第11讲-钠及其化合物碱金属doc.doc

第十一讲 钠及其化合物 碱金属（建议2学时）[考试目的] 1．理解科学探究的基本过程，学习运用以实验和推理为基本的科学探究措施结识化学是一门以实验为基本的科学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）的重要性质及其应用3．理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0.97g／cm3，比水的密度小，比煤油的密度大，熔点为97.81℃、沸点为882.9℃2．钠的化学性质钠原子最外层只有一种电子，在化学反映中钠原子容易失去最外层的一种电子，具有很强的还原性，是一种活泼的金属元素1)跟非金属反映：①金属钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成氧化钠：4Na+O2=2Na2O，（空气中钠的切面变暗）②在空气(或氧气)中燃烧：2Na+O2Na2O2(黄色火焰)，以上反映阐明Na2O2比Na2O稳定可见，与O2反映时因条件不同而产物不同③在氯气中燃烧：2Na+Cl2 NaCl(白烟) (2)钠与水反映：2Na+2H2O =2NaOH +H2 ↑ 现象： ①浮：钠投入水中并浮在水面上 ②声：钠立即跟水反映，并放出热量，发出嘶嘶响声，产气愤体。

③游：同步钠熔成一种闪亮的小球并在水面上向各方迅速游动最后消失④红：反映后的水溶液使酚酞变红3)钠与酸反映：钠与酸的反映比水反映更剧烈，极易爆炸4）钠与盐溶液反映：先考虑钠与水反映生成NaOH，再考虑NaOH与否与盐反映例如：①钠与CuSO4溶液反映2Na+2H2O=NaOH+H2↑ (1)CuSO4+2NaOH＝Na2SO4+Cu(OH)2 (2)合并(1)(2)得：2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4 +Cu(OH)2↓+H2 ↑②钠与FeCl3溶液反映：6Na+6H2O+2FeCl3=6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑3．钠的寄存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等反映，因此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，重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；反映如：4Na＋TiCl4（熔融）＝Ti＋4NaCl，此外钠和钾的合金在常温下呈液态，是原子反映堆的导热剂；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物质类别碱性氧化物过氧化物（不是碱性氧化物）与水反映Na2O + H2O==2NaOH2Na2O2 + 2H2O==4NaOH + O2↑与CO2反映 Na2O + CO2==Na2CO32Na2O2 + 2CO2==2Na2CO3 + O2与盐酸反映 Na2O + 2HCl==2NaCl + H2O2Na2O2 + 4HCl==4NaCl + 2H2O + O2↑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Na2CO3Na2CO3·10H2ONaHCO3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性稳定易失水、风化受热易分解2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑H+CO32－+2H+=CO2↑+H2O较快，分步进行HCO3－+H+=CO2↑+H2O 剧烈NaOH不反映HCO3－+OH—=CO32－+H2O石灰水CO32－+Ca2+=CaCO3↓石灰水足量：HCO3－+Ca2++OH－=CaCO3↓+H2O石灰水局限性：2HCO3－+Ca2++2OH—=CaCO3↓+2H2O+CO32－BaCl2CO32－+Ba2+=BaCO3↓不反映（若再加NaOH，则有沉淀）CO2NaCO3+CO2+H2O=2NaHCO3不反映用途用于玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业，洗涤发酵剂、灭火器，医疗上用于治胃酸过多转化3．钠的其他重要化合物（1）硫酸钠Na2SO4·10H2O，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，反映为：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＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，Na2CO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋2NaOH保存：密封保存试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡皮塞由于烧碱能与玻璃成分中的SiO2发生反映：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种问题1．金属钠露置在空气中的变化过程：　　银白色金属钠 　2．Na2CO3与盐酸的互滴反映　　（1）向盐酸里逐渐滴加入Na2CO3溶液（开始时酸过量）开始就有气体放出；　　（2）向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸（开始时酸局限性）开始无气体产生：　　　　 HCl+Na2CO3=NaCl+NaHCO3（无气泡）　　　　 HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O　　可见不同的滴加顺序产生不同的现象，运用这种现象不用其她试剂就可鉴别Na2CO3溶液和盐酸。

3．碳酸氢钠和碳酸钠的制法(1)制取NaHCO3的措施①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，因此不也许采用常压下蒸发溶剂的措施制得NaHCO3晶体②往饱和Na2CO3溶液中通入CO2，过滤得到晶体Na2CO3+C02+H2O=2NaHCO3 (2)制取Na2CO3的措施往饱和食盐水中依次通人足量的NH3、CO2(氨碱法)，运用NaHCO3的溶解性不不小于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?)：NH3+H2O+CO2=NH4HCO3NH4HCO3 +NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl[(制纯碱的2NaHCO3Na2CO3 +CO2↑+H2O(工业措施)四．碱金属元素 （Li 、Na、K、Rb、Cs）　　1．原子构造：　　（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，熔沸点依次减少，硬度趋向减小　　由锂到铯熔点逐渐减少，与卤素单质等恰恰相反。

这是由于碱金属中存在金属键，金属键随原子半径的增大而削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．焰色反映　　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映，是一种物理变化，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）；钙是砖红色　　1．焰色反映原理　　电子在原子核外不同的轨道上运动，当其受热时，处在能量较低轨道的电子会吸取能量从低能级跃迁到能量较高的轨道这些处在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并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映指的是元素的性质，相应金属不管是离子还是单质灼烧时都会呈现其焰色　　做焰色反映的实验时应注意：①火焰自身尽量无色，②铂丝要干净，③焰色反映鉴定物质的措施，一般是在其她化学措施无效时才采用　　2．焰色反映的操作环节：　　（1）铂丝放在酒精灯上灼烧至与铂的本来颜色相似；　　（2）蘸取待测溶液；　　（3）在酒精灯上灼烧，观测焰色；　　（4）用稀盐酸洗净铂丝，在酒精灯上灼烧。

　　进行焰色反映之前，灼烧铂丝是为了避免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背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　　焰色反映所用铂丝昂贵，实验室常用光洁的铁丝、铬丝、钨丝等无焰色的金属替代六．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，因此Li必须保存在密度更小的石蜡油中或密封于石蜡 2．碱金属中，从Li至Cs，密度呈增大的趋势，但ρ(K)=0．862g／cm3