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
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文档简介
碱金属及其化合物颜色状态硬度密度熔点导电
、导热性银白色
、有
金属光泽固体小,可用小刀
切割ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)97.8℃良好一
、钠及其化合物(一)钠的性质1.钠的物理性质钠易失去最外层的一个电子
,其第一电离能小
,化学性质活泼,
表现出强还原性
。钠元素在化合物中均呈+1价。第一电离能是基态的气态原子失去最外层的一个电子所需能量。第一电离能数值越小
,原子越容易失去一个电子。2.钠的化学性质
钠原子的结构:(
1)与非金属反应4Na+O2
2Na2O(白色固体)
2Na+O2
Na2O2(淡黄色固体)
2Na+Cl2
2NaCl(白烟)(2)与水反应2Na+2H2O
2NaOH+H2
↑现象及解释:①(浮)浮在水面上——密度比水小;②(熔)熔成小球——钠的熔点低
,反应放热;③(游)
四处游动——生成气体;④(响)有“嘶嘶
”的响声——反应剧烈;⑤(红)酚酞变红——反应中生成了碱。【粉笔提示】钠与稀硫酸
、盐酸等非氧化性酸反应时
,
首先是钠直接与酸反应
,
过
量的钠再与水反应
,而不能认为钠先与水反应
,生成的
NaOH再与酸中和。(4)与碱溶液反应钠与碱溶液反应的实质是钠与水反应
。但要注意Na与NaOH溶液
、澄清石(3)与酸反应2Na+2H+
2Na++H2
↑(直接与H+
反应)灰水反应时
,可能会引起溶液浓度的变化。(5)与盐溶液反应2Na+CuSO4+2H2O
Cu(OH)2
↓+H2
↑+Na2SO4
(有蓝色沉淀和气体生成
,并不置换出铜)【粉笔提示】钠与盐溶液反应
,先考虑
Na与水反应生成
NaOH
,再考虑NaOH
是否与盐发生复分解反应。(6)与熔融盐反应4Na+TiCl4
4NaCl+TiNa+KCl
NaCl+K↑(制取金属钾
,该反应之所以能发生
,是因为K
的沸点比Na
低,
钾蒸气逸出)(7)与含羟基的醇
、酚
、羧酸等有机物反应2Na+2C2H5OH→2C2H5ONa+H2
↑3.钠的制取和保存(1)制取:
2NaCl(熔融)(2)保存:
通常保存于煤油或石蜡油中。通电
2NaOH+Cl2
↑+H2
↑电解饱和食盐水:
2NaCl+2H2O2Na+Cl2
↑氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2
)颜色状态白色固体淡黄色固体电子式氧元素化合价-2-1阴阳离子个数比1
:
21
:
2是否为碱性氧化物是不是生成条件常温下加热或点燃金属钠稳定性不稳定,可继续氧化稳定所含键型离子键离子键,非极性共价键(二)常见的钠的化合1.氧化钠和过氧化钠名称氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2
)与水反应Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
↑与CO2反应Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2与酸反应Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2
↑+2H2O用途制NaOH,用途较少作漂白剂
、供氧剂
、氧化剂等转化关系2Na2O+O2
2Na2O2碳酸钠(Na2CO3
)碳酸氢钠(NaHCO3
)俗名纯碱或苏打小苏打主
要
性
质水溶性易溶于水
,溶液呈碱性易溶于水(但溶解度比Na2CO3小)
,溶液呈碱性稳定性稳定
,受热难分解
,但碳酸钠
晶体(
Na2CO3·10H2O)易风化受热易分解:2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2
↑与H+反应CO32
-+2H+=CO2
↑+H2O(较快)HCO3
-+H+=H2O+CO2
↑(很快)与Ca(OH)2反应Ca2++CO32-=CaCO3
↓Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3
↓+H2O(碱过量)Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3
↓+2H2O+CO32
-(碱不足)2.碳酸钠和碳酸氢钠碳酸钠(Na2CO3
)碳酸氢钠(NaHCO3
)主
要
性
质与CO2
及水反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3不反应与CaCl2或BaCl2溶液反应Ca2++CO32-=CaCO3
↓
或Ba2++CO32-=BaCO3
↓不反应(溶液中继续加氨水或
NaOH溶液时,则有沉淀生成)主要用途制玻璃
、造纸
、制皂
、制洗涤剂制发酵粉
、医药
、灭火器相互转化1.Na2CO3与NaHCO3
的鉴别白色块状物质(生成Na2CO3·10H2O)白色粉末状物质
(生成Na2CO3
)表面形成溶液
(
NaOH潮解)表面变暗
(生成Na2O)出现白色固体
(生成NaOH)银白色金属钠(
Na)2.钠露置在空气中的变化过程风化H2OCO2氨碱法生产原理示意图1.氨碱法生产纯碱(索尔维制碱法)(三)纯碱的生产(
1)生产原理(2)主要生产过程①盐水的精制:
利用熟石灰
、纯碱等除去食盐水中的Mg2+和Ca2+
。②盐水氨化:
使溶液显碱性
,更易吸收CO2
,增大溶液中的HCO3-浓
度
,促使Na+和HCO3-结合生成NaHCO3
,从而结晶析出。③氨盐水碳酸化:NH3+CO2+H2O+NaCl
NaHCO3
↓+NH4Cl
。④碳酸氢钠的转化:
煅烧得到纯碱
,
同时回收近一半的二氧化碳再利
用。⑤氨的循环:
向母液中加入石灰乳
,
回收氨循环利用。2.联合制碱法(侯德榜制碱法)联合制碱法生产原理示意图NH3+CO2+H2O+NaCl
NaHCO3
↓+NH4Cl2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2
↑3.两种制碱法的对比(
1)相同点:
原理相同。(2)不同点:
原料的来源与副产物不同。氨碱法联合制碱法优点原料(食盐和石灰石)便宜易得
、产品纯度高、
NH3和部分CO2可循环利用
、制造步骤简单
、生
产过程连续且规模大等生产过程中所需要的NH3和CO2都是由合成氨厂提供的,
从滤出NaHCO3后所得到的母液中可回收
NH4Cl
,
因此,
它保留了氨碱法的优点
,克服了它的缺点
,使
NaCl的
利用率提高到了96%以上
。体现了大规模联合生产的优越性
,也是综合利用原料
、降低成本
、减少环境污
染的典型代表缺点原料食盐中的另一成分氯(Cl-
)和石灰石中
的另一成分钙(Ca2+
)生成CaCl2
,如何处理它
成为氨碱法生产的一个问题;氨碱法生产中食盐的利用率不高
,大约为70%
,
如何提高食盐的利用率成为氨碱法生产的另一
个问题设备循环处理量大
,加重了设备的腐蚀(3
)优缺点:优缺点氨碱法联合制碱法优点原料(食盐和石灰石)便宜易得、
产品纯度高、NH3和部分CO2可
循环利用、制造步骤简单、生产
过程连续且规模大等①氨和二氧化碳都是由合成氨厂提供的②母液中的氯化铵为副产物,可回收③食盐利用率提高到了96%以上④体现了大规模联合生产的优越性,也是
综合利用原料
、降低成本
、减少环境污染
的典型代表缺点①难以处理产生的副产物CaCl2②食盐利用率不高
,大约为70%设备循环处理量大,加重了设备的腐蚀优缺点:二
、碱金属元素碱金属元素包含锂(Li)
、钠(Na)
、钾(K)
、铷(Rb)
、铯(Cs)
、钫(Fr)六种。(一)相似性1.原子结构:
最外层上都只有1个电子
,次外层均为8个(Li为2个)
电子。2
.单质的物理性质:
都具有银白色金属光泽(铯略带金色光泽)
,
质软
,
密度小
,熔点低
,
导热
、导电性好
。锂电池的比容量(单位质量的电极材料所
能转换的电量)特别大(这与锂的摩尔质量小有关)
,
因而具有广泛的应用。3.单质的化学性质:
都能与氧气和水反应
,生成物都是含R+(
R为碱金属元素)的离子化合物。4.最高价氧化物对应的水化物(ROH)均是强碱。1.原子结构:
随着核电荷数递增
,核外电子层数依次增多
,原子半径逐渐增大。2.单质的物理性质:
随着核电荷数递增
,熔
、沸点逐渐降低(与卤素
、氧
族单质相反)
,密度逐渐增大(
K的密度小于Na;
Li
、Na
、K的密度<1g/cm3,
Rb
、Cs的密度>1g/cm3
)。3.单质的化学性质:
随着Li
、Na
、K
、Rb
、Cs
核电荷数的递增
,原子核
对最外层电子的吸引力逐渐减弱
,失电子能力逐渐增强
,
因此元素的金属性逐渐增强
,ROH
的碱性逐渐增强。(二)递变性1.与O2
反应时
,Li
只生成Li2O,Na
在常温时生成
Na2O
,加热
时易形成
Na2O2
。2.与H2O反应:
2R+2H2O
2ROH+H2
↑
,剧烈程度由Li至Cs逐渐增强。(三)特殊性1.锂的密度比煤油小
,不能保存在煤油中
,通常密封在石蜡里。2.碱金属Li~Cs
的密度呈增大趋势
,但ρ(Na)>
ρ(K)
。3.酸式盐的溶解度一般比相应的正盐大
,但S(Na2CO3)>S(NaHCO3)
。4.锂易与氮气反应(生成Li3N)。5.锂的熔点最高
,金属性最弱
,
因而锂与水反应较慢且反应时锂并不熔化。6.碱金属单质及其离子的焰色反应呈现不同的颜色。7.试剂瓶中的药品取出后
,一般不能放回原瓶
,但金属Na
、K等需立即放回
原瓶。1.概念:
某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时会使火焰呈
现特殊颜色的反应
。其原理是碱金属元素
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