专题02 金属钠性质的研究——备战2021年高考化学之突破教材实验热点

专题02 金属钠性质的研究 1．钠暴露在空气中的变化及反应分析 钠在空气中的变化：银白色的钠→变暗(生成了氧化钠) →变白(生成氢氧化钠) →潮解→变成白色固体(生成碳酸钠) 所以钠暴露在空气中，最终得到的是白色粉末。部分反应如下： 4Na+O22Na2O Na2O+H2O2NaOH 2Na+2H2O2NaOH+H2↑ 2NaOH+CO2Na2CO3+H2O 2．钠与氧气的反应 （1）常温下： ①操作及现象：用镊子夹取一小块钠，用滤纸将表面的煤油吸干净。将钠放在干燥玻璃片上，用小刀切去一端的外皮，可观察到钠表面的银白色逐渐褪去。 ②反应的化学方程式：4Na + O22Na2O（白色固体，不稳定） （2）加热： ①操作及现象 熔：钠受热熔化成银白色的小球； 烧：钠与氧气发生剧烈反应； 黄：反应时发出黄色火焰，反应后生成淡黄色固体。 ②反应的化学方程式：2Na + O2Na2O2（淡黄色，较稳定）。 3．钠与水（含酚酞）的反应 （1）钠的取用及实验操作：用镊子夹取一小块钠，用滤纸将表面的煤油吸干净。将钠放在干燥玻璃片上，用小刀切取一小块绿豆大小的金属钠。在烧杯中加入一定量的水，滴加几滴酚酞试液，用镊子夹住取好的钠，迅速将钠放入烧杯中。 （2）钠与滴加酚酞的水反应的现象及解释 （3）钠与水反应：2Na + 2H2O2NaOH + H2↑。 4．焰色反应 （1）定义 金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫作焰色反应。 （2）操作步骤 ①干烧：实验开始时，将铂丝(或光洁无锈的铁丝)放在酒精灯（最好用煤气灯）外焰上灼烧，至与原火焰颜色相同为止。 ②蘸、烧与观色：将铂丝（或铁丝）蘸取需要检验的试样，在外焰上灼烧，观察火焰颜色。 ③洗、烧：将铂丝（或铁丝）用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至无色，以除去金属丝表面可能残留的杂质。 （3）应用 ①用于检测某种金属元素是否存在。 ②添加到烟花中，使焰火更加绚丽多彩。 （4）常见元素的焰色 Na：黄色；K：紫色；Li：紫红色；Ca：砖红色；Cu：绿色。 ①焰色反应属于物理变化，焰色属于元素的性质，即同种元素的单质或化合物，固体或相应的溶液均会产生同样的焰色。 ②焰色反应适用于检验某些常规化学方法不能鉴定的金属元素，如Na、K等。 ③观察钾的焰色反应时，要透过蓝色钴玻璃，这是因为大部分钾的化合物里含有少量的钠，钠的黄色火焰会影响观察结果，用蓝色钴玻璃可以滤去杂质钠的焰色。 ④用稀盐酸清洗铂丝而不用稀硫酸的原因：铂丝表面的杂质与盐酸反应生成沸点较低的氯化物易气化挥发，而硫酸盐的沸点较高不易气化挥发。 5．Na2CO3、 NaHCO3与酸反应的定量比较 （1）速率:相同条件下， NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率比Na2CO3与盐酸反应快。 （2）耗酸量:等质量或等物质的量的Na2CO3与 NaHCO3均为前者耗酸量多。 （3）CO2生成量比较: ①等物质的量的Na2CO3、 NaHCO3分别与足量的盐酸反应，产生CO2的量相等。 ②等质量的Na2CO3、 NaHCO3分别与足量的盐酸反应，NaHCO3产生的CO2多。 ③等物质的量的HCl与足量的Na2CO3、 NaHCO3分别反应，NaHCO3产生的CO2多 焰色反应的操作 先将铂丝蘸取盐酸溶液在酒精灯外焰上灼烧，反复几次，直到与酒精灯火焰颜色接近为止。然后用铂丝蘸取少量待测液，放在酒精灯外焰上灼烧，观察火焰颜色，若为黄色，则说明溶液中含Na＋；若透过蓝色钴玻璃观察呈紫色，则说明溶液中含K＋。 有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100 mL大试管中先加40 mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题： （1）如何从试剂瓶中取用金属钠？剩余的Na能否放回原试剂瓶？_______________________________。 （2）有关钠反应的现象是______________________________________。 （3）大试管的溶液中出现的现象：_______________________________________________。 （4）装置中液面的变化：大试管内______；长颈漏斗内____。 （5）写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式： ________________________________________________________________________。 【答案】（1）用镊子从试剂瓶中取一块金属钠，用滤纸吸干表面上的煤油，用小刀在玻璃片上切米粒大小的钠做实验用，剩余的钠要放回原试剂瓶，不要随意丢弃。 （2）有