第11讲钠及其化合物碱金属

1、钠及其化合物碱金属(建议2课时)考试目标1了解科学探究的基本过程，学习运用以实验和推理为基础的科学探究方法。认识化学是一门以实验为基础的科学。2. 掌握金属 Na及其重要化合物(氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、等化合物)的主要性质及其应用。3了解碱金属元素的相似性和递变性。要点精析一.金属钠1.钠的物理性质金属钠是一种柔软，银白色、有金属光泽的金属，是热和电的良导体；它的密度为/cm3,比水的密度小，比煤油的密度大，熔点为 97.81 C、沸点为882.9 C。2钠的化学性质钠原子最外层只有一个电子，在化学反应中钠原子容易失去最外层的一个电子，还原性，是一种活泼的金属元素。(1)

2、跟非金属反应：金属钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成氧化钠：切面变暗)0.97g具有很强的4Na+O2=2Na2O,（空气中钠的在空气(或氧气)中燃烧：2Na+O=Na2O2(黄色火焰)，以上反应说明 Na2O2比Na2O稳定。可见，与 Q反应时因条件不同而产物不同。在氯气中燃烧：2Na+Cl2 注 NaCl(白烟)钠与水反应：2Na+2H 2O =2NaOH +H 2 t现象： 浮：钠投入水中并浮在水面上声：钠立即跟水反应，并放出热量，发出嘶嘶响声，产生气体。游：同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方迅速游动最后消失红：反应后的水溶液使酚酞变红。(3 )钠与酸反应：钠与酸的反应比水反应更激

3、烈，极易爆炸。(4)钠与盐溶液反应：先考虑钠与水反应生成NaOH，再考虑NaOH是否与盐反应。例如：钠与CuSO4溶液反应2Na+2H2O=NaOH+H 2?(1)CuSO4+2NaOH = Na2SO4+Cu(OH) 2(2)合并(1)(2)得：2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4 +Cu(OH)2j +H t钠与 FeCl3 溶液反应：6Na+6H2O+2FeCl3=6NaCI+2Fe(OH) 3 J +3H t3. 钠的存放和取用由于金属钠的化学性质非常活泼，易与空气中的O2、H2O等反应，所以少量金属钠可保存在煤油里，大量的金属钠则存在铁筒中用石蜡密封。取用时一般先用镊子把钠从煤

4、油中夹出来，并用滤纸把表面的煤油吸干，然后用小刀切下绿豆大小的一块再做有关实验。4. 钠的存在与用途自然界中钠只能以化合态的形态存在，主要以氯化钠的形式存在。钠是一种强还原剂，工业上用它还原金属钛、锆、铌等；反应如：4Na + TiCl4 （熔融）=Ti + 4NaCI，另外钠和钾的合金在常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂；钠也可用于制高压钠灯。二钠的化合物1.氧化钠和过氧化钠的比较比较内容Na2ONa2O2颜色、状态白色固体淡黄色固体氧的化合价2价1价（过氧离子O22 ）电子式1 N寸:广 Na*NJ ： 0 ； 0 ：广 rV稳定性较不稳定较稳定生成条件通过钠的常温氧化生成通过钠的燃烧生成

5、物质类别碱性氧化物过氧化物（不是碱性氧化物）与水反应Na2O + H2O=2NaOH2N2O + 2H 2O=4NaOH + Of与CO2反应Na2O + CO 2=Na 2CO32Na2O2 + 2CO 2=2Na2CO3 + 02与盐酸反应辱0 + 2HCI=2NaCI + H 2。2N3O + 4HCI=4NaCI + 2H 2 + O2f用途用于少量Na2O2制取强氧化剂、漂白剂、供氧剂保存密封保存密封保存2.碳酸钠与碳酸氢钠化学式Na2CO3Na2CO3 0H2ONaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打溶解性易溶于水易溶于水（溶解度较 Na2CO3小）色态白色粉末无色晶体细小白色晶体热稳定

6、性稳定易失水、风化受热易分解 2NaHCO 3= Na2CO3+H2O+CO2 fH +CO32 +2H+-CO2f +HO较快，分步进行HCO3 +H+=CO2f +HO 剧烈NaOH不反应 2HCO3 +OH =CO3 +H2O石灰水CO32+Ca2+=CaCO3J石灰水足量：2+ .HCO3 +Ca +OH =CaCO3j +HO 石灰水不足：2+22HCO3 +Ca +2OH =CaCO3j +2HO+CO3BaCl2CO32 +Ba2 =BaCO3J不反应（若再加NaOH，则有沉淀）CO2NaCO3+CO2+H2O=2NaHCO 3不反应用途用于玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业，洗涤发酵

7、剂、灭火器，医疗上用于治胃酸过多SiO2 发Na2CO3 溶所以不NaHCO3 晶体。CO2，过滤得到晶体。转化5 聊血施心5、3.钠的其它重要化合物（1）硫酸钠Na2SO4 1OH2 O,俗名：芒硝，为无色晶体。硫酸钠用途：制玻璃、造纸、染色、纺织、制水玻璃，在医药上用作缓泻剂等。 硫酸钠分布：盐湖、海水及矿物中。（2） 氢氧化钠，氢氧化钠为白色固体，极易溶于水（并放出大量热），易吸水而发生潮解,在空气中还易变质，反应为：2NaOH + CO2= Na2CO3 + H2O。俗名：苛性钠、烧碱、火碱，氢氧化钠有很强腐蚀性，它是一种重要的碱，具有碱的通性。工业制法：2NaCl + 2H2O建邂2

8、NaOH + H2 f+ CI2 f,Na2CO3 + Ca（OH） 2= CaCO3 2NaOH保存：密封保存。试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡皮塞。因为烧碱能与玻璃成分中的 生反应：SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O，生成的 Na2SiO3使玻璃塞与瓶口粘结。 三.有关钠及其化合物的几个问题1金属钠露置在空气中的变化过程：表面变暗出现白色固体银白色金属钠今（生成切0（生成阳0H）表面变成溶液白色块状物质白色粉末状物质（N迪R朝解）g）（生成N屯8丁山出0） 风化 （生成N屯C6）2. Na2CO3与盐酸的互滴反应（1）向盐酸里逐渐滴加入 Na2CO3溶液（开始时酸过量）开始

9、就有气体放出；（2）向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸（开始时酸不足）开始无气体产生：HCl+Na 2CO3=NaCI+NaHCO 3 （无气泡） HCl+NaHCO 3=NaCI+CO 2f +H2O可见不同的滴加顺序产生不同的现象，利用这种现象不用其他试剂就可鉴别 液和盐酸。3碳酸氢钠和碳酸钠的制法（1）制取NaHCO3的方法 减压低温蒸干 NaHCO3溶液。NaHCO3遇热易分解，其水溶液加热更易分解，可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得 往饱和Na2CO3溶液中通入Na2CO3+C02+H2O=2NaHCO 3制取Na2CO3的方法NH3、CO2（氨碱法），利用NaHCO3的溶解性小于往饱和

10、食盐水中依次通人足量的NH4HCO3的溶解性原理，使 NaHCO3从溶液中析出（依次通人CO2、NH3至饱和行吗?）:NH 3+H2O+CO 2=NH 4HCO3NH4HCO3 +NaCI=NaHCO 3 J +NHCI（制纯碱的 2NaHCO3L Na2CO3 +CO2 f +HO（工业方法）四.碱金属元素（Li、Na、K、Rb、Cs）1 原子结构：（ 1 ）相似性：最外层均为 1 个电子（ 2）递变性：核电荷数依次增多，电子层数依次增多，原子半径依次增大2 元素性质：（1）相似性：均为活泼金属元素，最高正价均为+1 价（ 2）递变性：失电子能力依次增强，金属性依次增强3 单质性质：（1）相

11、似性：均具强还原性，均具轻、软、易熔的特点（ 2）递变性：还原性依次增强，密度趋向增大，熔沸点依次降低，硬度趋向减小 由锂到铯熔点逐渐降低， 与卤素单质等恰恰相反。 这是因为碱金属中存在金属键， 金属 键随原子半径的增大而减弱。 卤素单质中存在分子间作用力， 分子间作用力随相对分子质量 的增大而增强。4化合物性质：（ 1 ）相似性：氢氧化物都是强碱（2）递变性：氢氧化物的碱性依次增强 五焰色反应是一；钙许多金属或它们的化合物在燃烧时火焰呈特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应，种物理变化，是元素的性质而不仅属化合物。钠是黄色；钾是紫色（透过蓝色钴玻璃） 是砖红色。1 焰色反应原理 电子在原子核外不

12、同的轨道上运动， 当其受热时， 处在能量较低轨道的电子会吸收能量 从低能级跃迁到能量较高的轨道。 这些处于高能量轨道的电子不稳定， 又会跃迁到能量较低 的轨道， 并释放出能量， 这些能量以一定波长的光的形式释放。 而且不同的元素产生不同波 长的光， 故此原理常用于光谱分析。 按此理论， 任何元素的原子灼烧时都应呈现一定的焰色， 但我们所说的焰色实际为可见光， 故只有部分金属元素才有特殊的焰色。 焰色反应指的是元 素的性质，相应金属不管是离子还是单质灼烧时都会呈现其焰色。做焰色反应的实验时应注意： 火焰本身尽可能无色， 铂丝要洁净， 焰色反应鉴定 物质的方法，一般是在其他化学方法无效时才采用。铂

13、丝放在酒精灯上灼烧至与铂的原来颜色相同； 蘸取待测溶液；在酒精灯上灼烧，观察焰色； 用稀盐酸洗净铂丝，在酒精灯上灼烧。2 焰色反应的操作步骤：（1）（2）（3）（4）进行焰色反应之前， 灼烧铂丝是为了防止操作之前铂丝上的残留物对实验产生影响。 用 盐酸洗铂丝灼烧可除去铂丝上的残留物对后面实验的干扰。 不用硫酸是由于盐酸盐比硫酸盐 更易挥发，对实验的影响小。焰色反应所用铂丝昂贵，实验室常用光洁的铁丝、铬丝、钨丝等无焰色的金属代替。 六碱金属中的一般和特殊之处1 Na、K 需保存于煤油中，但 Li 的密度比煤油小，所以 Li 必须保存在密度更小的石蜡油 中或密封于石蜡NaHC0 3Na 2C03。2.碱金属中，从Li至Cs,密度呈增大的趋势， 但P （K）=0 . 862g/cm3p（Na）=0.971e /cm3。