高中化学/目录/钠及其重要化合物

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钠元素在地球上有广泛的分布,是最常见的碱金属元素,其在地壳中的含量排列为第六。钠在自然界中主要以离子()的状态而存在;其离子是海洋中含量最丰富的阳离子。在人体中,钠离子在维持体液渗透压方面有相当大的作用。

钠单质[编辑]

钠在石蜡油中保存

像开头所说的,钠在自然界中没有单质存在。钠单质是相当活泼的金属,甚至在常温下就会和空气较快地反应。

在空气中用小刀切开一小块钠,可以看到,暴露的钠会逐渐褪去其金属光泽,变得黯淡。这一过程中,钠和氧气生成白色的氧化钠:

为了提炼出这种活泼的金属,人们只能借助于电解法这种强大的氧化还原工具。

所以钠单质是比较昂贵的(尽管它是最便宜的碱金属单质)。中学阶段的实验对钠单质的纯度要求不高,在实验后如果还有剩余的钠,应该放回原瓶中。

钠亦可以与水反应。在烧杯中加入水,滴几滴酚酞,把一块绿豆大小的钠投入水中。

进行钠与水反应的实验时,钠块只要绿豆大小就好。

试着描述你所观察到的现象,并推测这其中反应出的一些事实。

在钠与水的反应中,发生了如下反应:

试着写一下钠与硫酸铜溶液反应的化学方程式,并说一说为什么这样写。 将一小块钠投入硫酸铜溶液中,用事实来佐证你的观点。

在这个过程中,我们观察到:

  • 在水面上 → 这说明钠的密度比水小
  • 成光亮小球 → 钠的熔点低,且反应放热
  • 钠滴在四处动 → 钠与水反应产生了气体
  • 发出了“嘶”的响声 → 反应剧烈
  • 滴有酚酞的水变 → 反应生成碱性物质

如此,你理解了为什么贮藏了钠的仓库着火不能用水来灭火了吗?

在从一些较活泼金属的卤化物中冶炼金属时,有时也会用到钠。

钠的氧化物[编辑]

燃烧着的钠

当是暴露在空气中就会反应,若我们给钠加热,又会发生什么呢?

答案是,钠会燃烧。钠受热后,与氧气剧烈反应,发出黄色的火焰,生成一种淡黄色固体——过氧化钠()。

把生成的固体转移到试管里,加入几滴水,摸一摸试管,会有什么感觉?再滴加几滴水,把带火星的木条靠近试管口,会发生什么现象?最后在试管里加入几滴酚酞溶液,试管内的溶液又变成了什么颜色?

通过以上实验我们可以判断,过氧化钠和水反应放热,生成了氧气和碱性物质。

氧化钠和氧化钙的性质相似,试着据此写出它与水、、稀盐酸的化学方程式吧!

过氧化钠同理,只是产物中大都多了。在潜水艇中,过氧化钠可以作为供氧剂。

过氧化钠具有强氧化性,在工业生产中亦可作为漂白剂使用。

碳酸钠和碳酸氢钠[编辑]

使用苏打或小苏打能够减少或省略掉一些发酵食品的发酵时间,还可以调整食物的风味。

我们和这两种化合物最亲密的接触可能就是在厨房里了,作为食品添加剂,分别被叫做“苏打”(或者“碱面”)和“小苏打”。它们都可以和有机酸反应或者受热分解产生气体使食物变得疏松多孔。这两者在烹饪中的用途有什么区别吗?你可以询问一下长辈,或者通过下面的学习来回答这个问题。

与酸反应[编辑]

作为碳酸盐,有许多碳酸盐的通性。比如,像前面提过的,它可以和酸反应。不知道你有没有把醋和苏打混合过?那样你将观察到有大量的气泡产生。

碳酸氢钠与之类似。

仅从化学方程式的形式上考虑,你认为这两者哪一个与酸反应得更快呢?得出答案后不要马上下断论,试着设计一个实验证明一下你的想法吧!

其他区别[编辑]

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还在其他方面有区别。我们从下面的实验里体会它们之间的不同。

  • 分别取一克的并放到试管中,观察它们在外形上的区别。
  • 在试管中各加入蒸馏水,震荡;观察现象。
  • 分别配置等物质的量的浓度的,取等量各滴入三滴酚酞溶液;观察现象。
  • 在上述配好的溶液再取等量各滴加等量等浓度的澄清石灰水;观察现象。

你可以通过右面的链接中的信息来预测实验现象。

相互转化[编辑]

还可以相互转化。碳酸氢钠加热分解可以得到碳酸钠:

为了使产物更纯粹,在溶液中转化时应当选择添加什么物质?

这就是前面提过的“或者受热分解产生气体”。

在溶液中,还可以通过在中加入碱性物质来使它转化成.

溶液中加入少量酸可以将它转化为

(少量)

从上面的学习中我们了解到,似乎具有碱性,而甚至具有某些酸的特性。对于出现这种状况的原因,我们将在盐类水解这一章中学习到。

参考书目[编辑]

  1. 人民教育出版社《化学1 必修》(2007年3月第三版)第三章《金属及其化合物》相关内容
  2. 中文维基百科相关条目

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