化)A. CH3C00B . S02C. C02D . HC033.(C )我國(guó)著名的化工專(zhuān)家候德榜在20世紀(jì)20年代所創(chuàng)立的候氏制堿

21、法”譽(yù)滿(mǎn)全球， 候氏制堿法”中的堿是指下列的A . Na0HB. K2CO3C. Na 2CO 3D. NaHCO 34.將C02氣體通入到飽和 Na2C03溶液中有何現(xiàn)象？原因是什么?5.下列幾種試劑能把等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3、NaHCO3鑒別開(kāi)的是(1)CaCl2 溶液(2)澄清石灰水(3)稀鹽酸(4)pH試紙6.(1) 在呼吸面具和潛水艇中可用過(guò)氧化鈉作為供氧劑。請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)用品，用下圖中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)，證明過(guò)氧化鈉可作供氧劑。F書(shū)黑MJ A是制取C02的裝置。寫(xiě)出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:B中盛飽和NaHC03溶液，其作用是 寫(xiě)出過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程

22、式D中盛放的試劑是，其目的是，簡(jiǎn)要說(shuō)明理由:（圖中鐵架臺(tái)等裝置已略去）。試管F中收集滿(mǎn)氣體后，下一步實(shí)驗(yàn)操作是（2）某學(xué)生判斷 SO2和Na2O2反應(yīng)能生成硫酸鈉，你認(rèn)為他的判斷合理嗎? 該同學(xué)無(wú)法斷定反應(yīng)中是否有氧氣生成，擬使用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)裝置中B的作用是D的作用是.（選填序號(hào)）。 為確認(rèn)反應(yīng)產(chǎn)物，該同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)步驟，你認(rèn)為應(yīng)進(jìn)行的操作按順序排列是A 用帶火星的細(xì)木條靠近干燥管口a,觀察細(xì)木條是否著火燃燒B .將C裝置中反應(yīng)后的固體物質(zhì)溶于適量水配成溶液C.在配成的溶液中加入用硝酸酸化的硝酸鋇溶液，觀察是否有沉淀生成D .在配成的溶液中先加入鹽酸，再加入氯化鋇溶液，觀察是否有氣

23、泡或沉淀生成用不同的方法做了以下實(shí)驗(yàn)，如圖IW所示。7.某校化學(xué)課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體,IV淆清石託（1）只根據(jù)圖I、n所示實(shí)驗(yàn)，能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ㄌ钛b置序號(hào)）。（2）圖m、w所示實(shí)驗(yàn)均能鑒別這兩種物質(zhì)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為與實(shí)驗(yàn)m相比，實(shí)驗(yàn)W的優(yōu)點(diǎn)是.（填選項(xiàng)序號(hào)）。c.w比m操作簡(jiǎn)便D .w可以做到用一套裝置同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，而m不行若用實(shí)驗(yàn)W驗(yàn)證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性，則試管B中裝入的固體最好是( 填化學(xué)式 )。家庭作業(yè)參考答案：1. (1) 2Na2O22cO2=2Na2cO3O2 Na26 + SO2=Na2SO4Fecl3 與 NaOH 反應(yīng)生成(2)、反應(yīng)均會(huì)有紅褐色沉淀生成并有氣體放出。中氣體明顯少于中氣體,Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3是不溶性的紅褐色沉淀；中fF具有強(qiáng)還原性，易被 NaQ?氧化并生成Fe(OH)3, Na2O2與溶液中的水劇烈反應(yīng)會(huì)有 O2產(chǎn)生。(3) 溶液紅色褪去，加熱后又恢復(fù)紅色；溶液紅色褪去，加熱后不能恢復(fù)紅色。 原因是SO2的漂白性不穩(wěn)定,Na2O2的漂白性是因其具有強(qiáng)氧化性。 溶液變藍(lán)，溶液先變藍(lán)后褪色。 原因是Na2O2與H2O反應(yīng)生成NaOH，呈堿性，同時(shí)Na2O2又有漂白性。2.解析：Na2