化学家园

钠知识归纳

                                      

【要点精析】

一、钠的重要化学性质

1．钠和氧气的反应

表2—1钠和氧气的反应

实验操作步骤	实验现象	结论及反应
（1）用小刀切一小块金属钠	银白色光亮切面	钠是银白色的质软的金属
（2）放置片刻	光亮切面变暗变白	常温下钠易与氧气反应 4Na+O2=2Na2O
（3）放在石棉网上加热	剧烈燃烧，黄色火焰生成浅黄色固体	钠易燃烧，产物不是氧化钠 2Na+O2===Na2O2

2．钠还可与卤素、硫等非金属反应生成卤化物和硫化物。

3．钠和水反应：

表2—2钠和水反应

实验操作步骤	实验现象	结论
（1）一小块钠，擦去表面的煤油，投入装有少量水的烧杯中。	①钠浮在水面上②钠熔化成闪亮的小球③钠向各个方向游动④反应伴有嘶嘶声响⑤钠最后消失	①钠的密度比水小②钠与水反应放热，钠的熔点低③钠和水反应有气体生成，推动钠游动④生成的气体发生燃烧爆鸣而产生嘶嘶声响。
（2）向水中加入酚酞	变红色	有NaOH生成
（3）另用排水法收集生成的气体，移近火焰点燃	轻微爆鸣声	有H2生成
（4）化学方程式	2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

4．钠和酸反应（钠与酸反应比与水反应剧烈，原因是酸中H⁺浓度较高）。如：      2Na+H₂SO₄==2NaOH+H₂↑

5．和盐反应（钠能将一些金属如钛、锆、铌、钽等从它们的熔融卤化物中还原出来）如：4Na+TiCl₄==4NaCl+Ti

二、钠的存在和用途

   联系的物理性质和化学性质，掌握钠的用途。

【学法点拨】

一、元素及其化合物学习的一般方法

1．抓住重点，以点带面

锂、钠、钾、铷、铯、钫六种金属元素，原子的最外层都只有一个电子，结构相似，化学性质也相似，它们形成的氧化物溶于水后都生成强碱，故统称为碱金属。在碱金属中，钠最重要，性质最为典型，是学习的重点。在学习钠的基础上，再学习其它碱金属元素，掌握碱金属元素的重要性质和变化规律。

2．归纳比较，讲究方法

对一种具体的物质来说，其知识链的基本构成如下：

结构一性质一制法、用途、保存、鉴别、分离、除杂、提纯等。我们要学会以物质的性质为中心，以物质的结构为基础的化学思考方法，物质为什么有这样的性质？要从物质的结构上找原因，物质为什么有这样的用途？它的保存、鉴别、分离等为什么能采用这样的方法？要从物质具有的物理性质和化学性质上去找根据，去理解问题，这是元素化合物学习的基本方法，也是形成化学思维的前提条件。

例如钠的学习，就可以按上面的思路进行。

钠是一种化学性质很活泼的金属单质，这是由它结构特点决定的，钠原子的最外电子层上有1个电子，在化学反应中容易失去1个电子，使最外电子层达到8电子稳定结构。钠为什么可以形成氧化物和过氧化物？为什么钠和氧气、氯气、水、酸等物质的反应很剧烈？钠与水反应时为何会浮在水面上？为什么能形成一个光亮的小圆球且剧烈运动并伴有响声？为什么要把钠保存在煤油中？等等问题均可以根据钠的性质得到正确的答案。根据这样的思路进行思考和学习，会起到事半功倍的效果，从而提高学习的效率。

二、以实验为基础，掌握钠的物理、化学性质

化学是一门以实验为基础的学科，学习钠时，总要配合一些关于钠的实验，或自己动手操作，或由老师演示，因此上化学课时要注意会看、会听、会想。听老师讲，明确实验目标，以便重点观察，做到听与看相结合；把观察到的各种实验现象，联系起来进行思考分析，做到看与想相结合。对实验的观察很重要，但对观察到的实验现象进行思考以求结果则更重要，这是学习元素及其化合物性质的重要方法之一。

1．观察钠的实物，掌握钠的物理性质

钠是银白色的金属，有良好的导电性和传热性，密度很小（0.97g/cm³），熔沸点低(m．p．97.81℃，b．p．882.9℃，硬度很低（能用小刀切开，硬度0.4，金刚石的硬度是10）。

2．做好化学实验，掌握钠的化学性质

   （1）钠跟氧气的反应，从煤油中取出的钠块，表面呈暗色，间有暗黄色斑点，然后用小刀切开，可见其本来面目，具有银白色光泽，但很快变暗，说明钠在常温下就能被氧气氧化，生成氧化钠：   

                 4Na+O₂====2Na₂O

把钠放在石棉网上加热，钠很快熔化并燃烧起来，发出黄色火焰，生成淡黄色固体过氧化钠：        4Na+O₂ 2Na₂O

   （2）钠跟水的反应，把一小块钠投入水中，可见钠浮在水面上，跟水剧烈反应，立刻熔成一个银白色的小圆球（钠的密度小于水、熔点低于水的沸点），在水面上快速游动，并发出嘶嘶响声，偶尔出现小火星，生成的气体移近火焰时，能产生轻微的爆鸣声，所得溶液可使酚酞变为红色，说明反应中生成了氢氧化钠和氢气：        

2Na + 2H₂O ==== 2NaOH + H₂↑

钠与水的反应可以概括为“浮、熔、游、响、红”五个字来记忆。本实验中产生的现象多，操作时须认真仔细，不要漏掉了每一个实验现象的观察。

3．通过钠与氧气和水的反应，归纳分析，联想拓展

（1）钠和非金属反应     2Na + Cl₂ ==== 2NaCl

2Na + Br₂ ==== 2NaBr

2Na + S ==== Na₂S

   （2）钠和盐的水溶液反应，钠先和溶液中的溶剂水反应，生成的氢氧化钠再和盐发生复分解反应。如钠和硫酸铜溶液反应时，钠先和水反应，生成的产物再和硫酸铜反应：

2Na + 2H₂O ====2NaOH + H₂↑

2NaOH + CuSO₄ ====Cu(OH)₂ ↓+ Na₂SO₄↑

综合：       2Na + CuSO₄ + 2H₂O ==== Cu(OH)₂↓+ Na₂SO₄ + H₂↑

再如钠和氯化铁溶液反应：

6Na + 2FeCl₃ + 6H₂O === 2Fe(OH)₃↓ + 3NaCl + 3H₂↑

   (3)钠和酸溶液反应 钠和水反应能置换出水中的氢生成氢气,那么钠跟酸溶液当然也可以反应而生成氢气，但反应要比钠与水的反应剧烈得多，甚至发生猛烈的爆炸。如：

            2Na+H₂SO₄==Na₂SO₄+H₂↑

            2Na+2HCl==2NaCl+H₂↑

      3．学习完钠的化学性质，立即整理归纳，使之形成知识网络，这是本单元知识网络的基础：

再根据钠的原子结构，分析钠具有强还原性的本质原因。在化学反应中，钠原子很容易失去一个电子，成为正一价的阳离子，这就是钠具有强还原性的本质原因，当钠遇到具有氧化性的非金属单质时，都能被氧化，甚至是水这样极弱的氧化剂都能将它氧化，可见其还原性之强烈了。

4．从钠在空气中易被氧化，可推知钠露置于空气中的一系列变化：

Na→Na₂O(含少量Na₂O₂)→NaOH→Na₂CO₃→Na₂CO₃·10H₂O→Na₂CO₃

三、结合性质，掌握钠的存在和用途

学习钠在自然界中的存在和性质，要同钠的性质联系起来。钠是一种极活泼的金属，所以钠自然只能以化合态形式存在，而且主要是以钠盐形式存在的；钠跟氧气反应，就联想到 可用钠来制取过氧化钠；钠具有很强的还原性，联想到钠是一种强还原剂；此外，金属钠的导电性、导热性，就联想到用于原子反应堆和电光源上，等等。总之，从物质的性质入手。推导出物质的存在和用途，这是学习掌握物质的存在和用途的最佳方法。

【范例解析】

例1  将2.3克金属钠投入97.9克水中，所得到的溶液中其溶质的质量分数（  ）

   A．2.3%                   B． 4%               C．小于4%          D．大于4%

分析 钠放入水中，与水反应，生成NaOH溶于水中形成氢氧钠溶液，同时放出H₂。因此可依下列关系式进行计算：

     2Na   ~   2NaOH   ~   H₂

     46          80          2

    2.3g         Xg          Yg

    === ===

    解之    X=4g   Y=0.1g

     溶液的质量为：   2.3g+97.7g－0.1g<100g

     所以溶液的质量分数大于4%，

解答 选D

例2  将2.3克钠、2.4克镁、2.7克铝各分别投入含1.825克HCl的盐酸溶液中产生的H₂（     ）

A．一样多              B．钠最多　　　         Ｃ．铝最多　　　　Ｄ．镁和铝一样多

分析　将钠、镁、铝分别投入盐酸中，三种金属均与盐酸反应生成氢气，若盐酸足量，则生成氢气的量由金属来确定；若盐酸不足，镁、铝与盐酸反应生成氢气的多少由盐来确定，而过量的钠还可与水反应。故可依下列关系进行计算：

2Na  ~  H₂         Mg  ~  2HCl  ~H₂        2 Al  ~  6HCl  ~  3H₂

    46       2          24       73    2          54       219      6

   2.3g     Xg       2.4g     1.825g   Yg          2.7g     1.825g     Zg

可以看出，镁、铝与盐酸的反应中金属是过量的，故应按盐酸的量进行计算，而钠不论过量与否，产生氢气的量都可直接由钠来计算，则有：

                  

解之： X=0.1g    Y=0.05g    Z=0.05g

解答  选B、D

例3  氢化钠（NaH）是一种白色的离子晶体，其中钠是+1价， NaH与水反应放出氢气。下列说法，正确的是（     ）

   A．NaH在水中显酸性

   B．NaH中氢离子的电子层排布与氦原子相同

   C．NaH中氢离子的半径比锂离子半径大

   D．NaH中氢离子可被还原为氢气

   解：据题中信息及氧化还原反应的规律，反应式为：NaH+H₂O=NaOH+H₂↑，所以A不对；NaH中H为﹣1价，H^﹣和Li⁺与氦原子电子层排布相同，Li⁺核电荷数经比H⁺大，半径比H^﹣小，B、C正确；反应中H由﹣1价升到0价，被氧化，D错误。

    解答 选B、C

例4  有一块表面被氧化成氧化钠的金属钠，质量是0.584克，放入9.436克水中，当反应完毕时，生成氢气的质量为0.02克。此金属钠中有多少克钠在跟水反应前已经被氧化？所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数是多少？

分析 本题涉及到以下三个反应：

                4Na+O₂====2Na₂O

               Na₂O+H₂O====2NaOH

              2Na+2H₂O====2NaOH+H₂↑

根据题意，将题目简化为下图形式：

可以看出，首先应从反应生成的氢气的质量求出原混合物中钠的质量，并计算出钠跟水反应生成的氢氧化钠的质量；然后用原混合物的总质量0.584克减去钠的质量，求出氧化钠的质量，再由氧化钠的质量计算出被氧化的钠的质量以及这些氧化钠与水反应生成的氢氧化钠的质量，进而计算出生成的氢氧化钠的总质量；所得氢氧化钠溶液的总质量是原固体混合物与水的质量之和减去生成氢气的质量，最后即可计算出溶质氢氧化钠的质量分数。

解答：设含钠M克，M克钠生成的氢氧化钠质量为x₁克，被氧化的钠的质量为y克，以题意：

      2 Na + 2H O=====2NaOH + H

       2 23g           2 40g  2g

        Mg             x₁­g    0 .02g

              

           解之： M==0.46g ，  x ==0.8g

                  4Na  +  O ===  2Na O

                  4×23g           2×62g

yg             (0.548－0.46)g

     解之： y==0.092g，那么原混合物中氧化钠0.584－0.46==0.124g，这些氧化钠与水反应生成的氢氧化钠为x 克，则

                  Na O  +  H O====2NaOH

                   62g               2×40g

                   0.124g              x

                

解之： x ＝0.16g，则生成的氢氧化钠总质量为x + x =0.8+0.16=0.96g，而氢氧化钠溶液的总质量为9.436g+0.584g－0.02g==10g， 则氢氧化钠的质量分数为

           

答：金属钠样品中被氧化的钠为0.092克，最后所得氢氧化钠溶液的质量分数是9.6%。

【作者: 大虫】【访问统计:】【2005年10月13日 星期四 19:51】【 加入博采】【打印】