2023年初中化学金属及其化合物(Na部分）_碳与金属

钠及其化合物

一、钠的物理性质

1.颜色：银白色、有金属光泽。

2.密度：钠、水和煤油的密度大小为ρ(水)>ρ(钠)>ρ(煤油)。

3.熔点：小于(填“大于”“小于”或“等于”)100 ℃。

4.硬度：质地较软。

二、从原子结构认识钠的化学性质——还原性

1.钠与非金属单质反应

(1)与O2反应

(2)与Cl2反应的化学方程式：2Na+Cl2点燃(=====)2NaCl。

(3)与S反应的化学方程式：2Na+S△(=====)Na2S。

2.钠与水、盐溶液的反应

(1)钠与水的反应

①钠与水反应的离子方程式：2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。

②钠与水(含酚酞)反应的实验现象及解释：

(2)钠与盐溶液的反应

Na先和水反应生成NaOH再与盐溶液反应，并判断是否发生复分解反应

如钠投入CuSO4溶液中，反应的离子方程式为2Na+2H2O+Cu2+===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑。

钠投入BaCl2溶液中，反应的化学方程式为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。

3.钠与盐酸的反应

钠与盐酸反应的离子方程式为2Na+2H+===2Na++H2↑

三、钠的制取、保存及用途

1.制取：化学方程式为2NaCl(熔融)通电(=====)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)作强还原剂，将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来，如4Na+TiCl4熔融(=====)Ti+4NaCl。

(3)用作电光源，制作高压钠灯。

四、氧化钠与过氧化钠的比较

总结

1.钠的取用方法：用镊子夹取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切取黄豆大小的钠，剩余的钠放回试剂瓶。

2.钠失火的处理：沙土盖灭，不能用水或泡沫灭火器灭火。

3.Na2O2中氧元素的化合价为-1价而不是-2价。

4.Na2O2晶体中阴、阳离子个数比为1∶2而不是1∶1。

5.过氧化钠与还原性溶液反应的化学方程式的书写步骤：

第一步：Na2O2与溶液中的水反应生成NaOH和O2;

第二步：反应生成的O2与还原性盐发生氧化还原反应;

第三步：将上述两个反应的化学方程式合并，即得总的化学方程式。

6.Na2O2与H2O、CO2反应的两个常见误区

(1)Na2O2与H2O、CO2反应都是自身的氧化还原反应;

(2)1 mol Na2O2与足量CO2或H2O发生反应时，转移的电子数是NA而不是2NA。

1.金属钠与盐或碱溶液反应的思维模板

2.金属钠与溶液反应现象分析思维模板

(1)共性：因为钠与不同的水溶液反应均属于剧烈的置换反应，故有共同的现象产生：①浮：钠浮在液面上;②熔：钠熔化成光亮的小球;③游：在液面上不停地游动直至反应完;④响：反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。

(2)差异性：与酸、强酸弱碱盐溶液反应时，由于溶液中H+浓度较大，反应比与水还要剧烈，最后钠可能在液面上燃烧;与盐溶液反应时，还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。

1.钠与氧气反应的产物与反应温度有关，加热或点燃产物是过氧化钠。

2.不管生成氧化钠还是过氧化钠，金属钠失电子均变为+1价的阳离子，因而等量的钠完全反应失去的电子数相同

1.有关Na2O2与CO2、H2O的反应的几个重要关系

2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2

2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑

(1)物质的量的关系

无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。

(2)气体体积关系

若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量等于原混合气体体积的2(1)且等于生成氧气的体积。

(3)电子转移关系

当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量关系为2Na2O2～O2～2e-。

(4)固体质量关系

相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”;可以看作发生相应的反应：Na2O2+CO===Na2CO3、Na2O2+H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。

(5)先后顺序关系

一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应，可视作Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完成后，Na2O2再与H2O(g)发生反应。

2.增重量等于可燃物质量的规律

凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，Wg该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后，固体增重必为Wg。或是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足该条件。

中学阶段常见的符合这一关系的物质有：

(1)无机物：H2、CO及H2和CO的混合气体。

(2)有机物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。

过氧化钠的强氧化性

1.Na2O2与SO2反应：Na2O2+SO2===Na2SO4。

2.Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2+氧化成Fe3+，同时生成Fe(OH)3沉淀。

3.Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊。

4.Na2O2投入Na2SO3溶液中，可将SO3(2-)氧化成SO4(2-)。

5.Na2O2具有漂白性，投入品红溶液中，可使品红溶液褪色

钠的重要化合物

1.碳酸钠和碳酸氢钠

2.钠及其重要化合物间的转化关系

图中带标号的有关反应的化学方程式：

①2Na+O2点燃Na2O2;

②2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;

③2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;

④2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2;

⑤2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O;

⑥2NaCl+2H2O电解2NaOH+Cl2↑+H2↑。

3.Na2CO3的制备及用途

(1)Na2CO3的工业制备——侯氏制碱法

①制备原理

把二氧化碳通入氨的氯化钠饱和溶液中，使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出，过滤得到碳酸氢钠晶体，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。

②反应的化学方程式

a.NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl;

b.2NaHCO3△(=====)Na2CO3+CO2↑+H2O。

(2)Na2CO3、NaHCO3的用途

①Na2CO3是一种非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。

②NaHCO3是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一;在医疗上，它是治疗胃酸过多的一种药剂。

4.Na2CO3和NaHCO3的比较

(1)Na2CO3、NaHCO3的鉴别

①若为固体

可利用加热法。加热产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3。

②若为溶液

可利用沉淀法。加入BaCl2溶液，产生白色沉淀的是Na2CO3;也可利用气体法。滴加稀盐酸，立即产生气泡的是NaHCO3，开始无气泡产生的是Na2CO3。

(2)Na2CO3、NaHCO3和盐酸的反应

Na2CO3溶液和稀盐酸反应可理解为分步反应：

Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl

NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑

NaHCO3溶液和稀盐酸反应的化学方程式为

NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O

①放出CO2的速率

NaHCO3溶液与盐酸反应放出CO2的速率快。

②Na2CO3溶液与盐酸的互滴鉴别

向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，开始无气泡产生，而向盐酸中滴加Na2CO3溶液，开始就有气泡产生。

③CO2生成量比较

a.等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，产生的CO2相等。

b.等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，NaHCO3产生的CO2多。

c.等量的盐酸与足量的Na2CO3、NaHCO3分别反应，NaHCO3产生的CO2多。

d.一定量的NaHCO3受热分解产生的CO2量与受热分解后的残留物与盐酸反应产生的CO2量相等。

5.数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应

(1)盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中(盐酸不足时)

①现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。

②反应：无明显现象时反应的离子方程式：CO3(2-)+H+===HCO3(-)，有无色气体放出时反应的离子方程式：HCO3(-)+H+===CO2↑+H2O。

(2)Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中(盐酸过量时)

①现象：有无色气体放出。鉴别Na2CO3、NaHCO3的常用方法

②反应的离子方程式：CO3(2-)+2H+===CO2↑+H2O。

(3)碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图象

①向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl溶液的体积与产生CO2的体积的关系如图甲所示。

②向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl溶液的体积与产生CO2的体积的关系如图乙所示。

③向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl溶液的体积与产生CO2的体积的关系如图丙所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比为x∶y=1∶1，其他比例时的图象略)。

④向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl溶液的体积与产生CO2的体积的关系如图丁所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为m∶n=1∶1，其他比例时的图象略)。

鉴别Na2CO3、NaHCO3的常用方法

2023年初中化学金属及其化合物(Na部分）

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