金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用課件

Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu失去升高3很強(qiáng)還原一、鈉的物理性質(zhì)顏色、狀態(tài)熔、沸點(diǎn)密度硬度

色塊狀固體熔沸點(diǎn)較

比水

硬度

、質(zhì)地軟銀白低小小失去4Na＋O2===2Na2O白淡黃2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑電解熔融NaCl導(dǎo)熱劑黃遠(yuǎn)＋4NaCl液

1．實(shí)驗(yàn)室如何保存少量的金屬鈉？答案：放在煤油中密封保存。2．鈉在空氣中放置會發(fā)生怎樣的變化？答案：鈉在空氣中放置發(fā)生的變化過程與周圍環(huán)境條件密切相關(guān)。一般條件下，銀白色(Na)―→變暗(生成Na2O)―→變?yōu)榘咨腆w(NaOH)―→表面形成溶液(NaOH潮解)―→結(jié)塊(吸收CO2形成Na2CO3·10H2O)―→最終變成白色粉末(風(fēng)化生成Na2CO3)，有關(guān)反應(yīng)如下：3．金屬鈉著火，能用水撲滅嗎？答案：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？答案：金屬鈉與手上的水迅速反應(yīng)，生成的物質(zhì)NaOH，會燒傷手。1．鈉與水(滴有酚酞)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象原因金屬鈉熔化成閃亮的小球該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，鈉的熔點(diǎn)低金屬鈉浮在液面上鈉的密度比水小鈉在水面上四處游動，并發(fā)出“嘶嘶”聲反應(yīng)中產(chǎn)生氣體反應(yīng)后的溶液顯紅色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NaOH和H2，鈉與水反應(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)，實(shí)質(zhì)上是鈉與酸電離出的H＋反應(yīng)，所以當(dāng)金屬與酸溶液反應(yīng)時(shí)，由于溶液中的H＋主要來源于酸，因此鈉先與酸反應(yīng)，若鈉是過量的則繼續(xù)與水反應(yīng)。因?yàn)樗嶂蠬＋濃度遠(yuǎn)大于水中H＋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。3．鈉與鹽溶液反應(yīng)

Na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。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。[例1]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。該方法簡便、安全、現(xiàn)象明顯、有趣味性。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，將長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，乳膠管上帶有彈簧夾。實(shí)驗(yàn)時(shí)，往100mL的大試管中先加入40mL煤油，取綠豆粒大小的金屬鈉放入大試管后塞上橡皮塞，通過長頸漏斗加入滴有酚酞的水直至液體充滿整個(gè)試管。根據(jù)反應(yīng)中觀察到的現(xiàn)象，回答下列問題：(1)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________________________。

(3)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__________；長頸漏斗中________。

(5)簡述檢驗(yàn)產(chǎn)生氣體的方法：___________________________________________________________________。[解析]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)生的氣體在逸出過程中把鈉帶入煤油層，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，把液體反壓到長頸漏斗中。[答案]

(1)關(guān)閉彈簧夾，通過長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)間后液面差保持不變，說明裝置氣密性良好(2)鈉在煤油中逐漸下沉，至水面時(shí)與水發(fā)生反應(yīng)，熔化成閃亮的小球，像熱氣球一樣在煤油中作上下游動，最后完全消失

(3)水溶液從上至下逐漸由無色變?yōu)榧t色

(4)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，打開彈簧夾，點(diǎn)燃?xì)怏w，有淡藍(lán)色火焰產(chǎn)生1．Na2O與Na2O2比較化學(xué)式Na2ONa2O2顏色白色淡黃色狀態(tài)固體固體氧元素的化合價(jià)－2價(jià)－1價(jià)屬類堿性氧化物非堿性氧化物生成條件常溫下緩慢氧化燃燒或加熱熱穩(wěn)定性不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)化為Na2O2較穩(wěn)定化學(xué)式Na2ONa2O2與H2O反應(yīng)Na2O＋H2O===2NaOH2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑與CO2反應(yīng)Na2O＋CO2===Na2CO32Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2與HCl反應(yīng)Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑主要用途用于制取Na2CO3強(qiáng)氧化劑、漂白劑、供氧劑2．Na2O2與CO2、H2O反應(yīng)中有關(guān)量的關(guān)系

(1)物質(zhì)的量的關(guān)系：無論是CO2或H2O(g)的單一物質(zhì)還是二者的混合物，通過足量的Na2O2時(shí)，CO2或H2O(g)與放出O2的物質(zhì)的量之比均為2∶1，即氣體減小的體積等于生成O2的體積。

(2)固體質(zhì)量關(guān)系：相當(dāng)于固體(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看作發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)：Na2O2＋CO===Na2CO3、Na2O2＋H2===2NaOH(實(shí)際上兩反應(yīng)不能發(fā)生)。

(3)先后順序關(guān)系：一定量的Na2O2與一定量CO2和H2O(g)的混合物的反應(yīng)，解決問題時(shí)可視作Na2O2先與CO2反應(yīng)，待CO2反應(yīng)完成后，Na2O2再與H2O發(fā)生反應(yīng)。(4)電子轉(zhuǎn)移關(guān)系：兩反應(yīng)都是Na2O2自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)，每有1molO2生成時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子均為2mol。[例2]現(xiàn)有一定量含有Na2O雜質(zhì)的Na2O2試樣，用下圖的實(shí)驗(yàn)裝置測定Na2O2試樣的純度。(可供選用的反應(yīng)物只有CaCO3固體、6mol/L鹽酸、6mol/L硫酸和蒸餾水)回答下列問題：

(1)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A中分液漏斗閥門后微熱試管，若看到________________說明裝置氣密性好。

(2)裝置A中液體試劑選用鹽酸而不是硫酸，理由是________________________________________________________________________________________________________。(3)裝置B的作用是_________________________________；裝置C的作用是___________________________________；裝置E中堿石灰的作用是___________________________。

(4)裝置D中發(fā)生反應(yīng)生成氣體的化學(xué)方程式是：________________________________________________________________________________。

(5)若開始時(shí)測得樣品的質(zhì)量為2.0g，反應(yīng)結(jié)束后測得氣體體積為224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則Na2O2試樣的純度為_________。[解析]

(1)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內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，通過排出氣體或形成液柱判斷。

(2)實(shí)驗(yàn)室中用CaCO3與鹽酸反應(yīng)制取CO2，而不用H2SO4，原因是H2SO4與CaCO3反應(yīng)生成的CaSO4溶解度較小，會覆蓋在CaCO3固體表面，阻止反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。

(3)裝置B、C為凈化CO2的裝置，E為吸收未反應(yīng)的CO2的裝置，因該實(shí)驗(yàn)通過測定生成O2的體積而計(jì)算Na2O2的純度，故需將O2中的雜質(zhì)氣體除去。(5)根據(jù)反應(yīng)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2中Na2O2與O2的關(guān)系，可由生成O2的量計(jì)算樣品中Na2O2的質(zhì)量及純度。

[答案]

(1)F(或G)

F中長導(dǎo)管水面上升，停止加熱后水面下降(或G中導(dǎo)管口有氣泡冒出)(2)硫酸與CaCO3固體反應(yīng)生成的CaSO4微溶于水，會覆蓋在CaCO3固體表面，使反應(yīng)不能持續(xù)進(jìn)行

(3)除去氣體中的HCl干燥氣體吸收裝置D中反應(yīng)剩余的CO2

(4)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2(5)78%

Na2O2不同于Na2O的性質(zhì)

(1)Na2O2與酸反應(yīng)生成鹽和氧氣，故Na2O2不是堿性氧化物。

(2)Na2