《堿金屬》精彩視點(diǎn) 一、鈉1.鈉在空氣中的系列變化:2.鈉與水反應及拓展 ⑴鈉與水激烈反應,放出氫氣并生成氫氧化鈉,水中加酚酞,溶液呈紅色。
⑵鈉與酸反應:2Na+2H+=2Na++H2↑,鈉不足時(shí),直接與酸反應;鈉過(guò)量時(shí),先與酸反應,再與水反應。⑶與鹽反應:①在水溶液中,鈉先與水反應,生成的堿再與鹽發(fā)生復分解反應:Na與CuSO4溶液反應:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4 ②在熔融狀態(tài)時(shí),鈉直接與鹽發(fā)生置換反應:4Na+TiCl4 Ti+4NaCl 二、碳酸鈉和碳酸氫鈉1.Na2CO3與鹽酸的互滴反應 ⑴向鹽酸里逐滴加入Na2CO3溶液(開(kāi)始時(shí)酸過(guò)量),一滴入就有氣體放出:Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O ⑵向Na2CO3溶液里逐滴加入鹽酸(開(kāi)始時(shí)酸不足),開(kāi)始時(shí)無(wú)氣體放出:Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3(無(wú)氣泡),NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 不同的滴加順序產(chǎn)生不同的現象,這是不用其他試劑鑒別Na2CO3與鹽酸的原理。
2.Na2CO3、NaHCO3與Ca(OH)2的反應 ⑴碳酸鈉溶液與石灰水混合:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH ⑵少量的NaHCO3與Ca(OH)2反應:NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O 過(guò)量的NaHCO3與Ca(OH)2反應:2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O3.Na2CO3與NaHCO3的鑒別方法 ⑴晶體受熱:NaHCO3受熱產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的無(wú)色無(wú)味氣體CO2,Na2CO3無(wú)此性質(zhì):2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O ⑵CaCl2溶液:CaCl2溶液滴加到Na2CO3溶液中能產(chǎn)生白色沉淀,滴加到NaHCO3溶液中無(wú)白色沉淀:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl ⑶用稀鹽酸:向Na2CO3溶液中逐滴加入稀鹽酸,開(kāi)始一段時(shí)間無(wú)氣體產(chǎn)生,當鹽酸滴加到一定量后有氣體產(chǎn)生。而向NaHCO3溶液中滴加稀鹽酸,立即產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氣體。
三、過(guò)氧化鈉1.強氧化性:Na2O2與還原性物質(zhì)反應時(shí)表現出強氧化性:Na2O2與FeCl2反應:4Na2O2+6H2O+4FeCl2=8NaCl+4Fe(OH)3↓+O2↑2.還原性:Na2O2與強氧化劑酸性高錳酸鉀反應時(shí)表現出還原性:Na2O2與酸性高錳酸鉀反應:5Na2O2+8H2SO4+2KMnO4=K2SO4+5Na2SO4+2MnSO4+5O2+8H2O3.氧化性與還原性:Na2O2與CO2、H2O、HCl、NH4Cl等反應時(shí),既表現氧化性又表現還原性,Na2O2不是堿性氧化物。Na2O2與H2O反應:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ Na2O2與CO2反應:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑ Na2O2與HCl反應:2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2↑+2H2O Na2O2與NH4Cl反應:2Na2O2+4NH4Cl=4NaCl+O2↑+4NH3↑4.漂白性:Na2O2能使有機色質(zhì)品紅溶液、酚酞試液等褪色,表現出漂白性。
四、氫氧化鈉1.俗名:燒堿、火堿、苛性鈉2.物理性質(zhì):白色固體,易潮解,易溶于水放熱,有強腐蝕性。3.化學(xué)性質(zhì):一元強堿,有堿的通性,易與酸反應,與酸性氧化物反應。
4.保存和稱(chēng)取:密封保存,試劑瓶應用橡皮塞;稱(chēng)取時(shí),應用小燒杯或表面皿等儀器,且快速稱(chēng)量,不能用紙。五、堿金屬中的一般規律與特例1.鉀、鈉在常溫下是固體,但鉀、鈉合金在常溫下為液態(tài)。
2.酸式鹽的溶解度一般大于正鹽,但溶解度NaHCO3<Na2CO3。3.氧在化合物中一般顯–2價(jià),氫顯+1價(jià),但Na2O2、H2O2中的氧顯–1價(jià),NaH、CaH2中的氫顯–1價(jià)。
4.試劑瓶中的藥品取出后,一般不能放回原瓶,金屬Na、K等除外。5.堿金屬單質(zhì)一般跟水劇烈反應,但鋰跟水反應緩慢(氫氧化鋰的溶解度小)。
六、焰色反應1.焰色反應是元素的物理性質(zhì),金屬離子或金屬原子均能發(fā)生焰色反應。2.不是所有元素都有特殊的焰色,只有堿金屬元素及銅、鈣等少數金屬才能呈現焰色反應。
3.焰色反應與氣體物質(zhì)燃燒時(shí)產(chǎn)生的各色火焰有本質(zhì)的區別。焰色反應是它們的原子或離子的外圍電子被激發(fā)躍遷而產(chǎn)生各種顏色光的過(guò)程。
《堿金屬》考點(diǎn)回放 考點(diǎn)1:鈉的性質(zhì) 例1:下列有關(guān)鈉的敘述中,錯誤的是 A.鈉的還原性很強,可以用來(lái)冶煉金屬鈦、鋯、鈮等 B.鈉的化學(xué)性質(zhì)非常活潑,鈉元素只能以化合態(tài)存在于自然界 C.鈉是一種灰黑色的固體 D.鈉的質(zhì)地軟,可用小刀切割 解法指導:鈉是銀白色金屬,質(zhì)軟易切割;化學(xué)性質(zhì)活潑,具有很強的還原性,易與空氣中的氧氣、水反應,在自然界中只能以化合態(tài)存在。答案:C 同步練習1:有人設計了如圖所示的實(shí)驗裝置,目的是做鈉與水反應的實(shí)驗并驗證:①鈉的物理性質(zhì);②鈉與水反應的產(chǎn)物是什么。
⑴當進(jìn)行適當操作時(shí)還需要的儀器有____________。⑵如何進(jìn)行操作?_______________。
參考答案:⑴小試管和酒精燈。⑵將大頭針向上提,使鈉塊落入水中,將小試管扣在導管上收集反應產(chǎn)生的氣體,用拇指堵住試管口移近酒精燈,松開(kāi)拇指點(diǎn)燃試管中的氣體。
考點(diǎn)2:過(guò)氧化鈉的性質(zhì) 例2:取ag某物質(zhì)在氧氣中完全燃燒,將其產(chǎn)物跟足量的過(guò)氧化鈉固體完全反應,反應后固體的質(zhì)量恰好也增加了ag。下列物質(zhì)中不能滿(mǎn)足上述結果的是 A.CO B.H2 C.C6H12O6 D.C12H22O11 解法指導:CO在O2完全燃燒,產(chǎn)物與Na2O2完全反應:①2CO+O2=2CO2②2Na2O2+2CO2=Na2CO3+O2↑ ①+②加合約簡(jiǎn)得:CO+Na2O2=Na2CO3,Na2O2增加的質(zhì)量是。
Na及其化合物 (一)Na 1、物性:銀白色質(zhì)軟金屬;密度:0.97g·cm-1;熔點(diǎn):97.8。
C 2、化性:強還原性 (1)能被絕大多數非金屬氧化(甚至被H2氧化生成NaH) 4Na + O2 = 2Na2O(白色固體) ;2Na + O2 = Na2O2(淡黃色固體) Na露置于空氣中:銀白→變暗→變白→表面溶液→白色晶體→白色粉末 Na→NaO→NaOH→吸水→Na2CO3·10H2O→風(fēng)化 (2)與水:2Na+2H2O= 2NaOH+ H2↑ 現象及解釋?zhuān)? (3)與酸:先與H+反應放H2,H+耗完后再與水反應放H2。 (4)與鹽溶液:先與水反應,生成NaOH如果能與鹽發(fā)生復分解則繼續。
不置換金屬。 例:Na投入CuSO4溶液中: 2Na+2H2O= 2NaOH+ H2↑; CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4 (5)與堿溶液:Na與其中的水反應,增大堿的濃度。
(二)Na的氧化物:Na2O和Na2O2 1、Na2O:堿性氧化物,具有堿性氧化物的通性。如:Na2O+ 2HCl = 2NaCl+ H2O 2、Na2O2:過(guò)氧化物,不是堿性氧化物。
既有氧化性,又有還原性。 (1)自身氧化還原:2Na2O2+2H2O=4NaOH+ O2↑; 2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+ O2 (2)漂白(氧化性漂白):其投入含酚酞的水中:有氣泡產(chǎn)生,溶液先變紅,后退色。
Al及其化合物: (一)Al的化性:較強還原性 1、與非金屬:常溫下,與O2生成Al2O3保護膜。 2、與酸:(1)非氧化性酸:2Al+ 6H+(強酸)=2Al3++3 H2↑ (2)氧化性酸:濃H2SO4、HNO3等 常溫下,Al遇濃H2SO4、濃HNO3鈍化;加熱仍可反應。
3、金屬間置換——鋁熱反應 2Al+ Fe2O3 = 2 Fe + Al2O3 + 熱 (與Al后的金屬氧化物高溫下置換) 4、與堿溶液:2Al + 6H2O + 2NaOH = 2Na〔Al(OH)4〕+3 H2↑ (二)Al2O3:白色固體,不溶于水;兩性氧化物。 1、與酸:Al2O3 + 6H+(強酸)=2Al3++3 H2O 2、與堿:Al2O3+ 3H2O + 2NaOH = 2Na〔Al(OH)4〕(三)Al(OH)3:白色膠狀物,不溶于水;兩性氫氧化物(只與強酸、強堿反應)。
1、與酸:Al(OH)3 + 3H+(強酸)=Al3++3 H2O 2、與堿:Al(OH)3+ NaOH = Na〔Al(OH)4〕 3、受熱分解:2Al(OH)3 = Al2O3+ 3H2O (四)Al3+鹽: 1、Al3+鹽溶液中逐滴滴加NaOH至過(guò)量:先沉淀,后溶解。 Al3++3OH- = Al(OH)3↓ ;Al(OH)3 + OH-= 〔Al(OH)4〕- 2、Al3+鹽溶液逐滴滴加NH3 ·H2O至過(guò)量:生成穩定的沉淀 Al3+ + 3NH3 ·H2O = Al(OH)3↓+ 3NH4+ Fe及其化合物 (一)Fe的化性:變價(jià)金屬,被強氧化劑氧化為 Fe3+;被弱氧化劑氧化為Fe2+。
1、Cl2、Br2、HNO3、濃H2SO4等將Fe氧化為Fe3+。 2、I2、S、H+、Cu2+等將Fe氧化為Fe2+。
3、3Fe + 2O2 = Fe3O4 4、3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2(高溫條件) (二)Fe的氧化物:FeO、Fe2O3、Fe3O4 1、物性:FeO黑色固體、Fe2O3紅棕色固體、Fe3O4黑色晶體;三者均不溶于水。 2、化性:FeO 、Fe2O3為堿性氧化物,對應的堿分別是:Fe(OH)2 、Fe(OH)3 (三)Fe的氫氧化物:Fe(OH)2 、Fe(OH)3: 1、物性:Fe(OH)2白色膠狀物,不溶于水;Fe(OH)3紅褐色固體,不溶于水。
2、化性:不溶性堿(離子方程式中不拆) Fe(OH)2易被氧化,在空氣中白色沉淀迅速變成灰綠色,最終變成紅褐色。 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 (四)Fe2+和Fe3+的鹽: 1、Fe2+的鹽:既有氧化性(弱),又有還原性(強) (1)氧化性:3Fe2+ + 2Al= 3Fe + 2Al3+ (2)還原性:Fe2+的鹽可被Cl2、Br2、HNO3等氧化為Fe3+,溶液由淺綠變棕黃色。
例:2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl- 2、Fe3+的鹽:只有氧化性,遇Fe、Cu、I-、SO2(SO32-)等,本身被還原為Fe2+,相應還原劑被氧化為:Fe2+、Cu2+、I2、H2SO4(或SO42-) 例:2Fe3+ + Fe = 3Fe2+;2Fe3+ + Cu= 2Fe2+ + Cu2+;2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 3、Fe2+和Fe3+鹽的檢驗: (1)加堿: (2)KSCN或NH4SCN溶液:Fe2+鹽溶液無(wú)現象;Fe3+鹽溶液變血紅色(溶液) Fe3+ + 6SCN- = [Fe(SCN)6]- 硫酸根離子的檢驗: BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓+ 2NaCl 碳酸根離子的檢驗: CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl 碳酸鈉與鹽酸反應: Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑ 氯氣與金屬鈉反應:2Na + Cl2 點(diǎn)燃 2NaCl 氯氣與氫氧化鈉溶液反應:Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O 氯化鈣與碳酸鈉溶液反應:CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaCl 7鈉在空氣中燃燒:2Na + O2 =△ Na2O2 鈉與氧氣反應:4Na + O2 = 2Na2O 過(guò)氧化鈉與水反應:2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑ 過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應:2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 鈉與水反應:2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 硝酸銨與氫氧化鈉反應:NH4NO3 + NaOH △ NH3↑ + NaNO3 + H2O 硫酸銨與氫氧化鈉反應:(NH4)2SO4 + 2NaOH △ 2NH3↑ + Na2SO4 + 2H2O SO2 + Na2O = NaSO3 SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O NO、NO2的回收:NO2 + NO + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O2Na + S =(研磨)Na2S 3S +6NaOH = 2Na2S + Na2SO3 +3H2O 鋁與氫氧化鈉溶液反應:2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑ 氧化鋁與鹽酸反應:Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O 氧化鋁與氫。
1.Na投入水中:
現象:浮在水面上、熔成小球、四處游動(dòng)、并發(fā)出嘶嘶的響聲(簡(jiǎn)稱(chēng):浮、球、游、鳴)
性質(zhì):浮:證明鈉的密度比水小
球:證明鈉的熔點(diǎn)低
游:證明有氣全放出,并推動(dòng)小球四處游動(dòng)
鳴:是氣體排空的聲音
反應:2Na+2H2O=2NaOH+H2
2.鈉燃燒火焰呈淡藍色,生成淡黃色固體:Na2O2
3.鈉投入CuSO4液的變化:有氣體放出,并生成藍色沉淀
方程式如下:2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2+H2
4.工業(yè)制金屬鈉:2NaCl=2Na+Cl2(電解熔融氯化鈉)
5.等量Mg.Al.Na與足量鹽酸反應,產(chǎn)生H2最多的是:
若是等物質(zhì)的量:產(chǎn)生氫氣最多的是:AL
若是等質(zhì)量:產(chǎn)生氫氫最多的也是AL
6鈉的性質(zhì)鈉屬于第三周期第一族元素,電荷數為一,所以它比較活潑。鈉屬于金屬元素,在未氧化前是銀白色的,但是只要暴露在空氣中很短的時(shí)間即可被氧化成黑色。還有記得當時(shí)老師給我們做實(shí)驗時(shí)是用小刀切給我們每人一小塊,一般的金屬我們用小刀切不動(dòng)的,這可以說(shuō)明鈉的質(zhì)地比較軟,當然它也是固體了,不然還怎么切呢。鈉還有焰色反應,一般是顯黃顏色的。鈉的化學(xué)性質(zhì)主要是由于它核外電子數為一,處于第三周期決定的,它相對同一族的鋰來(lái)誰(shuí)比較活潑,但是相對同族的鉀、銣、銫來(lái)說(shuō),它就不銣它們活潑了,鈉很容易與氧氣反應,被氧化;鈉還很用與水反應,發(fā)出滋滋的聲音并且水面冒氣泡,這是由于它和水反應放出很多熱量,并且產(chǎn)生氫氣的原因。由于這兩個(gè)性質(zhì),鈉經(jīng)常是保存在煤油中,只有在使用時(shí)臨時(shí)從煤油中取出。
電解氯化鈉制金屬鈉通常在電解槽里進(jìn)行。
電解時(shí)氯化鈉需要熔融,氯化鈉的熔點(diǎn)為801℃,在技術(shù)上有困難。用熔融溫度約為580℃的質(zhì)量分數為40%氯化鈉和60%氯化鈣的低共熔物(即兩種或兩種以上物質(zhì)形成的熔點(diǎn)最低的混合物),降低了電解時(shí)所需的溫度,從而也減低了鈉的蒸氣壓。
電解時(shí),氯氣在陽(yáng)極放出,當電流通過(guò)熔鹽時(shí),金屬鈉和金屬鈣同時(shí)被還原出來(lái),浮在陰極上方的熔鹽上面,從管道溢出。把熔融的金屬混合物冷卻到(105~110)℃,金屬鈣成晶體析出,經(jīng)過(guò)濾就可以把金屬鈉跟金屬鈣分離。
4Na+O2====Na2O 2Na+O2====Na2O2 2Na+Cl2====2NaCl(常溫下也反應) 2Na+S====Na2S(可能爆炸) 2Na+2H2O====2NaOH+H2↑ 2Na+2HCl====2NaCl+H2↑ 2NaOH+CuSO4====Na2SO4+Cu(OH)2 4Na+TiCl4====Ti+4NaCl Na2O+。電解氯化鈉制金屬鈉通常在電解槽里進(jìn)行。
電解時(shí)氯化鈉需要熔融,氯化鈉的熔點(diǎn)為801℃,在技術(shù)上有困難。用熔融溫度約為580℃的質(zhì)量分數為40%氯化鈉和60%氯化鈣的低共熔物(即兩種或兩種以上物質(zhì)形成的熔點(diǎn)最低的混合物),降低了電解時(shí)所需的溫度,從而也減低了鈉的蒸氣壓。
電解時(shí),氯氣在陽(yáng)極放出,當電流通過(guò)熔鹽時(shí),金屬鈉和金屬鈣同時(shí)被還原出來(lái),浮在陰極上方的熔鹽上面,從管道溢出。把熔融的金屬混合物冷卻到(105~110)℃,金屬鈣成晶體析出,經(jīng)過(guò)濾就可以把金屬鈉跟金屬鈣分離。
4Na+O2====Na2O 2Na+O2====Na2O2 2Na+Cl2====2NaCl(常溫下也反應) 2Na+S====Na2S(可能爆炸) 2Na+2H2O====2NaOH+H2↑ 2Na+2HCl====2NaCl+H2↑ 2NaOH+CuSO4====Na2SO4+Cu(OH)2 4Na+TiCl4====Ti+4NaCl Na2O+H2O====2NaOH Na2O+2HCl====2NaCl+H2O Na2O+CO2====Na2CO3 2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2 2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2 Ca(OH)2+CO2(少量)====CaCO3↓+H2O Ca(OH)2+2CO2(過(guò)量)====Ca(HCO3)2 CaCO3+CO2+H2O====Ca(HCO3)2 2NaOH+CO2(少量)====Na2CO3+H2O NaOH+CO2(過(guò)量)====NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2====2NaHCO3 Na2CO3+2HCl====H2O+CO2+2NaCl NaHCO3+HCl====H2O+CO2+NaCl Na2CO3+Ca(OH)2====2NaOH+CaCO3↓ Na2CO3+CaCl2====CaCO3↓+2NaCl NaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O 2NaHCO3+Ca(OH)2(少量)====Na2CO3+CaCO3↓+H2O NaHCO3+Ca(OH)2(過(guò)量)====NaOH+CaCO3↓+H2O 2NaHCO3====Na2CO3+H2O+CO2 1、鈉在空氣中放置 4Na + O2 = 2 Na2O 2、鈉在空氣中點(diǎn)燃 2Na +O2 ===== Na2O2 3、鈉和硫反應 2Na + S =Na2S 4、鈉和水反應 2Na + 2H2O =2NaOH +H2↑ 5、鈉和硫酸銅溶液反應 2Na + CuSO4 + 2H2O = Cu(OH)2 ↓+Na2SO4 +H2 ↑ 6、鈉和乙醇反應 2Na + 2CH3CH2OH = 2CH3CH2ONa +H2↑ 7、氧化鈉和水反應 Na2O + H2O = 2NaOH 8、氧化鈉和二氧化碳反應 Na2O + CO2 = Na2CO3 9、氧化鈉和鹽酸反應 Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O 10、過(guò)氧化鈉和水反應 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑ 11、過(guò)氧化鈉和二氧化碳反應 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 12、過(guò)氧化鈉和鹽酸反應 2Na2O2 + 4HCl = 4NaCl + 2H2O + O2↑ 13、碳酸氫鈉受熱分解 2NaHCO3 △ Na2CO3 + CO2↑+ H2O 14、碳酸鈉和鹽酸反應 Na2CO3 +2HCl = 2NaCl + CO2↑ +H2O Na2CO3 +HCl = NaCl + NaHCO3 15、碳酸氫鈉和鹽酸反應NaHCO3 +HCl = NaCl + CO2↑ +H2O 16、碳酸鈉和氫氧化鈣反應Na2CO3 +Ca(OH)2 = CaCO3 ↓+ 2NaOH 17、碳酸氫鈉和氫氧化鈉反應 NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O 18、碳酸氫鈉和氫氧化鈣反應 2NaHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ Na2CO3 + 2H2O NaHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ NaOH + H2O。
物理性質(zhì):鈉單質(zhì)很軟,可以用小刀切割。
切開(kāi)外皮后,可以看到鈉具有銀白色的金屬光澤,很快就會(huì )被氧化失去光澤。鈉是熱和電的良導體,鉀鈉合金(液態(tài))是原子堆導熱劑。
鈉的密度是0.97g/cm3,比水的密度小,比煤油密度大,鈉的熔點(diǎn)是97.81℃,沸點(diǎn)是882.9℃。鈉單質(zhì)還具有良好的延展性,硬度也低。
化學(xué)性質(zhì):鈉原子的最外層只有1個(gè)電子,很容易失去,所以有強還原性。因此,鈉的化學(xué)性質(zhì)非常活潑,在與其他物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應時(shí),作還原劑,都是由0價(jià)升為 1價(jià)。
金屬性強。其離子氧化性弱。
跟氧氣的反應 在常溫時(shí):4Na+O2=2Na2O (白色粉末) 在點(diǎn)燃時(shí):2Na+O2=△=Na2O2 (淡黃色粉末) ★鈉在空氣中點(diǎn)燃時(shí),迅速熔化為一個(gè)閃亮的小球,發(fā)出黃色火焰,生成過(guò)氧化鈉(Na2O2)和少量超氧化鈉(Na2O4)。過(guò)氧化鈉比氧化鈉穩定,氧化鈉可以和氧氣化合成為過(guò)氧化鈉,化學(xué)方程式為:2Na2O O2=2Na2O22.鈉能跟鹵素、硫、磷、氫等非金屬直接發(fā)生反應,生成相應的化合物(以下反應常溫下均反應),如2Na Cl2=2NaCl (放出大量熱,生成大量白煙)2Na+S=Na2S(硫化鈉)(鈉與硫研磨會(huì )發(fā)生爆炸)2Na Br2=2NaBr(溴化鈉)(溴化鈉可以用作鎮靜劑) 跟水的反應 在燒杯中加一些水,滴入幾滴酚酞溶液,然后把一小塊鈉放入水中。
為了安全應在燒杯上加蓋玻璃片。觀(guān)察到的現象及由現象得出的結論有:1、鈉浮在水面上(鈉的密度比水小) 2、鈉熔成一個(gè)閃亮的小球(鈉與水反應放出熱量,鈉的熔點(diǎn)低)3、鈉在水面上四處游動(dòng)(有氣體生成)4、發(fā)出嘶嘶的響聲(生成了氣體,反應劇烈)5、事先滴有酚酞試液的水變紅(有堿生成) 反應方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ ★鈉由于此反應劇烈,能引起氫氣燃燒,所以鈉失火不能用水撲救,必須用干燥沙土來(lái)滅火。
鈉具有很強的還原性,可以從一些熔融的金屬鹵化物中把金屬置換出來(lái)。由于鈉極易與水反應,所以不能用鈉把居于金屬活動(dòng)性順序鈉之后的金屬從其鹽溶液中置換出來(lái)。
與酸溶液反應 鈉與水反應本質(zhì)是和水中氫離子的反應,所以鈉與鹽酸反應,不是先和水反應 鈉與酸溶液的反應涉及到鈉的量,如果鈉少量,只能與酸反應,如鈉與鹽酸的反應:2Na 2HCl=2NaCl H2↑ 如果鈉過(guò)量,則優(yōu)先與酸反應,然后再與酸溶液中的水反應,方程式見(jiàn)3 與鹽反應 (1)與鹽溶液反應 將鈉投入鹽溶液中,鈉先會(huì )和溶液中的水反應,生成的氫氧化鈉如果能與鹽反應則繼續反應。如將鈉投入硫酸銅溶液中:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2NaOH CuSO4=Na2SO4 Cu(OH)2↓ (2)與熔融鹽反應 這類(lèi)反應多數為置換反應,常見(jiàn)于金屬冶煉工業(yè)中,如4Na TiCl4==熔融==4NaCl Ti(條件為高溫且需要氬氣做保護氣) Na KCl=K NaCl(條件為高溫) ★鈉與熔融鹽反應不能證明金屬活動(dòng)性的強弱 與有機物反應 鈉還能與某些有機物反應,如鈉與乙醇反應:2Na 2C2H5OH→2CH3CH2ONa H2↑(生成物為氫氣和乙醇鈉) 有關(guān)化學(xué)方程式 ⑴與非金屬單質(zhì): 2Na+H2=高溫=2NaH4Na+O2=2Na2O (白色固體)2Na+O2=點(diǎn)燃=Na2O2 (淡黃色粉末) ⑵與金屬單質(zhì)反應4Na 9Pb=加熱=Na4Pb9 Na Tl=加熱=NaTl ⑶與水: 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ ⑷與酸: 2Na 2HCl=2NaCl H2↑ ⑸與堿; 不反應(與堿溶液反應) ⑹與鹽; ①4Na TiCl4=高溫=4NaCl Ti6Na 2NaNo2=高溫=N2↑ 4Na2O Na KCl=高溫=K↑ NaCl ②2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2NaOH CuSO4=Na2SO4 Cu(OH)2↓ 或2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ NH4Cl NaOH=NaCl NH3↑+H2O ⑺與氧化物: 4Na CO2=點(diǎn)燃=2Na2O C↓ 鈉的制取與保存 制取 通過(guò)電解熔融的氯化鈉(食鹽)或熔融氫氧化鈉制得。
反應方程式:熔融狀態(tài)下,2NaCl(電解)=2Na Cl2↑ (當斯法)2NaOH(電解)=2Na O2↑ H2↑ (卡斯納法) 保存 鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑,所以它在自然界里不能以游離態(tài)存在,因此,在實(shí)驗室中通常將鈉保存在煤油或石蠟油里。(原因:ρ Na>ρ煤油且Na與煤油不發(fā)生化學(xué)反應)。
鈉及其化合物的性質(zhì): 1. 鈉在空氣中緩慢氧化:4Na+O2==2Na2O 2. 鈉在空氣中燃燒:2Na+O2點(diǎn)燃====Na2O2 3. 鈉與水反應:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 現象:①鈉浮在水面上;②熔化為銀白色小球;③在水面上四處游動(dòng);④伴有嗞嗞響聲;⑤滴有酚酞的水變紅色。
4. 過(guò)氧化鈉與水反應:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 5. 過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 6. 碳酸氫鈉受熱分解:2NaHCO3△==Na2CO3+H2O+CO2↑ 7. 氫氧化鈉與碳酸氫鈉反應:NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O 8. 在碳酸鈉溶液中通入二氧化碳:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 鐵及其化合物性質(zhì) 1. Fe2+及Fe3+離子的檢驗: ① Fe2+的檢驗:(淺綠色溶液) a) 加氫氧化鈉溶液,產(chǎn)生白色沉淀,繼而變灰綠色,最后變紅褐色。 b) 加KSCN溶液,不顯紅色,再滴加氯水,溶液顯紅色。
② Fe3+的檢驗:(黃色溶液) a) 加氫氧化鈉溶液,產(chǎn)生紅褐色沉淀。 b) 加KSCN溶液,溶液顯紅色。
2. 主要反應的化學(xué)方程式: ① 鐵與鹽酸的反應:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ ② 鐵與硫酸銅反應(濕法煉銅):Fe+CuSO4=FeSO4+Cu ③ 在氯化亞鐵溶液中滴加氯水:(除去氯化鐵中的氯化亞鐵雜質(zhì))3FeCl2+Cl2=2FeCl3 ④ 氫氧化亞鐵在空氣中變質(zhì):4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 ⑤ 在氯化鐵溶液中加入鐵粉:2FeCl3+Fe=3FeCl2 ⑥ 銅與氯化鐵反應(用氯化鐵腐蝕銅電路板):2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 ⑦ 少量鋅與氯化鐵反應:Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ⑧ 足量鋅與氯化鐵反應:3Zn+2FeCl3=2Fe+3ZnCl2 鋁及其化合物的性質(zhì) 1. 鋁與鹽酸的反應:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 2. 鋁與強堿的反應:2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑ 3. 鋁在空氣中氧化:4Al+3O2==2Al2O3 4. 氧化鋁與酸反應:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O 5. 氧化鋁與強堿反應:Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4] 6. 氫氧化鋁與強酸反應:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O 7. 氫氧化鋁與強堿反應:Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4] 8. 實(shí)驗室制取氫氧化鋁沉淀:Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ 鈉及其化合物的性質(zhì): 1. 鈉在空氣中緩慢氧化:4Na+O2==2Na2O 2. 鈉在空氣中燃燒:2Na+O2點(diǎn)燃====Na2O2 3. 鈉與水反應:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 現象:①鈉浮在水面上;②熔化為銀白色小球;③在水面上四處游動(dòng);④伴有嗞嗞響聲;⑤滴有酚酞的水變紅色。 4. 過(guò)氧化鈉與水反應:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 5. 過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 6. 碳酸氫鈉受熱分解:2NaHCO3△==Na2CO3+H2O+CO2↑ 7. 氫氧化鈉與碳酸氫鈉反應:NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O 8. 在碳酸鈉溶液中通入二氧化碳:Na2CO3+CO2+H2O=2NaH 鐵及其化合物性質(zhì) 1. Fe2+及Fe3+離子的檢驗: ① Fe2+的檢驗:(淺綠色溶液) a) 加氫氧化鈉溶液,產(chǎn)生白色沉淀,繼而變灰綠色,最后變紅褐色。
b) 加KSCN溶液,不顯紅色,再滴加氯水,溶液顯紅色。 ② Fe3+的檢驗:(黃色溶液) a) 加氫氧化鈉溶液,產(chǎn)生紅褐色沉淀。
b) 加KSCN溶液,溶液顯紅色。 2. 主要反應的化學(xué)方程式: ① 鐵與鹽酸的反應:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ ② 鐵與硫酸銅反應(濕法煉銅):Fe+CuSO4=FeSO4+Cu ③ 在氯化亞鐵溶液中滴加氯水:(除去氯化鐵中的氯化亞鐵雜質(zhì))3FeCl2+Cl2=2FeCl3 ④ 氫氧化亞鐵在空氣中變質(zhì):4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 ⑤ 在氯化鐵溶液中加入鐵粉:2FeCl3+Fe=3FeCl2 ⑥ 銅與氯化鐵反應(用氯化鐵腐蝕銅電路板):2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 ⑦ 少量鋅與氯化鐵反應:Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ⑧ 足量鋅與氯化鐵反應:3Zn+2FeCl3=2Fe+3ZnCl2。
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