内容正文:
第3章 金属及金属材料
第1讲 钠及其化合物
必备知识·整合
化学
一、活泼的金属单质——钠
1.钠的物理性质
银白色
小
小
2.从原子结构角度认识钠的化学性质
失去
还原
(1)钠与非金属单质(如O2、Cl2)的反应。
反应
原理 (离子方程式)
现象及分析
小
低
放
剧烈
(3)钠与非氧化性酸(如盐酸)的反应。
钠与酸反应的实质是钠与酸电离出的H+发生置换反应生成H2,如钠与盐酸反应的离子方程式为 。若酸的量不足,钠还会继续与水反应,且消耗的钠与产生的氢气存在定量关系:2Na~H2。
(4)钠与盐的反应。
Na2SO4+H2↑
3.钠的制取和用途
(1)制取。
化学方程式为 。
(2)用途。
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)在氧气中加热时,金属钠剧烈燃烧,生成淡黄色的固体Na2O2。( )
(2)金属钠着火时,可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火。( )
解析:(2)钠遇水会发生反应,因此不能用泡沫灭火器。
(3)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化。( )
(4)金属钠具有强还原性,可与TiCl4溶液反应制取金属Ti。( )
解析:(4)Na与熔融的TiCl4反应制取金属Ti。
(5)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶。( )
√
×
√
×
√
二、钠的氧化物
1.氧化钠与过氧化钠的比较
1∶2
淡黄
2.从元素化合价角度分析过氧化钠的性质
(1)强氧化性的五个表现。
(2)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。
(3)遇H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(1)氧化钠、过氧化钠均为离子化合物。( )
(2)1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA。( )
(3)H2O2和Na2O2都属于过氧化物,含有的化学键完全相同。( )
解析:(3)H2O2只有共价键,Na2O2既有离子键又有共价键。
(4)过氧化钠与CO2反应生成0.1 mol O2时,转移的电子数为0.4NA。( )
√
×
×
×
三、碳酸钠和碳酸氢钠
1.Na2CO3与NaHCO3的性质与用途
纯碱
(2)工艺流程。
(4)绿色思想:循环利用的物质为CO2。
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液。( )
(2)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中,立即产生气泡。( )
解析:(2)盐酸先与氢氧化钠反应。
(3)用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时,不涉及化学变化。( )
解析:(3)涉及油脂的水解。
(4)制纯碱时,向饱和食盐水中先通入CO2,后通入NH3,可析出NaHCO3晶体。( )
√
×
×
×
项目 相似性 递变性(由Li→Cs)
原子结构 最外层均为1个电子 电子层数逐渐增多;
核电荷数逐渐 ;
原子半径逐渐 .
元素性质 都具有较强的 性,最高正价均为 价 金属性逐渐 .
单质
性质 物理性质 (除Cs外)都呈银白色,密度较小,熔、沸点 . 密度逐渐增大(钾反常),熔、沸点逐渐 .
化学性质 都具有较强的 性 还原性逐渐 ;与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂
四、碱金属 焰色试验
1.碱金属
(1)碱金属的相似性和递变性(由Li→Cs)。
增大
增大
金属
+1
增强
较低
降低
还原
增强
(2)碱金属的特殊性。
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
中。
③碱金属与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。
⑤Li与O2的反应与Na的不同,Li与O2反应只生成Li2O,而不生成Li2O2。
石蜡油
金属元素 钠 钾(透过蓝钴玻璃) 钙 铜
焰色 . . 砖红色 蓝绿
2.焰色试验
(1)概念:多种金属或其化合物在灼烧时能使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上叫作焰色试验,亦称焰色反应。根据焰色试验可以判断某种元素的存在。
黄色
(3)常见金属元素的焰色。
浅紫
[理解·辨析]