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第1节 钠及其化合物
第二章 海水中的重要元素—钠和氯
（1）活泼的金属单质--钠
英国化学家戴维坚持不懈地从事于利用电池分解各种物质的实验研究。1807年发现了金属钾，几天之后，他又从电解碳酸钠中获得了金属钠。
（汉弗里·戴维 1778-1829）
一、金属钠的性质
1、钠的物理性质
1.颜色 状态：
银白色固体 有金属光泽
2.密度：
比煤油大ρ=0.97g/cm3 比水小
3.硬度：
较软（可用刀切开）
4.熔点 沸点：
97.8°C 882.9°C 较低
5.导电 导热性：
良好 (金属的通性)
(1)钠与氧气的反应
现象：
切开的光亮的金属断面很快地变暗。
原因：
4Na + O2 = 2Na2O （常温下）
结论：
常温下易与空气中的氧气反应
2、金属钠的化学性质
除氧气外，在加热条件下金属钠还可与氯气、硫发生反应
特殊的氧化物——过氧化钠：Na2O2
+1 -1
（2）钠与氧气加热后反应
实验·探究
现象：
化学方程式：
钠受热融化成闪亮小球，与氧气剧烈反应，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体。
2Na + O2 = Na2O2
淡黄色固体
1、用镊子取一小块钠置于滤纸上，吸干表面的煤油，用小刀切绿豆大的一粒，其余放回原瓶。
2、在烧杯中加一半水，滴入1-2滴酚酞试剂，并将切下的钠粒投入烧杯中，盖上玻片，观察实验现象。
实验·探究
(3)钠与水反应
现象
解释
浮
熔
游
红
响
密度(钠) ＜ 密度（水）
反应放热、钠的熔点低
气体推动小球迅速移动
产物呈碱性
反应剧烈、有气体生成
现象: 产生轻微的爆鸣声
如何检验金属钠与水反应生成的气体是H2
氢气
结论：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
2Na + 2H2O ＝ 2Na+ + 2OH- + H2↑(离子方程式）
氧化还原反应/置换反应。
思考讨论
（1）将金属钠投入到水和煤油的分层混合液中，有什么实验现象？
密度：水>钠>煤油。故钠会沉到水和煤油的分界线，反应放氢气使钠球往上弹，然后又掉下来，再弹。如此反复直到反应完。
（2）钠为什么保存在煤油中？能否保存在汽油或CCl4中？
保存钠时要隔绝空气和水，且钠的密度比煤油大，和煤油不反应，所以钠保存在煤油中。
钠的密度比汽油大比CCl4小，所以可以保存在汽油里，不能保存在CCl4里。
（3）金属钠着火，能否用水灭？为什么？应该如何处理？
不能用水灭火，因为钠和水反应生成氢气，遇明火会发生爆炸。应用沙土盖灭或用四氯化碳灭火。
银白色金属钠
（Na）
表面变暗
（生成Na2O）
出现白色固体
（生成NaOH）
表面变成溶液 (NaOH潮解)
白色粉末状物质
（生成Na2CO3）
白色块状物
（生成Na2CO3·10H2O）
O2
风化
CO2
H2O
H2O
（4) Na长时间暴露空气，最后生成什么物质？
①
⑤
④
③
②
（4）钠与酸碱盐的水溶液反应
（1）钠与酸反应
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑
钠与酸反应时，若酸过量则钠只与酸反应;若酸不足量则钠先与酸反应再与水反应 规律：“先酸后水”
2Na + 2H+ = 2Na++ H2 ↑
（2）钠与碱溶液反应
钠与碱溶液的反应实质是与水反应
eg: 饱和Ca(OH)2中加入金属钠
（3）钠与盐溶液反应
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓+ Na2SO4
总反应：2Na + 2H2O +CuSO4=Cu(OH)2 +Na2SO4 + H2↑
① 与硫酸铜溶液
②若盐溶液中的溶质不与NaOH反应，则反应实质为钠与水的反应。
规律：“先水后盐”
钠与溶液反应的思维模型
溶液
加入钠
钠先与H2O反应
H2O减少
对溶剂质量的影响
生成NaOH
与原溶质是否反应
生成H2
对溶液质量的影响
放热
对实验环境的影响或是对原溶质溶解度的影响
电光源
（高压钠灯）
金属钠
导热剂 （与钾形成液体合金）
制金属钛等
制过氧化钠等
Na、K合金为液体,兼具金属固体的导热性与液体的对流导热性
黄光射程远,透雾力强
Na的强给电子能力（还原性）
Na的强给电子能力
二、用途
钛，比强度位于全金属之首。
锆，钢铁维生素，提高其强度
第1节 钠及其化合物
第二章 海水中的重要元素—钠和氯
（2）含钠化合物
一、氧化钠和过氧化钠
1.过氧化钠 Na2O2 2Na + O2 = Na2O2
（1）物理性质：淡黄色固体
把水滴入盛有少量过氧化钠固体的试管中，立即把带火星的木条放在试管口，用手轻轻摸一摸试管外壁，然后向反应后的溶液中滴入酚酞试液.
实验步骤
过氧化钠和水反应的实验
①有气泡，带火星的木条复燃
②试管壁温度升高
③滴入酚酞后溶液变红后褪色
①Na2O2与水反应产生O2
②放出热量
③同时有碱性物质生成
Na2O2
H2O
实验现象
实验结论
（2）化学性质
①与水反应
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
Na2O2既是氧化剂又是还原剂
离子方程式：2Na2O2+2H2O=4Na+ + 4OH- +O2↑
② 与CO2的反应
2Na2O2+2CO2 = 2 Na2CO3+O2
③与酸反应
2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2↑+ 2H2O
可看作：先和水反应，NaOH再和酸反应
Na2O2不是碱性氧化物
例：将Na2O2和过量的NaHCO3（受热分解为Na2CO3 、CO2 、H2O）在密闭容器中混合充分加热后，最终残留固体物质是（ ）
A．Na2CO3　 　　　　　　 B．NaOH和Na2O2
C．Na2O2和Na2CO3 　　　　 D．NaOH和Na2CO3
小结：密闭容器中一定量的Na2O2与一定量的CO2和 H2O(g)的混合物反应，可以看作先与CO2反应，CO2反应完全后在与H2O(g)反应。
例 由CO和H2组成的混合气体2.1g(平均相对分子质量为7.2)在足量的O2中充分燃烧后，立即通入足量的Na2O2固体中，固体质量增加（ ）
A. 2.1g B. 3.6g C. 7.2g D.无法确定
总结：凡分子组成符合(CO)n(H2)m 的物质或是由C、H、O组成的物质（其中C、O原子个数比1：1），a g该物质在氧气中完全燃烧，将其产物（ CO2和水蒸气）全部通入足量的过氧化钠固体，固体质量增加a g .
常见物质：①无机物：H2、CO及H2和CO的混合物
②有机物：CH3OH（甲醇）、 HCHO （甲醛）、CH3COOH（乙酸）、 C6H12O6（葡萄糖）
（3）用途：供氧剂、漂白剂
2、氧化钠 Na2O（碱性氧化物） 4Na + O2 = 2 Na2O
（1）物理性质：白色固体
（2）化学性质（碱性氧化物的通性）：
①与水反应：Na2O + H2O = 2 NaOH
③与酸反应： Na2O + 2HCl = 2 NaCl + H2O
②与CO2反应：Na2O + CO2 = Na2CO3
Na2O Na2O2
色态 白色固体 淡黄色固体
形成条件 常温下 加热或点燃
电离方程式 Na2O = 2Na+ + O2- Na2O2 = 2Na+ + O2-
阳：阴离子 2：1 2：1
属类 碱性氧化物 过氧化物
与H2O反应
与CO2反应
与HCl反应
漂白性 无 有(做漂白剂)
稳定性
Na2O+H2O=2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH + O2
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2
Na2O+CO2=Na2CO 3
2Na2O2 + 4HCl = 4NaCl + 2H2O + O2
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
Na2O < Na2O2
3、Na2O与Na2O2性质对比
2
二、碳酸钠和碳酸氢钠
碳酸钠和碳酸氢钠
碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3
颜色、状态
俗 名
溶解性 都易溶于水，溶解度S（Na2CO3）＞S（NaHCO3）
白色粉末
白色晶体
NaHCO3
纯碱、苏打
小苏打
说明：
① 通常碳酸盐的溶解度 < 碳酸氢盐
对于碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵的溶解度 > 对应的碳酸氢盐
②碳酸钠、碳酸氢钠水溶液均呈碱性，碳酸钠碱性 > 碳酸氢钠
Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
Na2CO3 NaHCO3
操作和现象 取等量的碳酸钠和碳酸氢钠（约1g）分别置于两支试管，同时加热，烧杯A和烧杯B的现象。
现象：　　　　　　　　　　　　　　　
装置
结论
烧杯A无变化，烧杯B中溶液变浑浊
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
△
实验探究
Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸的反应
Na2CO3 NaHCO3
现象
化学方程式
结论
NaHCO3反应更剧烈，产生的气体多。
Na2CO3+2HCl =2NaCl+H2O +CO2↑
HCO3- + H+ = H2O + CO2 ↑
CO32- + 2H+ = H2O + CO2↑
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，
碳酸氢钠与酸反应比碳酸钠更剧烈。
实验探究
鉴别Na2CO3和NaHCO3
利用与盐酸反应的快慢
这两个过程中（图像问题）所发生的反应方程式为：
Na2CO3 Na2CO3+HCl====NaHCO3+NaCl
CO32- +H+ ====HCO3-
NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2↑
HCO3- +H+ ====H2O+CO2↑
NaHCO3 NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2↑
HCO3- +H+ ====H2O+CO2↑
4.与Ca(OH)2反应
Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2Na(OH) + CaCO3
(1) Na2CO3和Ca(OH)2反应：
(2)NaHCO3和Ca(OH)2反应：
NaHCO3足量:2NaHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 +Na2CO3 + 2H2O
Ca(OH)2足量:NaHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + NaOH + H2O
说明：碳酸钠与钙和钡的碱反应，碳酸氢钠可以和可溶性碱反应。
5、与盐反应
Na2CO3与CaCl2: CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl
注：碳酸钠与可溶性钙盐钡盐反应，碳酸氢钠不反应
碳酸钠和碳酸氢钠的相互转化
1、2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2
△
3、Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3
2、NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O
固体
溶液
溶液
拓展：弱酸正盐 + 对应酸 = 酸式盐
除杂问题
混合物（括号内为杂质） 除杂方法及试剂
Na2CO3固体（NaHCO3 ） 加热至恒重
Na2CO3溶液（NaHCO3 ）
加入适量的NaOH溶液
NaHCO3溶液（Na2CO3） 通入足量的CO2气体
碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别
（1）利用热稳定性不同
固体
加热
无明显现象的是碳酸钠
放出无色无味使澄清石灰水变浑浊的气体是碳酸氢钠
（2）利用和BaCl2(或CaCl2)溶液反应现象不同
溶液
产生白色沉淀的是碳酸钠
不产生沉淀的是碳酸氢钠
BaCl2溶液
（3）利用和酸反应生成气体的速率不同（相同条件下）
固体或溶液
盐酸
反应速率
滴加盐酸
产生气泡速率快的是碳酸氢钠
产生气泡速率慢的是碳酸钠
立即产生气泡的是碳酸氢钠
开始不产生气泡的是碳酸钠
（4）利用同浓度溶液酸碱性不同
溶液
PH大的是碳酸钠
PH小的是碳酸氢钠
碳酸钠与碳酸氢钠的用途
制钠的化合物
制肥皂
用纺织业
制玻璃
造纸
制药
(2)侯氏制碱法(又称联合制碱法)
侯氏制碱法——世界制碱业的权威
1. 侯氏制碱法的主要原料
2. 侯氏制碱法的流程
饱和食盐水、CO2、NH3
NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl
优点：产物无污染，原料利用率高，工艺简单，
副产物可以用作化肥
三、焰色反应：
某些金属或它们的化合物在灼烧时会使火焰呈现出特殊的颜色这在化学上叫做焰色反应
焰色反应是金属元素（可以是金属原子也可以是金属离子）自身具有的性质，是物理变化。
一些金属及化合物的焰色反应
Li
Na
Ｋ
Ca
Sr
Ba
Cu
黄色
紫色
砖红色
洋红色
绿色
紫红色
黄绿色
实验步骤：
洗
烧
蘸
烧
洗
烧
将铂丝（或光洁无锈的铁丝）用盐酸洗净
将洗净的铂丝（或铁丝）在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同
蘸取试样
在外焰上灼烧，并观察火焰颜色
用盐酸洗净铂丝（或铁丝）
在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同
注意事项：
（1）焰色试验所用的火焰本身的颜色要浅，否则会影响实验现象的观察，最好使用煤气灯，若用酒精灯则要用外焰。
（2）蘸取待测物的金属丝最好用铂丝，也可用无锈铁丝，每次使用时必须灼烧至与火焰颜色相同，避免干扰实验。
（3）金属丝使用前要用稀盐酸洗净，然后在火焰上灼烧，因为金属氯化物灼烧时易挥发，不能使用硫酸。
（4）观察钾的焰色时，要透过蓝色钴玻璃，蓝色钴玻璃可以滤去黄色的光。
应用：
（1）检验金属元素的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液。
（2）利用焰色试验制烟花。

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