内容正文:
专题06 钠及其及其化合物
知识点一 钠与碱金属
(一)钠的性质和用途
1.物理性质
颜色状态
密度
硬度
熔点
银白色固体
比水,比煤油
较
较低,低于100 ℃
2.化学性质
钠在化学反应中易失去最外层的一个电子,表现还原性。
(1)与非金属单质的反应
O2
常温:4Na+O2===2Na2O(白色固体)
加热:2Na+O2Na2O2(淡黄色固体)
Cl2
2Na+Cl22NaCl
S
2Na+SNa2S
(2)与水的反应
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
钠与水(含酚酞)反应的实验现象分析:
(3)与酸的反应
2Na+2H+===2Na++H2↑
[提醒] Na先与酸反应,再与水反应——先酸后水。
(4)与盐的反应
①Na与盐反应的原理
与熔融盐
与熔融盐发生置换反应:
4Na+TiCl4NaCl+K↑
4NaCl+Ti,Na+KCl
(Na能够制取K并不能说明Na的还原性比K强,因为K的沸点比Na低,使K成为蒸气逸出)
与盐溶液
与盐溶液反应时先与水反应,生成的碱与盐可能发生复分解反应:
如与CuSO4溶液反应:
先发生2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
再发生2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
总反应为2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
②钠与盐溶液反应的分析方法
第一步:钠与水反应生成NaOH和H2;
第二步:生成的NaOH如果能与溶质反应,则发生的是NaOH与溶质的复分解反应。
生成气体型
钠与NH4Cl溶液反应生成H2和NH3
生成沉淀型
钠与铜盐、铁盐等溶液反应生成Cu(OH)2或Fe(OH)3
复杂型
钠与AlCl3稀溶液反应,如果钠量较多,则先生成Al(OH)3沉淀,后沉淀溶解
(5)与羟基化合物的反应
2Na+2C2H5OH―→2C2H5ONa+H2↑
(6)钠在空气中的变化过程
过程
现象
反应原理
①
变暗
4Na+O2===2Na2O
②
成液
Na2O+H2O===2NaOH
③
结块
2NaOH+CO2+9H2O===Na2CO3·10H2O
④
变成粉末
Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O
因此,钠久置在空气中,最终变成Na2CO3粉末。
3.工业制备
2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
4.钠的保存
钠易与空气中的O2、H2O反应,且钠的密度比煤油的密度大,不与煤油反应,故通常将钠保存在煤油中。
5.钠的用途
(1)钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。
(2)用作电光源,制作高压钠灯。
(3)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,如钠与TiCl4的反应。
(二)碱金属元素 焰色反应
1.碱金属单质、化合物的相似性与递变性
物
理性质
相同点
碱金属除Cs略带金色光泽外,其他都是银白色有金属光泽的固体,密度较小,硬度较小,熔、沸点较低,导电、导热性较强
递变性
从Li→Cs密度逐渐增大(Na、K反常),熔、沸点逐渐降低
化学性质
与O2等非金属的反应
碱金属都能与O2等非金属反应,Li、Na与O2反应的化学方程式为4Li+O2Na2O2。
2Li2O、2Na+O2
K、Rb、Cs与O2反应生成比过氧化物结构更复杂的物质
与H2O的反应
碱金属单质与水均能发生反应,生成氢氧化物和H2。反应的化学方程式可表示为(用M代表碱金属)2M+2H2O===2MOH+H2↑,但反应的剧烈程度不同:从Li→Cs反应越来越剧烈,证明它们的金属性逐渐增强
2.碱金属单质、化合物的特殊性
(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的。
(2)碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物(如NaH)都是离子化合物,其中氢以H-形式存在,显-1价,碱金属氢化物是强还原剂。
(4)一般情况下,碱金属所形成的盐均溶于水,并且在一定温度下,酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。
(5)试剂瓶中的试剂取出后,一般不能放回原瓶,但金属Na、K等需立即放回原瓶。
(6)锂与O2反应与钠不同,只生成Li2O,而不生成Li2O2。
3.焰色反应
(1)概念
很多金属或他们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色的现象,属于元素的物理性质。
(2)操作步骤
(3)常见元素焰色反应的颜色
钠元素:色。
色(透过蓝色钴玻璃);铜元素:色;钾元素:
例1 (2018·石家庄高三模拟)向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 mol·L-1盐酸、100 mL 0.01 mol·L-1