金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用

1、FeH2SO4=FeSO4H2FeCuSO4=FeSO4Cu失去失去升高升高3很強(qiáng)很強(qiáng)還原還原一、鈉的物理性質(zhì)一、鈉的物理性質(zhì)顏色、狀態(tài)顏色、狀態(tài)熔、沸點(diǎn)熔、沸點(diǎn)密度密度硬度硬度 色塊狀色塊狀固體固體熔沸點(diǎn)較熔沸點(diǎn)較比水比水硬度硬度 、質(zhì)地軟、質(zhì)地軟銀白銀白低低小小小小失去失去4NaO2=2Na2O白白淡黃淡黃2Na2H2O=2NaOHH2電解熔融電解熔融NaCl導(dǎo)熱劑導(dǎo)熱劑黃黃遠(yuǎn)遠(yuǎn)4NaCl液液 1實(shí)驗(yàn)室如何保存少量的金屬鈉？實(shí)驗(yàn)室如何保存少量的金屬鈉？答案：答案：放在煤油中密封保存。放在煤油中密封保存。2鈉在空氣中放置會(huì)發(fā)生怎樣的變化？鈉在空氣中放置會(huì)發(fā)生怎樣的變化？答案：答案：鈉在空氣中

2、放置發(fā)生的變化過(guò)程與周?chē)h(huán)境條件鈉在空氣中放置發(fā)生的變化過(guò)程與周?chē)h(huán)境條件密切相關(guān)。一般條件下，銀白色密切相關(guān)。一般條件下，銀白色(Na)變暗變暗(生成生成Na2O)變?yōu)榘咨腆w變?yōu)榘咨腆w(NaOH)表面形成溶液表面形成溶液(NaOH潮解潮解)結(jié)塊結(jié)塊(吸收吸收CO2形成形成Na2CO310H2O)最終變成白色粉末最終變成白色粉末(風(fēng)化生成風(fēng)化生成Na2CO3)，有關(guān)反應(yīng)如下：，有關(guān)反應(yīng)如下：3金屬鈉著火，能用水撲滅嗎？金屬鈉著火，能用水撲滅嗎？ 答案：答案：不能，應(yīng)用沙子蓋滅。不能，應(yīng)用沙子蓋滅。4切割金屬鈉時(shí)為什么不能用手直接去拿金屬鈉？切割金屬鈉時(shí)為什么不能用手直接去拿金屬鈉？答案：答

3、案：金屬鈉與手上的水迅速反應(yīng)，生成的物質(zhì)金屬鈉與手上的水迅速反應(yīng)，生成的物質(zhì)NaOH，會(huì)燒傷手。，會(huì)燒傷手。1鈉與水鈉與水(滴有酚酞滴有酚酞)反應(yīng)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象原因原因金屬鈉熔化成閃亮的小球金屬鈉熔化成閃亮的小球該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，鈉該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，鈉的熔點(diǎn)低的熔點(diǎn)低金屬鈉浮在液面上金屬鈉浮在液面上鈉的密度比水小鈉的密度比水小鈉在水面上四處游動(dòng)，并發(fā)鈉在水面上四處游動(dòng)，并發(fā)出出“嘶嘶嘶嘶”聲聲反應(yīng)中產(chǎn)生氣體反應(yīng)中產(chǎn)生氣體反應(yīng)后的溶液顯紅色反應(yīng)后的溶液顯紅色生成物中有堿性物質(zhì)生成物中有堿性物質(zhì) 實(shí)驗(yàn)證明，鈉與水反應(yīng)生成了實(shí)驗(yàn)證明，鈉與水反應(yīng)生成了NaOH和和H2，鈉與水，鈉與水反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是

4、鈉與水電離出的氫離子反應(yīng)。反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是鈉與水電離出的氫離子反應(yīng)。 2鈉與酸反應(yīng)鈉與酸反應(yīng) 鈉與酸反應(yīng)，實(shí)質(zhì)上是鈉與酸電離出的鈉與酸反應(yīng)，實(shí)質(zhì)上是鈉與酸電離出的H反應(yīng)，所以反應(yīng)，所以當(dāng)金屬與酸溶液反應(yīng)時(shí)，由于溶液中的當(dāng)金屬與酸溶液反應(yīng)時(shí)，由于溶液中的H主要來(lái)源于酸，主要來(lái)源于酸，因此鈉先與酸反應(yīng)，若鈉是過(guò)量的則繼續(xù)與水反應(yīng)。因?yàn)樗嵋虼蒜c先與酸反應(yīng)，若鈉是過(guò)量的則繼續(xù)與水反應(yīng)。因?yàn)樗嶂兄蠬濃度遠(yuǎn)大于水中濃度遠(yuǎn)大于水中H濃度，所以鈉與酸反應(yīng)要比與水反濃度，所以鈉與酸反應(yīng)要比與水反應(yīng)劇烈，以至發(fā)生燃燒或輕微爆炸。應(yīng)劇烈，以至發(fā)生燃燒或輕微爆炸。 3鈉與鹽溶液反應(yīng)鈉與鹽溶液反應(yīng) Na放入鹽溶液時(shí)，先與水

5、反應(yīng)，生成的堿與鹽可能發(fā)放入鹽溶液時(shí)，先與水反應(yīng)，生成的堿與鹽可能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。故鈉與鹽溶液反應(yīng)，不能置換出鹽中的金屬。生復(fù)分解反應(yīng)。故鈉與鹽溶液反應(yīng)，不能置換出鹽中的金屬。由于鈉易與氧氣、水反應(yīng)，密度比煤油大，所以將鈉保存在由于鈉易與氧氣、水反應(yīng)，密度比煤油大，所以將鈉保存在煤油中，大量的鈉要用石蠟封存，使之隔絕空氣和水。煤油中，大量的鈉要用石蠟封存，使之隔絕空氣和水。 例例1某同學(xué)設(shè)計(jì)出一種在隔絕空氣下讓某同學(xué)設(shè)計(jì)出一種在隔絕空氣下讓鈉與水反應(yīng)的方法，利用煤油來(lái)控制反應(yīng)鈉與水反應(yīng)的方法，利用煤油來(lái)控制反應(yīng)速率，使學(xué)生能仔細(xì)觀察到各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。速率，使學(xué)生能仔細(xì)觀察到各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。該方法簡(jiǎn)

6、便、安全、現(xiàn)象明顯、有趣味性。該方法簡(jiǎn)便、安全、現(xiàn)象明顯、有趣味性。 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，將長(zhǎng)頸漏斗和套有乳膠管的玻璃管實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，將長(zhǎng)頸漏斗和套有乳膠管的玻璃管插入橡皮塞孔中，乳膠管另一端接有金屬尖嘴管，乳膠管上插入橡皮塞孔中，乳膠管另一端接有金屬尖嘴管，乳膠管上帶有彈簧夾。實(shí)驗(yàn)時(shí)，往帶有彈簧夾。實(shí)驗(yàn)時(shí)，往100 mL的大試管中先加入的大試管中先加入40 mL煤煤油，取綠豆粒大小的金屬鈉放入大試管后塞上橡皮塞，通過(guò)油，取綠豆粒大小的金屬鈉放入大試管后塞上橡皮塞，通過(guò)長(zhǎng)頸漏斗加入滴有酚酞的水直至液體充滿(mǎn)整個(gè)試管。根據(jù)反長(zhǎng)頸漏斗加入滴有酚酞的水直至液體充滿(mǎn)整個(gè)試管。根據(jù)反應(yīng)中觀察到的現(xiàn)象，回

7、答下列問(wèn)題：應(yīng)中觀察到的現(xiàn)象，回答下列問(wèn)題： (1)實(shí)驗(yàn)前怎樣檢驗(yàn)該裝置的氣密性？實(shí)驗(yàn)前怎樣檢驗(yàn)該裝置的氣密性？_。 (2)金屬鈉變化的現(xiàn)象是金屬鈉變化的現(xiàn)象是_。 (3)大試管中溶液顏色的變化是大試管中溶液顏色的變化是_。 (4)裝置中液面的變化分別是：大試管中裝置中液面的變化分別是：大試管中_；長(zhǎng)；長(zhǎng)頸漏斗中頸漏斗中_。 (5)簡(jiǎn)述檢驗(yàn)產(chǎn)生氣體的方法：簡(jiǎn)述檢驗(yàn)產(chǎn)生氣體的方法：_。 解析解析由于鈉的密度比水小，比煤油大，所以鈉在煤由于鈉的密度比水小，比煤油大，所以鈉在煤油與水的界面處漂浮。鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氣體在逸出過(guò)程中油與水的界面處漂浮。鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氣體在逸出過(guò)程中把鈉帶入煤油層，鈉在

8、重力作用下再回到界面。反復(fù)多次，把鈉帶入煤油層，鈉在重力作用下再回到界面。反復(fù)多次，直至鈉完全消失。產(chǎn)生的氣體聚集在大試管上部，把液體反直至鈉完全消失。產(chǎn)生的氣體聚集在大試管上部，把液體反壓到長(zhǎng)頸漏斗中。壓到長(zhǎng)頸漏斗中。 答案答案(1)關(guān)閉彈簧夾，通過(guò)長(zhǎng)頸漏斗向大試管中關(guān)閉彈簧夾，通過(guò)長(zhǎng)頸漏斗向大試管中加水直至漏斗中液面高于試管中液面，一段時(shí)間后液面加水直至漏斗中液面高于試管中液面，一段時(shí)間后液面差保持不變，說(shuō)明裝置氣密性良好差保持不變，說(shuō)明裝置氣密性良好 (2)鈉在煤油中逐漸下沉，至水面時(shí)與水發(fā)生反應(yīng)，熔鈉在煤油中逐漸下沉，至水面時(shí)與水發(fā)生反應(yīng)，熔化成閃亮的小球，像熱氣球一樣在煤油中作上下游

9、動(dòng)，最化成閃亮的小球，像熱氣球一樣在煤油中作上下游動(dòng)，最后完全消失后完全消失 (3)水溶液從上至下逐漸由無(wú)色變?yōu)榧t色水溶液從上至下逐漸由無(wú)色變?yōu)榧t色 (4)液面逐漸下降液面逐漸上升液面逐漸下降液面逐漸上升 (5)當(dāng)漏斗中液面上升到一定高度后，打開(kāi)彈簧夾，點(diǎn)當(dāng)漏斗中液面上升到一定高度后，打開(kāi)彈簧夾，點(diǎn)燃?xì)怏w，有淡藍(lán)色火焰產(chǎn)生燃?xì)怏w，有淡藍(lán)色火焰產(chǎn)生1Na2O與與Na2O2比較比較化學(xué)式化學(xué)式Na2ONa2O2顏色顏色白色白色淡黃色淡黃色狀態(tài)狀態(tài)固體固體固體固體氧元素的化合價(jià)氧元素的化合價(jià)2價(jià)價(jià)1價(jià)價(jià)屬類(lèi)屬類(lèi)堿性氧化物堿性氧化物非堿性氧化物非堿性氧化物生成條件生成條件常溫下緩慢氧化常溫下緩慢氧化燃

10、燒或加熱燃燒或加熱熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)化為不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)化為Na2O2較穩(wěn)定較穩(wěn)定化學(xué)式化學(xué)式Na2ONa2O2與與H2O反應(yīng)反應(yīng)Na2OH2O=2NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO2與與CO2反應(yīng)反應(yīng)Na2OCO2= = Na2CO32Na2O22CO2=2Na2CO3O2與與HCl反應(yīng)反應(yīng)Na2O2HCl=2NaClH2O2Na2O24HCl=4NaCl2H2OO2主要用途主要用途用于制取用于制取Na2CO3強(qiáng)氧化劑、漂白劑、供氧劑強(qiáng)氧化劑、漂白劑、供氧劑 2Na2O2與與CO2、H2O反應(yīng)中有關(guān)量的關(guān)系反應(yīng)中有關(guān)量的關(guān)系 (1)物質(zhì)的量的關(guān)系：物質(zhì)的量的關(guān)系： 無(wú)論是無(wú)論是

11、CO2或或H2O(g)的單一物質(zhì)還是二者的混合物，通的單一物質(zhì)還是二者的混合物，通過(guò)足量的過(guò)足量的Na2O2時(shí)，時(shí)，CO2或或H2O(g)與放出與放出O2的物質(zhì)的量之比的物質(zhì)的量之比均為均為2 1，即氣體減小的體積等于生成，即氣體減小的體積等于生成O2的體積。的體積。 (2)固體質(zhì)量關(guān)系：固體質(zhì)量關(guān)系： 相當(dāng)于固體相當(dāng)于固體(Na2O2)只吸收了只吸收了CO2中的中的“CO”，H2O中的中的“H2”；可以看作發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)：；可以看作發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)：Na2O2CO=Na2CO3、Na2O2H2=2NaOH(實(shí)際上兩反應(yīng)不能發(fā)生實(shí)際上兩反應(yīng)不能發(fā)生)。 (3)先后順序關(guān)系：先后順序關(guān)系： 一定量

12、的一定量的Na2O2與一定量與一定量CO2和和H2O(g)的混合物的反應(yīng)，的混合物的反應(yīng)，解決問(wèn)題時(shí)可視作解決問(wèn)題時(shí)可視作Na2O2先與先與CO2反應(yīng)，待反應(yīng)，待CO2反應(yīng)完成后，反應(yīng)完成后，Na2O2再與再與H2O發(fā)生反應(yīng)。發(fā)生反應(yīng)。 (4)電子轉(zhuǎn)移關(guān)系：電子轉(zhuǎn)移關(guān)系： 兩反應(yīng)都是兩反應(yīng)都是Na2O2自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)，每有自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)，每有1 mol O2生成時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子均為生成時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子均為2 mol。 例例2現(xiàn)有一定量含有現(xiàn)有一定量含有Na2O雜質(zhì)的雜質(zhì)的Na2O2試樣，用試樣，用下圖的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定下圖的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定Na2O2試樣的純度。試樣的純度。(可供選用的反應(yīng)可供

13、選用的反應(yīng)物只有物只有CaCO3固體、固體、6 mol/L鹽酸、鹽酸、6 mol/L硫酸和蒸餾水硫酸和蒸餾水) 回答下列問(wèn)題：回答下列問(wèn)題： (1)實(shí)驗(yàn)前必須檢查裝置的氣密性。儀器連接好后，在實(shí)驗(yàn)前必須檢查裝置的氣密性。儀器連接好后，在_中加適量的水，關(guān)閉中加適量的水，關(guān)閉A中分液漏斗閥門(mén)后微熱試管，中分液漏斗閥門(mén)后微熱試管，若看到若看到_說(shuō)明裝置氣密性好。說(shuō)明裝置氣密性好。 (2)裝置裝置A中液體試劑選用鹽酸而不是硫酸，理由是中液體試劑選用鹽酸而不是硫酸，理由是_。 (3)裝置裝置B的作用是的作用是_； 裝置裝置C的作用是的作用是_； 裝置裝置E中堿石灰的作用是中堿石灰的作用是_。 (4)裝

14、置裝置D中發(fā)生反應(yīng)生成氣體的化學(xué)方程式是：中發(fā)生反應(yīng)生成氣體的化學(xué)方程式是：_。 (5)若開(kāi)始時(shí)測(cè)得樣品的質(zhì)量為若開(kāi)始時(shí)測(cè)得樣品的質(zhì)量為2.0 g，反應(yīng)結(jié)束后測(cè)得氣體，反應(yīng)結(jié)束后測(cè)得氣體體積為體積為224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則，則Na2O2試樣的純度為試樣的純度為_(kāi)。 解析解析(1)檢查裝置的氣密性，應(yīng)在裝置連接好之后，檢查裝置的氣密性，應(yīng)在裝置連接好之后，關(guān)閉活塞或加水封閉裝置中的空氣，然后采用加熱法使裝置關(guān)閉活塞或加水封閉裝置中的空氣，然后采用加熱法使裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，通過(guò)排出氣體或形成液柱判斷。內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，通過(guò)排出氣體或形成液柱判斷。 (2)實(shí)驗(yàn)室中用實(shí)驗(yàn)室中用CaCO3與

15、鹽酸反應(yīng)制取與鹽酸反應(yīng)制取CO2，而不用，而不用H2SO4，原因是，原因是H2SO4與與CaCO3反應(yīng)生成的反應(yīng)生成的CaSO4溶解度較溶解度較小，會(huì)覆蓋在小，會(huì)覆蓋在CaCO3固體表面，阻止反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。固體表面，阻止反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。 (3)裝置裝置B、C為凈化為凈化CO2的裝置，的裝置，E為吸收未反應(yīng)的為吸收未反應(yīng)的CO2的裝置，因該實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定生成的裝置，因該實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定生成O2的體積而計(jì)算的體積而計(jì)算Na2O2的純的純度，故需將度，故需將O2中的雜質(zhì)氣體除去。中的雜質(zhì)氣體除去。 (5)根據(jù)反應(yīng)根據(jù)反應(yīng)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2中中Na2O2與與O2的關(guān)系，可由生成的關(guān)系

16、，可由生成O2的量計(jì)算樣品中的量計(jì)算樣品中Na2O2的質(zhì)量及純度。的質(zhì)量及純度。 答案答案(1)F(或或G)F中長(zhǎng)導(dǎo)管水面上升，停止加熱后水中長(zhǎng)導(dǎo)管水面上升，停止加熱后水面下降面下降(或或G中導(dǎo)管口有氣泡冒出中導(dǎo)管口有氣泡冒出) (2)硫酸與硫酸與CaCO3固體反應(yīng)生成的固體反應(yīng)生成的CaSO4微溶于水，會(huì)覆蓋微溶于水，會(huì)覆蓋 在在CaCO3固體表面，使反應(yīng)不能持續(xù)進(jìn)行固體表面，使反應(yīng)不能持續(xù)進(jìn)行 (3)除去氣體中的除去氣體中的HCl干燥氣體干燥氣體吸收裝置吸收裝置D中反應(yīng)剩余的中反應(yīng)剩余的CO2 (4)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2 (5)78% Na2O2不同于不同于Na2O的性質(zhì)的性質(zhì) (1)Na2O2與酸反應(yīng)