钠

钠，符号 [math]\ce{ Na }[/math]。

钠要保存在石蜡油或煤油中，隔绝空气。

钠的性质非常活泼，能与水发生剧烈反应，放出热量，反应后的溶液显碱性。

[math]\displaystyle{ \mathrm{2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2} \uparrow }[/math]

• 离子方程式为：[math]\displaystyle{ \mathrm{2Na + 2H_2O = 2Na^+ + 2OH^- + H_2 \uparrow} }[/math]

物理性质

• 颜色：银白色，有金属光泽；
• 密度：比水的密度小；
• 熔点：较低；
• 硬度：质地很软，能用小刀切割。

化学性质

原子结构示意图为：（+11）)2 )8 )1

容易失去一个电子形成相对稳定结构 [math]\displaystyle{ \mathrm{Na^+} }[/math]：（+11）)2 )8

钠与其它物质反应

钠与水反应

[math]\displaystyle{ \mathrm{2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2 \uparrow} }[/math]

反应现象：

• 浮在水面上；
  • 钠的密度比水小。
• 熔化成一个小球（放热反应）；
  • 钠的熔点低。
• 四处游动；
  • 有气体（氢气）生成。
• 发出嘶嘶的响声；
  • 反应产生大量氢气，裹有氢气的水泡在出水的一刻炸裂，形成尖锐的爆鸣声。
• 溶液变红.
  • 钠和水反应生成碱性物质（氢氧化钠），滴加无色酚酞溶液后显红色

总结出一句话：浮 熔 游 响 红。

钠与盐酸、稀硫酸等反应（实质与 [math]\displaystyle{ \mathrm{H^+} }[/math] 反应）

钠会先与酸反应，如果过量，再与水反应。

[math]\displaystyle{ \mathrm{2Na + 2H^+ = 2Na^+ + H_2 \uparrow} }[/math] （钠过量时与水反应）

钠与盐溶液反应

一般考虑钠先与水反应，生成氢氧化钠后再与盐发生复分解反应。

例如 [math]\ce{ Na }[/math] 和 [math]\ce{ CuSO4 }[/math] 溶液反应：

1. [math]\displaystyle{ \mathrm{2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2 \uparrow} }[/math]
2. [math]\displaystyle{ \mathrm{2NaOH + CuSO_4 = Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4 + H_2 \uparrow} }[/math]

• 总反应：[math]\displaystyle{ \mathrm{2Na + 2H_2O + CuSO_4 = Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4 + H_2 \uparrow} }[/math]

制取、保存和用途

1. 制取：[math]\displaystyle{ \mathrm{2NaCl \text{(熔融)} \overset{通电}{=} 2Na + Cl_2 \uparrow} }[/math]
2. 保存：密封保存在煤油或石蜡油中；
3. 用途：
   1. 钠钾合金（液态）可用于原子反应堆；
   2. 用作电光源；
   3. 冶炼某些金属等。

钠的化合物

氧化纳和过氧化钠

氧化纳

钠在空气中与氧气反应生成氧化纳：

[math]\displaystyle{ \mathrm{4Na + O_2 = 2Na_2O} }[/math]

因此，在实验室中，钠要保存在石蜡油或煤油中，隔绝空气。

• 颜色：白色。
• 用途：制氢氧化钠

与其它物质反应

1. 与水反应 [math]\displaystyle{ \mathrm{Na_2O + H_2O = 2NaOH} }[/math]
2. 与二氧化碳反应 [math]\displaystyle{ \mathrm{Na_2O + CO_2 = Na_2CO_3} }[/math]
3. 与二氧化硫反应 [math]\displaystyle{ \mathrm{Na_2O + SO_2 = Na_2SO_3} }[/math]
4. 与盐酸反应 [math]\displaystyle{ \mathrm{Na_2O + 2HCl = 2NaCl + H_2O} }[/math]

过氧化钠

钠在加热条件下和氧气反应生成过氧化钠：

[math]\displaystyle{ \mathrm{2Na + O_2 \overset{\Delta}{=} Na_2O_2} }[/math]

钠受热后先熔化，然后与氧气发生剧烈反应，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体 [math]\displaystyle{ \mathrm{Na_2O_2} }[/math]。

• 颜色：淡黄色。
• 用途：强氧化剂、供氧剂、漂白剂

与其它物质反应

1. 与水反应 [math]\displaystyle{ \mathrm{2Na_2O_2 + 2H_2O = 4NaOH + O_2 \uparrow} }[/math]
2. 与二氧化碳反应 [math]\displaystyle{ \mathrm{2Na_2O_2 + 2CO_2 = 2Na_2CO_3 + O_2 \uparrow} }[/math]
3. 与二氧化硫反应 [math]\displaystyle{ \mathrm{Na_2O_2 + SO_2 = Na_2SO_4} }[/math]
4. 与盐酸反应 [math]\displaystyle{ \mathrm{2Na_2O_2 + 4HCl = 4NaCl + 2H_2O + O_2 \uparrow} }[/math]

• 以上均为放热反应。

二者转化：[math]\displaystyle{ \mathrm{2Na_2O + O_2 \overset{\Delta}{=} 2Na_2O_2} }[/math]

碳酸钠和碳酸氢钠

碳酸钠 [math]\displaystyle{ \mathrm{Na_2CO_3} }[/math]，俗称苏打。

• 白色粉末。
• 很稳定，受热不容易发生分解。

碳酸氢钠 [math]\displaystyle{ \mathrm{NaHCO_3} }[/math]，俗称小苏打。

• 细小的白色晶体。
• 很不稳定，受热容易发生分解：

碳酸氢钠反应生成碳酸钠（固体状态）：[math]\displaystyle{ \mathrm{2NaHCO_3 \overset{\Delta}{=} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2 \uparrow} }[/math]

• 可以利用加热的方法来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠。
• 溶解性：[math]\displaystyle{ \mathrm{Na_2CO_3 \gt NaHCO_3} }[/math]
• 等浓度溶液碱性：[math]\displaystyle{ \mathrm{Na_2CO_3 \gt NaHCO_3} }[/math]
• 与等浓度盐酸反应剧烈程度：[math]\displaystyle{ \mathrm{Na_2CO_3 \lt NaHCO_3} }[/math]
• 热稳定性：[math]\displaystyle{ \mathrm{Na_2CO_3 \gt NaHCO_3} }[/math]

碳酸钠反应生成碳酸氢钠（溶液中）：[math]\displaystyle{ \mathrm{Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O = 2NaHCO_3} }[/math]

• 离子方程式为：[math]\displaystyle{ \mathrm{CO_3^{2-} + CO_2 + H_2O = 2HCO_3^-} }[/math]

鉴别方法

• 利用热稳定性的不同

加热固体，产生能使澄清石灰水变浑浊气体的是[math]\ce{ NaHCO3 }[/math]，没有明显变化的是[math]\ce{ Na_2CO_3 }[/math]。

• 利用和酸反应时生成气体的速率不同（相同条件下）

滴加盐酸立即产生气泡的是 [math]\ce{ NaHCO3 }[/math]，开始不产生气泡的是 [math]\ce{ Na2CO3 }[/math]

• 利用两溶液的酸碱性不同

将 [math]\ce{ Na2CO3 }[/math] 和 [math]\ce{ NaHCO3 }[/math] 配成相同浓度的溶液，测定二者的 pH 值，pH 值较大的是 [math]\ce{ Na2CO3 }[/math]，pH 值较小的是 [math]\ce{ NaHCO3 }[/math]，或滴加无色酚酞，红色深的是 [math]\ce{ Na2CO3 }[/math]，浅的是[math]\ce{ NaHCO3 }[/math]。

除杂方法（提纯）

[math]\ce{ Na2CO3 }[/math] 与 [math]\ce{ NaHCO3 }[/math] 的提纯

混合物（括号内为杂质）	除杂方法及试剂
[math]\ce{ Na2CO3 }[/math] 固体 ([math]\ce{ NaHCO3 }[/math])	加热
[math]\ce{ NaHCO3 }[/math] 溶液 ([math]\ce{ Na2CO3 }[/math])	通入足量 [math]\ce{ CO2 }[/math] 气体
[math]\ce{ Na2CO3 }[/math] 溶液 ([math]\ce{ NaHCO3 }[/math])	加入适量 [math]\ce{ NaOH }[/math] 溶液

对比 [math]\displaystyle{ \mathrm{Na_2CO_3} }[/math] 和 [math]\displaystyle{ \mathrm{NaHCO_3} }[/math]

	碳酸钠	碳酸氢钠
俗名	纯碱、苏打	小苏打
色态	白色粉末	白色细小晶体
溶解性	易溶于水	能溶于水
热稳定性	稳定，受热难分解	不稳定，受热易分解
与足量盐酸反应	[math]\displaystyle{ \mathrm{Na_2CO_3 + 2HCl = 2NaCl + CO_2 \uparrow + H_2O} }[/math]	[math]\displaystyle{ \mathrm{NaHCO_3 + HCl = NaCl + CO_2 \uparrow + H_2O} }[/math]
与 [math]\displaystyle{ \mathrm{NaOH} }[/math] 反应	-	[math]\displaystyle{ \mathrm{NaOH + NaHCO_3 = Na_2CO_3 + H_2O} }[/math]
与 [math]\displaystyle{ \mathrm{Ca(OH)_2} }[/math] 溶液反应	[math]\displaystyle{ \mathrm{Na_2CO_3 + Ca(OH)_2 = CaCO_3 \downarrow + 2NaOH} }[/math]	少量 [math]\ce{ NaHCO3 }[/math] 时：[math]\displaystyle{ \mathrm{NaHCO_3 + Ca(OH)_2 = CaCO_3 \downarrow + NaOH + H_2O} }[/math] 过量 [math]\ce{ NaHCO3 }[/math] 时：[math]\displaystyle{ \mathrm{2NaHCO_3 + Ca(OH)_2 = CaCO_3 \downarrow + Na_2CO_3 + 2H_2O} }[/math]
与 [math]\ce{ CaCl2 }[/math] 反应	[math]\displaystyle{ \mathrm{Na_2CO_3 + CaCl_2 = CaCO_3 \downarrow + 2NaCl} }[/math]	-