内容正文:
第三章 金属及其重要化合物
第一讲 钠及其化合物
第一课时
1
目录
CONTENTS
钠的性质及其用途
01
钠的氧化物
02
氢氧化钠
03
2
钠的性质及其用途
3
一、钠的性质及其用途
1.钠的物理性质
银白色、有金属光泽
颜色
密度
熔点低于100℃
ρ(水)>ρ(钠)>ρ(煤油)
熔点
硬度
传导性
质地软
可导热、可导电
可用小刀切割
0.971g/cm3
存放:
少量:保存在煤油当中(实验室)
大量:石蜡封存(工业上)
4
一、钠的性质及其用途
2.钠的化学性质
钠与非金属单质反应
O2
S
Cl2
常温
加热
4Na+O2══2Na2O
2Na+S===Na2S(研磨爆炸)
2Na+O2 Na2O2
Δ
点燃
2Na+Cl2 2NaCl
光亮的表面很快变暗
黄色火焰生成淡黄色固体
5
一、钠的性质及其用途
(1)1molNa与O2反应生成Na2O和Na2O2,转移 mol电子
1
(2)Na与1molO2反应生成Na2O和Na2O2,转移 mol电子
2~4
微提醒
(3)Na2O2比 Na2O更稳定
推理: 2Na2O+O2 == 2Na2O2
△
6
一、钠的性质及其用途
2.钠的化学性质
钠与水反应
2Na+2H2O══2Na++2OH-+H2↑
钠着火不能用水而需要用干燥的沙土来灭火
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
7
一、钠的性质及其用途
将Na投入煤油与水的分层液体中,现象如何?
煤油
Na
钠熔化成小球且在煤油和水的界面处上下跳动,有气泡生成,钠最终完全溶解
思考与讨论
8
将4.6gNa投入95.4g蒸馏水中后,溶质的质量分数为( )
A.8% B.大于8% C.小于8% D.无法确定
2Na+2 H2O = 2NaOH+H2↑
4.6g
0.2g
8g
w (NaOH)
=
8
(4.6+95.4)
×100%
-0.2
> 8%
整体思维法
B
课堂检测
9
一、钠的性质及其用途
2Na+2HCl ══ 2NaCl+H2↑
2Na+2H+ ══ 2Na+ + H2↑
“先酸后水”
2.钠的化学性质
钠与酸反应
10
一、钠的性质及其用途
“先水后盐”
①钠与硫酸铜溶液反应
“熔融盐可置换”
2Na+2H2O+Cu2+══2Na++Cu(OH)2↓+H2↑
②钠与熔融氯化钛
2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑
2Na+2H2O+CuSO4 ===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
4Na+TiCl4 ══ 4NaCl+Ti
熔融
2.钠的化学性质
钠与盐反应
11
一、钠的性质及其用途
思考与讨论
将金属钠分别加入下列各溶液中,反应的实质及现象?
反应的实质 现 象
①NaCl
溶液
②饱和
NaCl溶液
③NH4Cl
溶液
④NaHSO4溶液
2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑
钠溶解,放出无色无味气体
钠溶解,放出无色无味气体,析出晶体
2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑
钠溶解,有刺激性气味气体放出
2Na+2NH4Cl=2NaCl+H2↑+2NH3↑
2Na+2H+ =2Na+ +H2↑
剧烈反应,钠溶解,放出无色无味气体
2Na+2NaHSO4=2Na2SO4+H2↑
12
一、钠的性质及其用途
思考与讨论
将金属钠分别加入下列各溶液中,反应的实质及现象?
反应的实质 现 象
⑤NaHCO3溶液
⑥CuSO4溶液
⑦FeCl3溶液
⑧AlCl3溶液
2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑
HCO3- + OH- = CO32-+H2O
钠溶解,放出无色无味气体
2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4+H2↑+Cu(OH)2↓
钠溶解,放出无色无味气体,有蓝色沉淀
6Na+6H2O+2FeCl3=6NaCl+3H2↑+2Fe(OH)3↓
钠溶解,放出无色无味气体,有红褐色沉淀生成
少量钠:
足量钠:
6Na + 6H2O + 2AlCl3 = 6NaCl + 3H2↑+ 2Al(OH)3↓
4Na + 2H2O + AlCl3 = 3NaCl + 2H2↑+ NaAlO2
13
一、钠的性质及其用途
2.钠的化学性质
钠与有机物反应
2Na+2C2H5OH→2C2H5ONa+H2↑
2Na+2CH3COOH→2CH3COONa+H2↑
2Na+2C6H5OH→2C6H5ONa+H2↑
氢的活性越强,与钠反应越激烈,反应速率越快。
氢的活性: CH3COOH > C6H5OH > H2O > C2H5OH
碱 性:
CH3COONa < C6H5ONa < NaOH < C2H5ONa
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一、钠的性质及其用途
3.钠的制取
4.钠的用途
钠钾合金(液态)可用于原子反应堆__________
用作电光源,制作高压钠灯
制取过氧化钠
作强还原剂,将某些稀有金属从他们的卤化物中还原出来
导热剂
15
钠的氧化物
16
二、钠的氧化物
物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态 白色固体 固体
类别 氧化物 过氧化物(非碱性氧化物)
氧的价态 ____ ____
电子式
阴、阳离子个数比 _____ _____
淡黄色
碱性
-2
-1
-1
1∶2
1∶2
1.氧化钠与过氧化钠性质比较
二、钠的氧化物
1.氧化钠与过氧化钠性质比较
化学性质 热稳定性 稳定
与水反应
与CO2反应
与酸(盐酸)反应
主要用途 用于制取少量Na2O2、烧碱 强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂
Na2O+H2O=2NaOH
Na2O+CO2=Na2CO3
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2)
2Na2O+O2==2Na2O2
不稳定
二、钠的氧化物
2.过氧化钠的特殊性质
Na2O2+SO2 == Na2SO4
4Na2O2+4Fe2++6H2O=4Fe(OH)3↓+O2↑+8Na+
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH
(1)Na2O2与SO2反应
(2)Na2O2投入氢硫酸中,可将H2S氧化成单质硫,溶液变浑浊
(3)Na2O2投入FeCl2溶液中,可将Fe2+氧化Fe3+,同时生成Fe(OH)3沉淀
(4)Na2O2能使酚酞试液先变红后褪色
强氧化性
二、钠的氧化物
遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。
遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
2.过氧化钠的特殊性质
还原性
自身氧化还原反应
二、钠的氧化物
1.Na2O2与CO2、H2O反应的顺序
知识延伸
Na2O2
CO2、H2O(g)
视作Na2O2先与CO2反应,待CO2完全反应后,Na2O2再与H2O(g)发生反应
先
后
二、钠的氧化物
2.增重量等于可燃物质量的规律
知识延伸
2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH+O2 ↑
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3+O2
2Na2O2
2H2O
O2
H2O
Na2O2
增重2H2
增重H2
2Na2O2
2CO2
O2
CO2
Na2O2
增重2CO
增重CO
CO2、水蒸气分别与足量的Na2O2反应时,
固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”
微点拨
二、钠的氧化物
2.增重量等于可燃物质量的规律
知识延伸
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n,的物质,mg该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量Na2O2后,固体增重必为mg。
无机化合物:H2、CO及H2和CO的混合气体。
有机化合物:CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、
CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、
C6H12O6(葡萄糖)等。
二、钠的氧化物
课堂检测
1.一定温度下,Wg下列物质在足量氧气中充分燃烧,产物与过量的过氧化钠完全反应,过氧化钠固体增重Wg,符合此要求的是( )
①H2 ②CO ③CO和H2 ④HCOOCH3 ⑤HOOC-COOH
A.全部 B.仅④⑤ C.仅①②③ D.除⑤以外
D
二、钠的氧化物
2.在一密闭容器中有CO、H2、O2共16.5 g和足量的Na2O2,用电火花引燃,使其完全反应,Na2O2增重7.5 g,则原混合气体中O2的质量分数是
A.54.5% B.40% C.36% D.33.3%
A
7.5 g
则O2的质量是16.5 g-7.5 g=9.0 g
所以原混合气体中O2的质量分数
×100%≈54.5%。
课堂检测
氢氧化钠
26
三、氢氧化钠
NaOH
电子式:
俗名:烧碱、火碱、苛性钠
1.化学式
Na+ O H -
••
••
••
••
2.物理性质
易溶于水并放热,水溶液有涩味,有强腐蚀性。
是一种白色固体,易吸水潮解
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三、氢氧化钠
2.化学性质
与酸反应
NaOH + HCl = NaCl + H2O
NaOH + CH3COOH = CH3COONa + H2O
NaOH + C6H5OH → C6H5ONa + H2O
(浑浊的苯酚溶液变澄清)
28
三、氢氧化钠
2.化学性质
与酸性氧化物反应
②盛装NaOH的试剂瓶不能用玻璃塞SiO2+2NaOH=Na2SiO3 + H2O
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O
①固体NaOH(或碱石灰)不能用来干燥酸性气体
注意:
SO2 + NaOH = NaHSO3
(少量SO2)
(足量SO2)
(SO2、CO2、SiO2、SO3、P2O5等)
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三、氢氧化钠
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑
3S + 6NaOH = 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O
与某些非金属单质(Cl2、S、Si)等反应
2.化学性质
30
三、氢氧化钠
2.化学性质
与Al、 Al2O3、 Al(OH)3反应
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O
Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
2Al+ 2NaOH + 6H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑+ 4H2O
31
三、氢氧化钠
2.化学性质
与盐发生复分解反应
NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3·H2O
MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2 ↓+ 2NaCl
Ca(HCO3)2 + 2NaOH = CaCO3↓+ Na2CO3+2H2O
32
三、氢氧化钠
2.化学性质
与卤代烃、酯、 油脂、蛋白质等发生反应
CH3CH2-Cl + NaOH --→
水解反应
硬脂酸甘油酯水解反应方程式
H2O
CH3CH2-Cl + NaOH --→
醇
消去反应
CH3CH2-OH + NaCl
CH2=CH2↑+ NaCl+ H2O
卤代烃
△
C17H35COO-CH2
C17H35COO-CH
C17H35COO-CH2
+ 3NaOH
硬脂酸甘油酯(脂肪)
3 C17H35COONa +
硬脂酸钠
(肥皂)
CH2—OH
CH—OH
CH2—OH
33
CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4
$$