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第08讲 钠及其化合物
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考点一 钠的主要性质及其应用、碱金属元素
重难点辨析
1.钠的物理性质
颜色
密度
熔点
硬度
银白色,有
金属光泽
ρ(水)大于ρ(钠)
大于ρ(煤油)
小于100 ℃
质地柔软
2.从钠原子的结构认识钠的化学性质——还原性
(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
O2
常温:4Na+O2===2Na2O(白色固体)
点燃:2Na+O2Na2O2(淡黄色固体)
Cl2
2Na+Cl22NaCl
(2)与水反应
①离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
②与滴加酚酞的水反应的现象及解释
(3)与盐酸反应
离子方程式:2Na+2H+===2Na++H2↑。
(4)钠与盐溶液反应
①钠与盐溶液反应
如Na投入CuSO4溶液中,反应的离子方程式为2Na+2H2O+Cu2+===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑。
②钠与熔融盐反应:
4Na+TiCl4Ti+4NaCl
(5)与羟基化合物的反应
2Na+2C2H5OH―→2C2H5ONa+H2↑
3.钠的制取、保存及用途
(1)制取:化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
(2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。
(3)用途。
①钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂;
②金属钠还可用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。
③用作电光源,制作高压钠灯。
4.碱金属的性质
(1)碱金属的一般性质
原子结构与性质
相同点
最外层上都只有1个电子具有相似的化学性质
不同点
从Li→Cs电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大从Li到Cs金属性逐渐增强
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+O22Li2O,2Na+O2Na2O2。
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)碱金属的特殊性质
①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠小。
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;因为CCl4的密度比钠大,钠不能保存在CCl4中。
③碱金属可与H2发生反应生成RH(R代表碱金属),属于离子化合物,H元素显-1价,碱金属氢化物是强还原剂。如NaH+H2O===NaOH+H2↑,NaH是还原剂,H2O是氧化剂,氧化产物为 H2,还原产物也为 H2。
5.焰色反应
(1)概念:很多金属或它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
铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色。
(3)常见元素焰色反应的颜色
钠元素:黄色;钾元素:紫色(透过蓝色钴玻璃);铜元素:绿色。
规律·方法·技巧·点拔
1.钠在空气中的变化过程
银白色金属钠
2.钠与水、醇和酸反应的实质
钠与水、醇和酸反应的实质都是钠与H+发生置换反应,反应速率的大小取决于H+浓度的大小,钠与这三种物质反应的速率大小关系为:酸>水>醇。
3.钠与盐溶液的反应原理分析
(1)与NaCl、Na2SO4、NaNO3溶液反应:实质是与水反应。
(2)与CuSO4溶液反应:钠先与水反应,生成的NaOH再与CuSO4反应,2OH-+Cu2+===Cu(OH)2↓。
(3)与铝盐溶液反应:要考虑钠与铝盐的量的问题,因为过量的NaOH溶液能溶解Al(OH)3,OH-+Al(OH)3===AlO+2H2O。
(4)与NaHCO3溶液反应:钠先与水反应,生成的NaOH再与NaHCO3反应,OH-+HCO===H2O+CO。
(5)与NH4Cl溶液反应:钠先与水反应,生成的NaOH再与NH4Cl反应,OH-+NH===NH3·H2O。
【注意】钠不能从盐溶液中置换出金属单质。
典型例题剖析
考向1 钠的性质及应用
【典例1】(2023·全国·高三专题练习)下列有关金属钠的叙述正确的是
A.实验后剩余的钠粒不能放回原试剂瓶中
B.Na表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化
C.钠在空气中受热时,熔化为银白色的小球,产生黄色的火焰,生成白色粉末
D.一定条件下,2