金属钠及其化合物

1、金属钠及其化合物钠是一种金属元素，在周期表中位于第3周期、第IA族，是碱金属元素的代表，质地柔软，能与水反应生成氢氧化钠，放由氢气，化学性质较活泼。钠元素以盐的形式广泛的分布于陆地和海洋中，钠也是人体肌肉组织和神经组织中的重要成分之一。物理性质钠为银白色立方体结构金属，质软而轻可用小刀切割，密度比水小，为0.97g/cm3,熔点97.81C,沸点：882.9Co新切面有银白色光泽，在空气中氧化转变为暗灰色，具有抗腐蚀性。钠是热和电的良导体，具有较好的导磁性，钾钠合金（液态）是核反应堆导热剂。钠单质还具有良好的延展性，硬度也低，能够溶于汞和液态氨，溶于液氨形成蓝色溶液。在-20C时变硬。已发现的

2、钠的同位素共有22种，包括钠18至钠37,其中只有钠23是稳定的，其他同位素都带有放射性。储存方法浸放于液体石蜡、矿物油和苯系物中密封保存，大量通常储存在铁桶中充瀛气密封保存。金属钠不能保存在煤油中是因为与煤油中的有机酸等物质反应成有机酸钠等物质（呈黄色）附着在钠表面。当保存在石蜡油中时，空气中的氧气也会进入石蜡油，使金属钠的表面变灰，形成氧化物膜。在纯度要求不高的少量保存时可用煤油浸泡，如实验室保存。贮于阴凉干燥处，远离火种、热源。少量一般保存在液体石蜡中。与氧化剂、酸类、卤素分储分运。灭火：石墨粉、碳酸钠干粉、碳酸钙干粉。禁用水、卤代烧灭火。制备方法戴维是通过电解法首先制得的金属钠，随后几

3、十年内，工业上采用铁粉和高温氢氧化钠反应的方法制备金属钠，同时得到四氧化三铁和氢气。iWj温3Fe+4NaOH4Na+Fe3O4+2H2f电解氢氧化钠也得到金属钠，但是此方法使用较少。当前工业上普遍采用氯化钠-氯化钙熔盐电解法制金属钠。当斯法在食盐（即氯化钠）融熔液中加入氯化钙，油浴加热并电解，温度为500C,电压6V,通过电解在阴极生成金属钠，在阳极生成氯气。然后经过提纯成型，用液体石蜡进行包装。化学方程式：2NaCl=2Na+Cl2T卡斯纳法以氢氧化钠为原料，放入铁质容器，熔化温度320-330C,以银为阳极，铁为阴极，在电极之间设置银网隔膜，电解电压4-4.5V,阴极析由金属钠，并放生氧

4、气。再将制得的金属钠精制，用液体石蜡包装。化学方程式：4NaOH=4Na+2H2O+O2f（在此实验中由于熔融状态的钠的密度约为：0.968g/cm3,而熔融状态下的氢氧化钠的密度约为：2.130g/cm3,所以最终产生的熔融状态的钠单质会浮在熔融的氢氧化钠上，与空气中的氧气快速化合发生危险，所以要在稀有气体的保护下进行此实验，否则会发生危险！）化学性质钠的化学性质很活泼，常温和加热时分别与氧气化合，和水剧烈反应，量大时发生爆炸，和低元醇反应产生氢气，和电离能力很弱的液氨也能反应。(1)与氧气发生反应4Na+O2=2Na20(常温)2Na+02=Na202(加热或点燃)(2)与水发生反应2Na

5、+2H2O=2NaOH+H2f,iWj温2Na+H2ONa20+H2(3)与低元醇发生反应2Na+2ROH=2RONa+H21ROH表示低元醇)(4)与液氨发生反应2Na+2NH3(L)=2NaNH2+H2T(此反应中“2NH3(L)”表示液氨)钠原子的最外层只有1个电子，很容易失去，所以有强还原性。因此，钠的化学性质非常活泼，能够和大量无机物，绝大部分非金属单质反应和大部分有机物反应，在与其他物质发生氧化还原反应时，作还原剂，都是由0价升为+1价(由于ns1电子对)，通常以离子键和共价键形式结合。金属性强，其离子氧化性弱。钠的相对原子质量为22.989770。高中化学认为钠盐均溶于水，但实际

6、上醋酸铀酰锌钠、醋酸铀酰镁钠、醋酸铀酰镁钠、例酸钠、镶酸钠，钛酸钠皆不溶于水。焰色反应，也称作焰色测试及焰色试验，是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应。其原理是每种元素都有其个别的光谱。样本通常是粉或小块的形式。常见焰色反应元素符号元素名称焰色元素符号元素名称焰色As碑蓝B硼青绿Ba钢黄绿Ca钙砖红Cs葩浅紫Cu(I)铜（没卤素）浅蓝Cu(II)铜（II）（没卤素）祖母绿Cu(II)铜（II）（有卤素）蓝绿Fe(III)铁(III)无色In锢蓝K钾紫Li锂紫红Mn(II)镒黄绿Mo铝黄绿Na钠金黄P磷青绿Pb铅绿Rb锄浅紫Sb锦浅绿Se硒天蓝Sr锢洋红Te硫浅绿

7、Tl铭绿Zn锌蓝绿钠元素的常见化合物1、氧化钠Na2O氧化钠（化学式Na2O,相对分子质量61.98）,白色无定形片状或粉末。对湿敏感。相对密度2.27o不燃，具腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。对人体有强烈刺激性和腐蚀性。常见化学反应与氧气的反应2Na2O+O2=2Na2O2与水的反应，遇水起剧烈化合反应，形成氢氧化钠。Na2O+H2O=2NaOH与二氧化碳反应Na2O+CO2=Na2CO3与酸反应Na2O+2HCl=2NaCl+H2ONa2O+H2SO4=Na2SO4+H2ONa2O+2HNO3=2NaNO3+H2O在暗红炽热时熔融，到400c以上时分解成过氧化钠和金属钠。2Na2O=Na2

8、O2+2Na制备氧化钠4Na+O2=2Na2O2、过氧化钠Na2O2过氧化钠是钠在氧气或空气中燃烧的产物之一，纯品过氧化钠为白色，但一般见到的过氧化钠呈淡黄色，原因是反应过程中生成了少量超氧化钠。过氧化钠易潮解、有腐蚀性，应密封保存。过氧化钠具有强氧化性，可以用来漂白纺织类物品、麦杆、羽毛等。电子式：Na+|：0：O：Na+常见反应这里需要特别说明的是，无论NO还是NO2都可以被过氧化钠吸收，因此可用于吸收NO0Na2O2+2NO=2NaNO2Na2O2+2NO2=2NaNO3所以，所有中学习题中所谓的NO,NO2,CO2混合气体通过过氧化钠后残留NO或者NO2气体的描述为错误的过氧化钠不属于

9、碱性氧化物，属于过氧化物，可与二氧化碳（与干燥的二氧化碳不发生反应），酸反应，反应过程中均有氧气放生，化学方程式分别为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2过氧化钠和水的反应首先产生过氧化氢，碱性过氧化氢不稳定，会分解Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O22H2O2=2H2O+O2T,反应放热总反应化学方程式：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2f与次高价气态非金属氧化物能发生氧化还原反应，生成盐，但不放由氧气，直接化合如：Na2O2+CO=Na2CO3Na2O2+SO2=Na2SO4与最高价气态非金属氧化物能发生氧化还原反应，生成盐，放生氧气，例：2Na2O2+2CO2=2N

10、a2CO3+O22Na2O2+2SO3=2Na2SO4+O2过氧化钠和二氧化硫反应生成亚硫酸钠和氧气，亚硫酸钠和氧气反应生成硫酸钠反应方程式：2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O22Na2SO3+O2=2Na2SO4所以Na2O2+SO2=Na2SO4另外，过氧化钠可以将铁单质氧化成含FeO4的铁酸盐，还可以在一般条件下将有机物氧化成乙醇和碳酸盐。也可以与硫化物和氯化物发生剧烈反应。过氧化钠的热稳定性好，可加热到熔融状态而不分解。制备方法方法一工业上制备过氧化钠的方法是将钠加热至熔化，通入一定量的除去二氧化碳的干燥空气，维持温度在453-473K之间，钠即被氧化为氧化钠，进而增加空气流量

11、并迅速提高温度至573-673K,即可制得过氧化钠。其化学反应方程式为：4Na+O2=2Na2O2Na2O+O2=2Na2O2方法二过氧化钠主要靠钠的燃烧来制取，工业上将钠装入铝盘，通入干燥且不含二氧化碳的空气，先保持180-200摄氏度，使钠氧化成氧化钠（Na2O）,再增加通入气体量，同时升温至300-400摄氏度，即可得到纯净的过氧化钠。其化学反应方程式为：4Na+O2=2Na2O2Na2O+O2=2Na2O2方法三过氧化钠也可以通过过氧化氢与氢氧化钠的反应制取，化学方程式为：2NaOH+H2O2=Na2O2+2H2O物质用途可做供氧剂，强氧化剂，具有漂白性。它能与CO2作用，放由02。2

12、Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2根据这个性质，可将它用在矿山、坑道、潜水或宇宙飞船等缺氧的场合，将人们呼生的C02再转换成02,以供呼吸之用。过氧化钠可用来除去O2中的H2O和CO2杂质。过氧化钠还可以用于消毒、杀菌和漂白等，在工业上常用做漂白剂、杀菌剂、消毒剂、去臭剂、氧化剂等。熔融态的过氧化钠是非常好的氧化剂，可以把Fe氧化为高铁酸根，甚至可以在常温下把有机物转化为碳酸盐。可用于制过氧化氢，过程如下。用磷酸或磷酸二氢钠将过氧化钠水溶液中和至PH:9.09.7,使生成磷酸氢钠和过氧化氢的水溶液。使所说的磷酸氢钠和过氧化氢水溶液冷却到+5-5C,从而使绝大部分磷酸氢钠以十水磷酸氢钠水

13、合物形式析由o在离心分离器中对含有磷酸氢钠水合物和过氧化氢水溶液混合物进行分离，从而使磷酸氢钠水合物结晶从含少量磷酸氢钠的过氧化氢水溶液中分离由来。将所说的含少量磷酸氢钠的过氧化氢水溶液在蒸发器中蒸发，得到含过氧化氢和水的蒸汽，而含过氧化氢的磷酸氢钠浓盐溶液从底部流生并返回中和槽。将所说的含过氧化氢和水的蒸汽在分储塔中进行减压分储，得到约30%过氧化氢。其水溶液可用作漂白剂（脱色剂），氧化剂，防腐剂，杀菌剂，除臭剂，微量分析。安全相关过氧化钠具有强氧化性，在熔融状态时遇到棉花、炭粉、铝粉等还原性物质会发生爆炸。因此存放时应注意安全，不能与易燃物接触。它易吸潮，有强腐蚀性，会引起烧伤。3、氢氧化

14、钠氢氧化钠，化学式为NaOH,俗称烧碱、火碱、苛性钠，为一种具有很强腐蚀性的强碱，一般为片状或颗粒形态，易溶于水(溶于水时放热)并形成碱性溶液，另有潮解性，易吸取空气中的水蒸气。NaOH是化学实验室其中一种必备的化学品，亦为常见的化工品之一。纯品是无色透明的晶体。密度2.130g/cm3。熔点318.4C。沸点1390C工业品含有少量的氯化钠和碳酸钠，是白色不透明的固体。有块状、片状、粒状和棒状等。物理性质氢氧化钠为白色半透明结晶状固体。其水溶液有涩味和滑腻感。溶解性：极易溶于水，溶解时放生大量的热。易溶于水、乙醇以及甘油。潮解性：氢氧化钠在空气中易潮解。吸水性：固碱吸湿性很强，露放在空气中，

15、吸收空气中的水分子，最后会完全溶解成溶液，但液态氢氧化钠没有吸湿性。化学性质碱性氢氧化钠溶于水中会完全解离成钠离子与氢氧根离子，所以它具有碱的通性。它可与任何质子酸进行酸碱中和反应：NaOH+HCl=NaCl+H2O2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2ONaOH+HNO?=NaNO?+H2O同样，其溶液能够与盐溶液发生复分解反应：NaOH+NH4Cl=NaCl+NH3H2O2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2异Na2SO42NaOH+MgCl2=2NaCl+Mg（OH）2J皂化反应许多的有机反应中，氢氧化钠也扮演着类似催化剂的角色，其中，最具代表性的莫过于皂化反应：RCOOR'

16、;+NaOH=RCOONa+R'OH其他之所以氢氧化钠于空气中容易变质，是因为空气中含有二氧化碳：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O倘若持续通入过量的二氧化碳，则会生成碳酸氢钠，俗称为小苏打，反应方程式如下所示：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3同样，氢氧化钠能够与像二氧化硫等酸性氧化物发生如下反应：2NaOH+SiO2=Na2SO3+H2O2NaOH+SiO2（微量）=Na2SO3+H2O2NaOH+SiO2（过量）=NaHSO3（生成的Na2SO3和水与过量的SO?反应生成了NaHSO3）颜色反应它能与指示剂发生反应：氢氧化钠溶液通常使石蕊试液变蓝，使酚酰试液变红腐

17、蚀性氢氧化钠对玻璃制品有轻微的腐蚀性，两者会生成硅酸钠，使得玻璃仪器中的活塞黏着于仪器上。如果以玻璃容器长时间盛装热的氢氧化钠溶液，会造成玻璃容器损坏。其他反应两性金属与氢氧化钠反应生成氢气，反应方程式如下所示：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2T两性非金属与氢氧化钠反应生成氢气，反应方程式如下所示：Si+2NaOH+H2O=Na2SQ3+2H2T与明矶KAl(SO4)2-12H2O反应，反应方程式如下所示：6NaOH+2KAl(SO4)2=2Al(OH)3J+K2SO4+3Na2SO44、氯化钠氯化钠(NaCl),外观是白色晶体状，其来源主要是在海水中，是食盐的主要成分。易

18、溶于水、甘油，微溶于乙醇、液氨；不溶于浓盐酸。在空气中微有潮解性。稳定性比较好，工业上用于制造纯碱和烧碱及其他化工产品，矿石冶炼，生活上可用于调味品。物理性质熔点：801C(1074K)沸点：1465C(1738K)密度：2.165g/cm3氯化钠的晶体形成立体对称。其晶体结构中，较大的氯离子排成立方最密堆积，较小的钠离子则填充氯离子之间的八面体的空隙。每个离子周围都被六个其他的离子包围着。这种结构也存在于其他很多化合物中，称为氯化钠型结构或石盐结构。氯化钠是白色无臭结晶粉末。熔点801C,沸点1465C微溶于乙醇、丙醇、丁烷，在和丁烷互溶后变为等离子体，易溶于水。NaCl分散在酒精中可以形成

19、胶体.，其水中溶解度因氯化氢存在而减少，几乎不溶于浓盐酸化学性质制取金属钠2NaCl=电解=2Na+Cl2T电解食盐水2NaCl+2H20=电解=H2f+C12T+2NaOH与硝酸银反应NaCl+AgNO3=NaNO3+AgClJ与浓硫酸反应2NaC1+H2SO4（浓）=力口热=2HC1T+Na2SO4NaCl+H2SO4（浓）=微热=HC1T+NaHSO4NaCl检验方法一：向氯化钠溶液中滴入硝酸酸化过的硝酸银溶液，有白色沉淀（氯化银沉淀）产生，证明有Cl-o二：用粕丝麻取少量溶液，置于酒精灯上灼烧，火焰呈黄色，可证含有Na+O三：为了消除干扰，可取原试液加饱和氢氧化钢至呈明显碱性，这时大部

20、分阳离子和PO43-、AsO43-等阴离子都将被沉淀。引入试液中的Ba2+应继以碳酸镂除之，最后用灼烧法除去镂盐。残渣用水加热浸取后，取溶液以HAc酸化，按1:8的滴数加乙酸铀酰锌试剂，并用玻璃棒摩擦管壁，如有柠檬黄色结晶形沉淀生成，示有Na+存在。5、碳酸氢钠碳酸氢钠（NaHCO1）,白色细小晶体，在水中的溶解度小于碳酸钠。是一种工业用化学品，可能存在毒性。固体50c以上开始逐渐分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，440C时完全分解。碳酸氢钠是强碱与弱酸中和后生成的酸式盐，溶于水时呈现弱碱性。此特性可使其作为食品制作过程中的膨松剂。碳酸氢钠在作用后会残留碳酸钠，使用过多会使成品有碱味。物理性质碳酸

21、氢钠为白色晶体，或不透明单斜晶系细微结晶。比重2.15。无臭、味咸，可溶于水，微溶于乙醇。其水溶液因水解而呈微碱性，常温中性质稳定，受热易分解，在50c以上逐渐分解，在440C时完全失去二氧化碳，在干燥空气中无变化，在潮湿空气中缓慢分解。溶解度：易溶，18C；16.0g,60Co化学性质受热易分解。在潮湿空气中缓慢分解。约在50C开始反应生成CO?,在100C全部变为碳酸钠。在弱酸中迅速分解，其水溶液在20C时开始分解由二氧化碳和碳酸钠，到沸点时全部分解。25c时溶于10份水，约18c时溶于12份水，不溶于乙醇。其冷水制成的没有搅动的溶液，对酚酰试纸仅呈微碱性反应，放置或升高温度，其碱性增加。

22、25c新鲜配制的0.1mol/L水溶液pH值为8.3。低毒，半数致死量(大鼠，经口)4420mg/kg。与酸反应与HCl反应：NaHCO?+HCl=NaCl+H?O+CO?T与CH?COOH反应：NaHCO?+CH?COOH=CH?COONa+H?O+CO?T与碱反应与氢氧化钠反应：NaHCO?+NaOH=Na?CO?+H?O与氢氧化钙反应：碳酸氢钠的剂量要分过量和少量。少量：NaHCO?+Ca(OH)?=CaCO?J+NaOH+H?O过量：2NaHCO?+Ca(OH)?=Na?CO?+CaCO?J+2H?O与盐反应与CuSO农应：生成碱式碳酸铜和硫酸钠2CuSO+4NaHC3=CuCQCu(

23、OH)2J+2N&SO+3COT+H2O水解与氯化铝双水解：3NaHCO?+AlCl?=Al(OH)?；+3CO?T+3NaCl与硫酸铝双水解：Al?：SO?)?+6NaHCO?=3Na?SO?+2Al(OH)?J+6CO?T加热受热分解：2NaHCO?=Na?3O?+H?O+CO?T电离碳酸氢钠电离方程式NaHCO?=Na+HCO3-6、碳酸钠碳酸钠(Na2CO3),俗名苏打、石碱、纯碱、洗涤碱，化学式：Na?CO?,为强电解质，具有盐的通性和热稳定性，易溶于水，水溶液呈碱性，在水溶液或熔融状态下能导电，常温下为白色无气味的粉末或颗粒。物理性质性状碳酸钠常温下为白色无气味的粉末或颗粒。有吸水性，露置空气中逐渐吸收1mol/L水分(约15%)。溶解性碳酸钠易溶于水和甘油。20C时每一百克水能溶解20克碳酸钠,35.4C时溶解度最大，100克水中可溶解49.7克碳酸钠，微溶于无水乙醇，难溶于丙醇。化学性质碳酸钠的相对分子质量为105.99,一般取106,水溶液呈强碱性(pH=11.6)且有一定的腐蚀性，能与酸发生复分解反应，也能与一些钙盐、银盐发生复分解反应。含有结晶水的碳酸钠有3种：Na2CO3H2O、Na2CO37H2O和Na2CO310H2O。稳定性稳定性较强，但高温下也可分解，生成氧化钠和二氧化碳：iWj温Na2C