金属及金属材料
第一讲 钠及其化合物
【课标要求】 1.结合真实的情境中的应用实例或通过实验探究,了解钠及其重要化合物的主要性质,了解这些物质在生产、生活中的应用。
2.结合实例,认识钠及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质性质,实现物质的转化。
一、钠及其氧化物
(一)钠的性质与应用
1.钠的物理性质
颜色
银白色,有金属光泽
密度
ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)
熔点
低于100 ℃
硬度
质地软,可以用小刀切割
传导性
可导电、导热
2.钠的化学性质
从原子结构认识钠的还原性:
(1)与非金属单质反应
①O2
②Cl2:2Na+Cl22NaCl(黄色火焰,白烟)
③S:2Na+S===Na2S(研磨爆炸)
(2)与水反应
作氧化剂
离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
(3)与盐酸反应
离子方程式:2Na+2H+===2Na++H2↑。
(4)钠与盐反应
①钠与盐溶液反应
理解成先与水反应,生成的碱再与盐反应
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。
3.钠的制取及保存
4.钠的用途
(二)钠的氧化物——氧化钠、过氧化钠
属于过氧化物不是碱性氧化物
1.氧化钠与过氧化钠的比较
化学式
Na2O
Na2O2
阳离子与阴离子数之比是2∶1而不是1∶1
电子式
氧元素化
合价
-2
-1
色、态
白色固体
淡黄色固体
与水反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
与盐酸反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
用途
氧化剂、供氧剂、漂白剂
1 mol Na2O2与足量水(或CO2)反应时转移电子数是NA而不是2NA。
2.Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质:
2Na22
(1)Na2O2的强氧化性
遇SO2、Fe2+、SO、S2-等还原剂时能被Na2O2氧化。
(2)遇KMnO4等强氧化剂时,表现出还原性,氧化产物为O2。
(3)遇CO2、H2O、H+时则会发生自身的氧化还原反应。
【诊断1】 判断下列叙述的正误(正确的划“√”,错误的划“×”)。
(1)金属钠在石棉网上加热时,先熔化成银白色小球,然后剧烈燃烧,产生黄色火焰(√)
(2)金属钠着火时,可用泡沫灭火器灭火(×)
(3)1 mol Na与足量O2分别在加热和常温条件下充分反应失去电子数一样多(√)
(4)1 mol Na2O2固体中含离子总数是4 NA(×)
二、碳酸钠和碳酸氢钠
1.物理性质和用途
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱或苏打
小苏打
水溶性
易溶于水
易溶于水,溶解度比Na2CO3小
水溶液酸碱性
碱性
弱碱性
主要用途
用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸等工业中
灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一
2.化学性质(书写化学方程式)
3.相互转化
Na2CO3NaHCO3
向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2的化学方程式:Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3↓。
向NaHCO3溶液中加入适量NaOH溶液的离子方程式:HCO+OH-===CO+H2O。
4.碳酸钠的制备——侯氏制碱法
(1)制备原理
产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
(2)工艺流程
(3)绿色化学理念
①二氧化碳使用合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气,从而减少了温室气体的排放。
②工艺流程中循环使用的物质是CO2、母液(含NaCl)。
【诊断2】 判断下列叙述的正误(正确的划“√”,错误的划“×”)。
(1)苏打是面包发酵粉的主要成分之一(×)
(2)相同温度下溶解度:小苏打<苏打,热稳定性:Na2CO3>NaHCO3(√)
(3)向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2,会有NaHCO3晶体析出(√)
(4)NaHCO3能与酸反应,故可用作胃酸中和剂(√)
三、碱金属元素、焰色试验
1.碱金属的相似