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钠:修订间差异

来自高中笔记
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第16行: 第16行:


== 化学性质 ==
== 化学性质 ==
电子排列顺序为:(+11))2 )8 )1
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>\mathrm{Na^+}</math>:(+11))2 )8
容易失去一个电子形成相对稳定结构 <math>\mathrm{Na^+}</math>:(+11))2 )8


=== 钠与其它物质反应 ===
==== 钠与水反应 ====
<math>\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>\mathrm{H^+}</math> 反应) ====
钠会先与酸反应,如果过量,再与水反应。
<math>\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 <chem>Na</chem> 和 <chem>CuSO4</chem> 溶液反应:
# <math>\mathrm{2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2 \uparrow}</math>
# <math>\mathrm{2NaOH + CuSO_4 = Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4 + H_2 \uparrow}</math>
* 总反应:<math>\mathrm{2Na + 2H_2O + CuSO_4 = Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4 + H_2 \uparrow}</math>
== 制取、保存和用途 ==
# 制取:<math>\mathrm{2NaCl \text{(熔融)} \overset{通电}{=} 2Na + Cl_2 \uparrow}</math>
# 保存:密封保存在煤油或石蜡油中;
# 用途:
## 钠钾合金(液态)可用于原子反应堆;
## 用作电光源;
## 冶炼某些金属等。
== 钠的化合物 ==
== 钠的化合物 ==
 
=== 氧化纳和过氧化钠 ===
=== 氧化纳 ===
==== 氧化纳 ====


钠在空气中与氧气反应生成'''氧化纳''':
钠在空气中与氧气反应生成'''氧化纳''':
第31行: 第71行:


* 颜色:白色。
* 颜色:白色。
* 用途:制氢氧化钠
===== 与其它物质反应 =====
# 与水反应 <math>\mathrm{Na_2O + H_2O = 2NaOH}</math>
# 与二氧化碳反应 <math>\mathrm{Na_2O + CO_2 = Na_2CO_3}</math>
# 与二氧化硫反应 <math>\mathrm{Na_2O + SO_2 = Na_2SO_3}</math>
# 与盐酸反应 <math>\mathrm{Na_2O + 2HCl = 2NaCl + H_2O}</math>


=== 过氧化钠 ===
==== 过氧化钠 ====


钠在'''加热'''条件下和氧气反应生成'''过氧化钠''':
钠在'''加热'''条件下和氧气反应生成'''过氧化钠''':


<math>\mathrm{4Na + O_2 \overset{\Delta}{=} Na_2O_2}</math>
<math>\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>\mathrm{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>\mathrm{Na_2O_2}</math>。


* 颜色:淡黄色。
* 颜色:淡黄色。
* 用途:强氧化剂、供氧剂、漂白剂


过氧化钠与水反应生成'''氢氧化钠'''和'''氧气''':
===== 与其它物质反应 =====
 
# 与水反应 <math>\mathrm{2Na_2O_2 + 2H_2O = 4NaOH + O_2 \uparrow}</math>
<math>\mathrm{2Na_2O_2 + 2H_2O = 4NaOH + O_2 \uparrow}</math>
# 与二氧化碳反应 <math>\mathrm{2Na_2O_2 + 2CO_2 = 2Na_2CO_3 + O_2 \uparrow}</math>
 
# 与二氧化硫反应 <math>\mathrm{Na_2O_2 + SO_2 = Na_2SO_4}</math>
过氧化钠与二氧化碳反应生成'''碳酸钠'''和'''氧气''':
# 与盐酸反应 <math>\mathrm{2Na_2O_2 + 4HCl = 4NaCl + 2H_2O + O_2 \uparrow}</math>
 
* 以上均为放热反应。
<math>\mathrm{2Na_2O_2 + 2CO_2 = 2Na_2CO_3 + O_2}</math>


* 此反应为放热反应;
<big>'''二者转化:'''<math>\mathrm{2Na_2O + O_2 \overset{\Delta}{=} 2Na_2O_2}</math></big>
* 根据此反应,过氧化钠可以制作氧气面罩。


=== 碳酸钠和碳酸氢钠 ===
=== 碳酸钠和碳酸氢钠 ===
第63行: 第109行:
* 细小的白色晶体。
* 细小的白色晶体。
* 很不稳定,受热容易发生分解:
* 很不稳定,受热容易发生分解:
<math>\mathrm{2NaHCO_3 \overset{\Delta}{=} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2 \uparrow}</math>
碳酸氢钠反应生成碳酸钠(固体状态):<math>\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。
* 可以利用加热的方法来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠。
* 溶解性:<math>\mathrm{Na_2CO_3 > NaHCO_3}</math>
* 溶解性:<math>\mathrm{Na_2CO_3 > NaHCO_3}</math>
* 等浓度溶液碱性:<math>\mathrm{Na_2CO_3 > NaHCO_3}</math>
* 等浓度溶液碱性:<math>\mathrm{Na_2CO_3 > NaHCO_3}</math>
* 与等浓度盐酸反应:<math>\mathrm{Na_2CO_3 < NaHCO_3}</math>
* 与等浓度盐酸反应剧烈程度:<math>\mathrm{Na_2CO_3 < NaHCO_3}</math>
* 热稳定性:<math>\mathrm{Na_2CO_3 > NaHCO_3}</math>
* 热稳定性:<math>\mathrm{Na_2CO_3 > NaHCO_3}</math>


<math>\mathrm{Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O = 2NaHCO_3}</math>
碳酸钠反应生成碳酸氢钠(溶液中):<math>\mathrm{Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O = 2NaHCO_3}</math>
* 离子方程式为:<math>\mathrm{CO_3^{2-} + CO_2 + H_2O = 2HCO_3^-}</math>


<math>\mathrm{CO_3^{2-} + CO_2 + H_2O = 2HCO_3^-}</math>
==== 鉴别方法 ====


== 钠与其它物质反应 ==
* 利用热稳定性的不同
=== 钠与水反应 ===
加热固体,产生能使澄清石灰水变浑浊气体的是<chem>NaHCO3</chem>,没有明显变化的是<chem>Na_2CO_3</chem>。
<math>\mathrm{2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2 \uparrow}</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 <chem>NaHCO3</chem>,开始不产生气泡的是 <chem>Na2CO3</chem>
* 利用两溶液的酸碱性不同
将 <chem>Na2CO3</chem> 和 <chem>NaHCO3</chem> 配成相同浓度的溶液,测定二者的 pH 值,pH 值较大的是 <chem>Na2CO3</chem>,pH 值较小的是 <chem>NaHCO3</chem>,或滴加无色酚酞,红色深的是 <chem>Na2CO3</chem>,浅的是<chem>NaHCO3</chem>


反应现象:
==== 除杂方法(提纯) ====
{| class="wikitable"
|+<chem>Na2CO3</chem> 与 <chem>NaHCO3</chem> 的提纯
|混合物(括号内为杂质)
|除杂方法及试剂
|-
|<chem>Na2CO3</chem> 固体 (<chem>NaHCO3</chem>)
|加热
|-
|<chem>NaHCO3</chem> 溶液 (<chem>Na2CO3</chem>)
|通入足量 <chem>CO2</chem> 气体
|-
|<chem>Na2CO3</chem> 溶液 (<chem>NaHCO3</chem>)
|加入适量 <chem>NaOH</chem> 溶液
|}


* '''浮'''在水面上;
{| class="wikitable"
** 钠的密度比水小。
|+对比 <math>\mathrm{Na_2CO_3}</math> 和 <math>\mathrm{NaHCO_3}</math>
* '''熔'''化成一个小球(放热反应);
|
** 钠的熔点低。
|碳酸钠
* 四处'''游'''动;
|碳酸氢钠
** 有气体(氢气)生成。
|-
* 发出嘶嘶的'''响'''声;
|俗名
** 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。
|纯碱、苏打
* 溶液变'''红'''.
|小苏打
** 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
|-
|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>\mathrm{Na_2CO_3 + 2HCl = 2NaCl + CO_2 \uparrow + H_2O}</math>
|<math>\mathrm{NaHCO_3 + HCl = NaCl + CO_2 \uparrow + H_2O}</math>
|-
|与 <math>\mathrm{NaOH}</math> 反应
| -
|<math>\mathrm{NaOH + NaHCO_3 = Na_2CO_3 + H_2O}</math>
|-
|与 <math>\mathrm{Ca(OH)_2}</math> 溶液反应
|<math>\mathrm{Na_2CO_3 + Ca(OH)_2 = CaCO_3 \downarrow + 2NaOH}</math>
|
# 少量 <chem>NaHCO3</chem> 时:<math>\mathrm{NaHCO_3 + Ca(OH)_2 = CaCO_3 \downarrow + NaOH + H_2O}</math>
# 过量 <chem>NaHCO3</chem> 时:<math>\mathrm{2NaHCO_3 + Ca(OH)_2 = CaCO_3 \downarrow + Na_2CO_3 + 2H_2O}</math>
|-
|与 <chem>CaCl2</chem> 反应
|<math>\mathrm{Na_2CO_3 + CaCl_2 = CaCO_3 \downarrow + 2NaCl}</math>
| -
|}


总结出一句话:'''浮 熔 游 响 红'''。
[[分类:元素化学]][[分类:典范笔记]]
 
=== 钠与盐酸、稀硫酸等反应(实质与 <math>\mathrm{H^+}</math> 反应) ===
钠会先与酸反应,如果过量,再与水反应。
 
<math>\mathrm{2Na + 2H^+ = 2Na^+ + H_2 \uparrow}</math> (钠过量时与水反应)