金属钠及其化合物知识归纳及巩固一、 钠：I、钠原子结构钠元素位于元素周期表第三周期第IA。281+11从钠的原子核外电子排布看，其最外电子层上只有一个电子，因此，极易将这一电子失去，而达到稳定结构，形成+1价的钠阳离子（Na+）。即金属钠的原子结构决定了其性质的活泼。因其易失电子被氧化，故金属钠是还原剂。II、钠的物理性质钠是银白色金属，质软（可用刀切割），密度小（0.97g/cm3），熔点低，是电和热的良导体。III、钠的化学性质由于钠原子最外层只有一个电子，在化学反应中容易失去最外层的一个电子变为钠离子：NaeNa+所以钠的化学性质极活泼，具有强还原性，是强还原剂，具有金属的典型性质。1. 与非金属反应（1）与氧气的反应常温下能与空气中的氧气化合，表面变暗。 4Na+O2=2Na2O点燃在空气或氧气中燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体。2Na+O2 Na2O2点燃（2）与硫反应 2Na+S=Na2S（研磨易爆炸）（3）与氯气反应 2Na+Cl2 2NaCl（发出黄色火焰，产生白烟）2. 与水反应钠与水反应的实验现象及现象解释如下：现象解释浮在水面上钠的密度比水小熔成闪亮小球反应放热、熔点低迅速四处游动钠受气体推动而游动发出嘶嘶响声产生气体及其燃烧反应后滴入酚酞试液显红色生成NaOH显碱性注：钠与水反应在钠的周围有白雾生成，此白雾是氢气燃烧产生的水蒸气。钠与水反应的化学方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2该反应的实质是钠原子与水电离出的H+发生氧化还原反应，其离子方程式为：2Na+2H2O=2Na+2OH+H2注：钠与水反应的现象可概括为“浮、熔、游、响、红”，并结合钠的性质进行记忆。3. 与酸反应 钠与酸反应比与水反应更加激烈，极易爆炸。钠与盐酸反应 2Na+2HCl=2NaCl+H2钠与稀硫酸反应 2Na+H2SO4 =Na2SO4 +H2钠与酸溶液反应的实质是：钠与酸电离出来的H+直接反应，而不是钠先与水反应，生成的氢氧化钠再和酸溶液反应。因为钠与水反应时，得电子的是水电离的H+，而酸中H+浓度大于水中H+的浓度。4. 与盐的反应 与熔融盐的反应 4Na+TiCl4(熔融) =Ti+4NaCl与盐溶液反应 将钠加到盐溶液中，首先是钠与水反应，若生成的氢氧化钠与盐能发生复分解反应，生成难溶物或弱电解质等，则氢氧化钠和盐再反应；否则钠只与水反应。将一小粒钠投入硫酸铜溶液中，除观察到与水反应相同的现象外，还看到蓝色沉淀生成。这是因为钠先与水反应，生成的NaOH再与盐CuSO4发生复分解反应生成氢氧化物Cu(OH)2沉淀。其反应式为：2Na+2H2O=2NaOH+H22NaOH+CuSO4=Cu(OH)2（蓝色）+Na2SO4总反应式：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2故钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属。注：钠与CuSO4溶液反应时会产生黑色物质，这是因为钠与水反应放出大量的热，使难溶碱Cu(OH)2部分分解，生成黑色的CuO所致。凡是活动性很强的金属（如K、Ca、Na）与盐溶液反应都与此类似，只有在熔融状态下，才有可能发生金属之间的置换反应。由于钠的性质十分活泼，所以钠元素以化合态如NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等形式存在于自然界中。由于钠很容易与空气或水反应，所以保存钠时应隔绝空气和水。因为煤油不与钠反应，且煤油的密度小于钠的密度，所以通常将钠保存在煤油里。虽然汽油的密度也小于钠的密度，但由于汽油易挥发，所以不能用汽油保存钠。由于四氯化碳的密度大于钠的密度，所以不能用四氯化碳保存钠。IV、钠的制取 2NaCl2Na+Cl2 工业上用电解氯化钠的方法制取钠。电解需要在电解槽里进行。为降低电解温度，一般用40%NaCl和60%CaCl2形成的共熔物，在580就可以了。电解时，Cl2在阳极放出，金属钠和钙浮在上方的熔盐上面，从管道溢出。把熔融的金属混合物冷却到105110，钙就成晶体析出，经过滤就实现了钠和钙的分离。V、钠的用途 1. 制取过氧化钠2. 钠和钾的合金是原子反应堆的导热剂熔融的钠是液体传热中最好的一种，传热本领比水银高10倍，比水高4050倍。钠和钾组成的合金在常温下是液体，例如含钠20%、钾80%（质量分数）的合金熔点是-10，可用于原子反应堆的导热剂（合金的熔点一般都比任一组成成分的熔点低）。3. 用于电光源（高压钠灯）将钠用于电光源上，高压钠灯发出的黄光波长约为589nm，射程远，透雾能力强，对道路平面的照度比高压水银灯高三倍半，广泛应用于广场、街道的照明。钠灯也可用于洗相的暗房，因为这种黄光不会使相纸曝光。4. 作还原剂制取某些金属3Na+AlCl3 =Al+3NaCl（历史上制铝），4Na+TiCl4(熔融) = Ti+4NaCl（现代制钛）。碱金属中的钾、铷、铯的制取也用不如它们活泼的钠，原因是什么呢？我们以制钾为例来说明。沸点，KCl：1500、Na：882.9、NaCl：1410、K：774。我们将熔融态的KCl与Na共热，可得到钾蒸气：KCl+Na=NaCl+K，及时分离出K蒸气，反应就不断向右进行了。 解题方法指导题型1 检验钠的物理性质例1 钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是（ ）A. 钠的熔点低 B. 钠的密度小 C. 钠的硬度小 D. 有强还原性 题型2 检验钠与溶液的反应例2 将一小块钠投入盛有5mL饱和澄清石灰水的试管中，不可能观察到的现象是（ ）A. 钠熔成小球并在液面上到处游动 B. 有气体产物生成C. 溶液中有银白色金属析出 D. 溶液变浑浊例3 将一小块金属钠投入到下列物质的溶液中，有刺激性气味的气体产生的是（ ）A. NH4Cl B. FeCl3 C. CuSO4 D. Ca(HCO3)2 题型3 钠原子与离子的结构例4 有关钠原子和钠离子的叙述正确的是（ ）A. 钠原子与钠离子的化学性质相似 B. 钠原子比钠离子多一个质子C. 钠原子具有还原性，钠离子具有氧化性 D. 钠原子比钠离子稳定题型4 考查钠与水反应的计算例5 将2.3g钠投入97.7g水中，所得溶液的质量分数为（ ）A. 2.3% B. 大于2.3% C. 4% D. 大于4%能 力 拓 展释疑解难命题规律1：本节常见的易错易混点1. 钠与氧气反应何时生成Na2O，何时生成Na2O2，经常混淆不清。2. 钠与酸溶液反应的观念，总认为是Na先与水反应生成氢氧化钠后，氢氧化钠再与酸反应。3. 钠与盐溶液反应时，总认为是钠直接与盐反应，而忽视了钠先与水反应。注：（1）钠与氧气反应在常温下生成Na2O，点燃时生成Na2O2。（2）钠与酸溶液反应时，先与酸反应，反应后剩余的钠再与水反应。（3）钠与盐溶液反应时，钠先与水反应，然后考虑生成的氢氧化钠是否可以与盐再进一步反应。CO2 H2O H2O O2 命题规律2：金属钠露置在空气中的变化过程银白色金属 表面变暗 出现白色固体 表面变成溶液 （Na） （Na2O） （NaOH） （NaOH潮解）风化 白色块状物质 白色粉末状物质（Na2CO310H2O） （Na2CO3）注：熟练写出各步转化的化学方程式，弄清变化的本质原因。命题规律3：钠与盐溶液反应的规律1. 将钠投入到饱和氯化钠溶液中，由于钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，消耗了溶液中的水，从而析出固体氯化钠。2. 将钠投入CuSO4溶液中，首先发生反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2，然后，生成的NaOH与CuSO4发生复分解反应：2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4，整个过程可观察到有氢气和蓝色沉淀生成。总反应方程式：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H23. 将钠投入到氯化铵溶液中，会有氢气和氨气生成。总反应式为：2Na+2H2O+2NH4Cl =2NaCl+2NH3+H24. 将钠投入AlCl3溶液中，首先发生反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2，然后，生成的NaOH与AlCl3发生复分解反应：3NaOH+AlCl3=Al(OH)3+3NaCl，若加入的金属钠过量，则生成的NaOH过量，过量的NaOH又会使Al(OH)3沉淀溶解： Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 注：（1）钠可以从某些熔融盐中置换出金属，但不能从盐溶液中置换出金属。（2）当把钠放在盐溶液中时，钠首先是与水反应生成的氢氧化钠和氢气，然后再考虑生成的氢氧化钠是否与盐发生复分解反应。典型例题导析题型1 钠性质的灵活运用例1 下列实验操作正确的是（ ）A. 往盛水的烧杯中投入小拇指大小的钠块，观察现象B. 将钠保存在汽油中C. 将一小块钠放在石棉网上加热，观察现象D. 用手掰开一块金属钠，观察钠的颜色题型2 钠的密度及与水反应的应用例2 在烧杯中加水和苯（密度：0.88g/cm3）各50mL。将一小粒金属钠（密度：0.97g/cm3）投入烧杯中。观察到的现象可能是（ ）A. 钠在水层中反应并四处游动B. 钠停留在苯层中不发生反应C. 钠在苯的液面上反应并四处游动D. 钠在苯与水的界面处反应，并可能上、下跳动题型3 考查钠的化合物的信息题例3 NaH是一种离子化合物，它跟水反应的方程式为：NaH+H2O=NaOH+H2，它也能跟液氨、乙醇等发生类似的反应，并都产生氢气。下列有关NaH的叙述错误的是（ ）A. 跟水反应时，水作氧化剂 B. NaH中H半径比Li+半径小C. 跟液氨反应时，有NaNH2生成 D. 跟乙醇反应时，NaH被氧化题型4 考查钠与氧气、硫的反应例4 将4.6g钠与1.6g硫粉迅速混合起来，并放在石棉网上加热，反应后生成的固体是（ ）A. 黄色固体混合物 B. 硫与硫化物C. 过氧化钠与硫化钠 D. 氧化钠与硫化钠题型5 考查钠的氧化物与水的反应例5 （2007全国卷）在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物1.5g溶于水，所得溶液恰好能被80mL浓度为0.50mol/L的HCl溶液中和，则该生成物的成分是（ ）A. Na2O B. Na2O2 C. Na2O 和 Na2O2 D. Na2O2 和 NaO2思维拓展训练1. 将一小块钠投入到NH4Cl溶液中，产生的气体是（ ）A. O2和H2 B. 只有H2 C. 只有NH3 D. H2和NH32. 相同质量的钠在下列情况下产生氢气最多的是（ ）A. 放在足量水中