第二单元钠、镁及其化合物(一)钠及其化合物一、钠的物理性质二、钠的化学性质1、与水的反应切割绿豆大小钠放入滴有酚酞的水中,并迅速盖上表面皿,观察现象。
现象浮, 熔, ,游, 响,红化学方程式:离子方程式:问:若将金属钠投入CuSO4溶液中,会生成铜么?2、与非金属反应Ⅰ、钠与氧气反应:钠在空气中逐渐被氧化成Na2O,而在氧气中燃烧则生成Na2O2。
Ⅱ、在氯气中燃烧:剧烈、产生白色的烟Ⅲ、和硫粉混合研磨:(火星四射、发生爆炸)保存:隔绝空气和水,加煤油密封。
三、钠的存在和主要用途1、元素存在形态游离态以单质形态存在化合态(以化合物形态存在)2、钠的存在:钠在自然界里没有游离态,只能以化合态存在。
食盐(NaCl)纯碱(Na2CO3· 10H2O)Na2SO4, NaNO3等。
3、钠的主要用途性质决定用途(1)、制Na2O2(2)、制Na-K合金,做原子反应堆导热剂(3)、高压钠灯(4)、还原稀有金属四、钠的化合物1.氧化钠和过氧化钠的比较比较内容Na2O Na2O2颜色、状态白色固体淡黄色固体氧的化合价—2价—1价(过氧离子O22—)电子式稳定性较不稳定较稳定生成条件通过钠的常温氧化生成通过钠的燃烧生成物质类别碱性氧化物过氧化物(不是碱性氧化物)与水反应Na2O + H2O==2NaOH 2Na2O2 + 2H2O==4NaOH + O2↑与CO2反应Na2O + CO2==Na2CO32Na2O2 + 2CO2==2Na2CO3 + O2与盐酸反应Na2O + 2HCl==2NaCl + H2O 2Na2O2+ 4HCl==4NaCl + 2H2O + O2↑用途用于少量Na2O2制取强氧化剂、漂白剂、供氧剂保存密封保存密封保存澄清石灰水碳酸钠 碳酸氢钠2.碳酸钠与碳酸氢钠 化学式 Na 2CO 3 Na 2CO 3·10H 2ONaHCO 3 俗 名 纯碱、苏打—小苏打溶解性 易溶于水易溶于水(溶解度较Na 2CO 3小)色 态 白色粉末 无色晶体 细小白色晶体热稳定性 稳定易失水、风化受热易分解2NaHCO 3Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑H +CO 32-+2H +=CO 2↑+H 2O 较快,分步进行HCO 3-+H +=CO 2↑+H 2O 剧烈 NaOH不反应HCO 3-+OH —=CO 32-+H 2O 石灰水CO 32-+Ca 2+=CaCO 3↓石灰水足量:HCO 3-+Ca 2++OH -=CaCO 3↓+H 2O 石灰水不足:2HCO 3-+Ca 2++2OH —=CaCO 3↓+2H 2O+CO 32-BaCl 2 CO 32-+Ba 2+=BaCO 3↓ 不反应(若再加NaOH ,则有沉淀)CO 2 NaCO 3+CO 2+H 2O=2NaHCO 3不反应用途 用于玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业,洗涤 发酵剂、灭火器,医疗上用于治胃酸过多转化3.钠的其它重要化合物(1)硫酸钠Na2SO4·10H2O,俗名:芒硝,为无色晶体。
硫酸钠用途:制玻璃、造纸、染色、纺织、制水玻璃,在医药上用作缓泻剂等。
硫酸钠分布:盐湖、海水及矿物中。
(2)氢氧化钠,氢氧化钠为白色固体,极易溶于水(并放出大量热),易吸水而发生潮解,在空气中还易变质,反应为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
俗名:苛性钠、烧碱、火碱,氢氧化钠有很强腐蚀性,它是一种重要的碱,具有碱的通性。
工业制法:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH保存:密封保存。
试剂瓶不能用玻璃塞,应用橡皮塞。
因为烧碱能与玻璃成分中的SiO2发生反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,生成的Na2SiO3使玻璃塞与瓶口粘结。
4、有关钠及其化合物的几个问题1.金属钠露置在空气中的变化过程:银白色金属钠2.Na2CO3与盐酸的互滴反应(1)向盐酸里逐渐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)开始就有气体放出;(2)向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸(开始时酸不足)开始无气体产生:HCl+Na2CO3=NaCl+NaHCO3(无气泡)HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O可见不同的滴加顺序产生不同的现象,利用这种现象不用其他试剂就可鉴别Na2CO3溶液和盐酸。
3.碳酸氢钠和碳酸钠的制法(1)制取NaHCO3的方法①减压低温蒸干NaHCO3溶液。
NaHCO3遇热易分解,其水溶液加热更易分解,所以不可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得NaHCO3晶体。
②往饱和Na2CO3溶液中通入CO2,过滤得到晶体。
Na2CO3+C02+H2O=2NaHCO3(2)制取Na2CO3的方法往饱和食盐水中依次通人足量的NH3、CO2(氨碱法),利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理,使NaHCO3从溶液中析出(依次通人CO2、NH3至饱和行吗?):NH3+H2O+CO2=NH4HCO3NH4HCO3 +NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl (制纯碱的工业方法)2NaHCO3−→−∆Na2CO3 +CO2↑+H2O五.焰色反应许多金属或它们的化合物在燃烧时火焰呈特殊的颜色,这在化学上叫做焰色反应,是一种物理变化,是元素的性质而不仅属化合物。
钠是黄色;钾是紫色(透过蓝色钴玻璃);钙是砖红色。
1.焰色反应原理电子在原子核外不同的轨道上运动,当其受热时,处在能量较低轨道的电子会吸收能量从低能级跃迁到能量较高的轨道。
这些处于高能量轨道的电子不稳定,又会跃迁到能量较低的轨道,并释放出能量,这些能量以一定波长的光的形式释放。
而且不同的元素产生不同波长的光,故此原理常用于光谱分析。
按此理论,任何元素的原子灼烧时都应呈现一定的焰色,但我们所说的焰色实际为可见光,故只有部分金属元素才有特殊的焰色。
焰色反应指的是元素的性质,相应金属不管是离子还是单质灼烧时都会呈现其焰色。
做焰色反应的实验时应注意:①火焰本身尽可能无色,②铂丝要洁净,③焰色反应鉴定物质的方法,一般是在其他化学方法无效时才采用。
2.焰色反应的操作步骤:(1)铂丝放在酒精灯上灼烧至与铂的原来颜色相同;(2)蘸取待测溶液;(3)在酒精灯上灼烧,观察焰色;(4)用稀盐酸洗净铂丝,在酒精灯上灼烧。
进行焰色反应之前,灼烧铂丝是为了防止操作之前铂丝上的残留物对实验产生影响。
用盐酸洗铂丝灼烧可除去铂丝上的残留物对后面实验的干扰。
不用硫酸是由于盐酸盐比硫酸盐更易挥发,对实验的影响小。
焰色反应所用铂丝昂贵,实验室常用光洁的铁丝、铬丝、钨丝等无焰色的金属代替。
六.碱金属中的一般和特殊之处1.Na、K需保存于煤油中,但Li的密度比煤油小,所以Li必须保存在密度更小的石蜡油中或密封于石蜡。
2.碱金属中,从Li至Cs,密度呈增大的趋势,但ρ(K)=0.862g/cm3<p(Na)=0.971e/cm3。
3.酸式盐的溶解度一般大于正盐,但溶解度NaHCO3<Na2CO3。
4.氧在化合物中一般显-2价,氢显+1价,但Na2O2、H202中的氧显-1价,NaH、CaH2中的氢显-1价。
5.试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但IA金属Na、K等除外。
6.一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属,但对IA非常活泼的金属Na、K 等除外。
如:2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4七、钠的制备工业上一般采用电解熔融NaCl来制备金属钠。
方程式为:(二)镁及其化合物从海水中提取镁的过程中所涉及的离子方程式。
(1)(2)(3)(4)a、物理性质b、化学性质Ⅰ与O2反应:Ⅱ与N2反应Ⅲ与CO2反应:现象:镁条剧烈燃烧,发出耀眼的强光,集气瓶壁发烫,瓶内壁附着有黑色物质和白色物质。
Ⅳ与酸反应:Ⅴ与H2O反应(三)电解质与非电解质一、电解质与非电解质电解质非电解质定义在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物化合物的类型离子化合物(强碱、盐),某些极性键共价化合物(酸、弱碱)主要是非极性键、弱极性键共价化合物能否直接电离溶于水或熔融时能直接电离溶于水或熔融时不能直接电离通电时现象溶于水或熔融时能导电溶于水或熔融时不能导电实例H2SO4、HF、NaOH、NaCl、CaO等HF、H2S、H2CO3、CH3COOH等注意:①离子型的电解质在水溶液中或熔融状态下都可以导电,而共价型的电解质只有在水溶液中才能导电。
②单质,混合物既不是电解质也不是非电解质。
③CO2、NH3,SO2等溶于水得到的水溶液能导电,但它们不是电解质,因为导电的物质不是其本身。
,AgCl等)虽然水溶液不能导电,但是在融化时能导电,也④难溶的盐(BaSO4是电解质。
例、请指出下列物质中哪些是电解质,哪些是非电解质,哪些既不是电解质也不是非电解质,哪些是强电解质,哪些是弱电解质。
⑴H2SO4 ⑵液氨⑶Ca(OH)2 ⑷石墨⑸NH3·H2O ⑹H2O ⑺CH3COONH4⑻C2H5OH ⑼CaCO3 ⑽氨水⑾H3PO4⑿Na2O电解质:。
非电解质:。
既不是电解质也不是非电解质:。
强电解质:。
弱电解质:。
例、下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是()A.CH3COOH B.Cl2 C.NH4NO3D.SO2二、强电解质和弱电解质1.强电解质和弱电解质的比较比较的项目强电解质弱电解质定义化合物类型物质类别离子浓度导电能力电离程度电离平衡溶液中溶质微粒电离方程式说明:①电解质的强弱与溶解性无必然联系。
②电解质的强弱与溶液的导电性无必然联系。
③电解质的强弱与化学键没有必然联系。
例、下列说法正确的是()A.氯化钠溶液在电流作用下电离成钠离子和氯离子。
B.强电解质溶液不一定比弱电解质的导电性强。
C.共价键的极性强的化合物一定是强电解质。
D.强、弱电解质的导电性只由它们的浓度决定。
例、下列说法正确的是()A.强电解质一定是离子化合物。
B.含有强极性键的化合物不一定是强电解质。
C.强电解质的饱和溶液一定是浓溶液。
D.强电解质在水中一定能全部溶解。
⒉电离方程式的书写⑴强电解质用号:弱电解质用⑵多元弱酸分步电离,且第一步电离远远大于第二步电离,如碳酸:、(四)离子反应与离子方程式在水溶液中,有电解质参与的化学反应一般都是离子反应。
在水溶液中,电解质发生电离,产生的离子与其他化学物质(或离子)发生反应。
如在水溶液中氯化钠与硝酸银的反应,由于氯化钠在水溶液中电离成钠离子(Na+)和氯离子(Cl-),硝酸银在水溶液中电离成银离子(Ag+)和硝酸根离子(NO3-),氯离子与银离子发生下列反应:Ag++Cl-=AgCl↓离子反应进行的条件是使体系中离子的浓度减小。
离子反应生成沉淀、产生气体、生成水等弱电解质等能使溶液中离子的浓度减小。