【知識網(wǎng)絡(luò)】
1．理清知識主線：NaNa2ONa2O2NaOHNa2CO3NaHCO3

2．熟悉鈉及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系

【核心知識梳理】
一、鈉的性質(zhì)及應(yīng)用
1．鈉的物理性質(zhì)：銀白色，有金屬光澤的固體，質(zhì)地柔軟，熔點(97.8℃)低(小于100 ℃)，密度(0.97g·cm－3)比水的小，但比煤油的大
2．從鈉的原子結(jié)構(gòu)認識鈉的化學性質(zhì)——強還原性

(1)與非金屬反應(yīng)
①常溫下與空氣接觸緩慢氧化：4Na＋O2===2Na2O (現(xiàn)象：白色固體——新切開的鈉斷層變暗)
②在空氣(或氧氣)中燃燒：2Na＋O2Na2O2 (現(xiàn)象：發(fā)出黃色的火焰，產(chǎn)生淡黃色固體)
③鈉與硫混合研磨生成Na2S：2Na＋S===Na2S (研磨時容易爆炸)
④在氯氣中燃燒：2Na＋Cl22NaCl (白煙，火焰為黃色)
⑤與氫氣反應(yīng)生成NaH：2Na＋H22NaH
(2)與水反應(yīng)：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
【實驗探究】Na與H2O(含酚酞)反應(yīng)的現(xiàn)象及解釋

(3)與酸的反應(yīng)：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑ 2Na＋2H+===2Na+＋H2↑ (直接與H+反應(yīng))
【微點撥】①鈉與酸反應(yīng)比與水反劇烈，極易爆炸，要特別小心
②鈉與酸溶液反應(yīng)時先與酸反應(yīng)生成H2，如果鈉過量，鈉把酸消耗盡之后，再與水反應(yīng)
(4)鈉與堿溶液的反應(yīng)：鈉與堿溶液反應(yīng)的實質(zhì)是Na與水的反應(yīng)
Na與NaOH溶液的反應(yīng)：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑(僅此一步反應(yīng))
(5)鈉與鹽溶液的反應(yīng)：鈉與鹽溶液反應(yīng)時，首先與水反應(yīng)生成NaOH，然后NaOH與鹽發(fā)生復分解反應(yīng)(若氫氧化鈉不與鹽反應(yīng)，則只有鈉與水的反應(yīng))
①與CuSO4溶液反應(yīng)
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ (1)
CuSO4＋2NaOH===Na2SO4＋Cu(OH)2↓ (2)
合并(1)和(2)得 (方法：去掉NaOH)
2Na＋2H2O＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑
②Na與Fe2(SO4)3溶液的反應(yīng)
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
6NaOH＋Fe2(SO4)3===2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4
合并(1)和(2)得 (方法：去掉NaOH)
6Na＋6H2O＋Fe2(SO4)3===3Na2SO4＋2Fe(OH)3↓＋3H2↑
③與NH4Cl溶液反應(yīng)：2Na＋2NH4Cl===2NaCl＋2NH3↑＋H2↑
(6)鈉與熔融狀態(tài)的鹽反應(yīng)：通常金屬鈉不能從鹽溶液中置換出金屬；若鹽為熔融狀態(tài)，鈉可以置換出較不活潑的金屬，如：
4Na＋TiCl44NaCl＋Ti
Na＋KClNaCl＋K↑ (制取金屬鉀，因為鉀的沸點比鈉的低，使鉀成為鉀蒸氣而逸出)
(7)與有機物反應(yīng)
①與乙醇反應(yīng)：2CH3CH2OH＋2Na2CH3CH2ONa＋H2↑
②與苯酚反應(yīng)：
③與乙酸反應(yīng)：2Na＋2CH3COOH2CH3COONa＋H2↑ (鈉與乙醇、苯酚、乙酸反應(yīng)越來越劇烈)
3．鈉的制取及保存
(1)制取(電解熔融的NaCl)：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
(2)保存：密封保存，通常保存在石蠟油或煤油中
4．鈉的取用：取用時一般先用鑷子把鈉從煤油中夾出來，并用濾紙吸干表面的煤油，然后在玻璃片用小刀切下一塊綠豆粒大小的鈉，并將多余的鈉放回原試劑瓶中
5．鈉的存在與用途
(1)存在：自然界中鈉只能以化合態(tài)的形態(tài)存在，主要以氯化鈉的形式存在
(2)用途：
①鈉、鉀合金(液態(tài))可用于原子反應(yīng)堆的導熱劑
②金屬鈉還可用于鈦、鋯、鈮、鉭等金屬的冶煉：4Na＋TiCl44NaCl＋Ti
③用作電光源，制作高壓鈉燈
④制備過氧化鈉
6．金屬鈉露置在空氣中的變化過程：金屬鈉長期露置于空氣中最終完全轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3粉末，此過程中的主要變化與現(xiàn)象如下所示
Na(NaOH______)

二、鈉的氧化物——氧化鈉與過氧化鈉
1．氧化鈉和過氧化鈉的比較
物質(zhì)
氧化鈉 (Na2O)
過氧化鈉 (Na2O2)
電子式


組成
Na+與O2－以2：1形成離子化合物
Na+與O(過氧根離子)以2：1形成離子化合物
陰、陽離子數(shù)之比
1:2
1:2
顏色狀態(tài)
白色固體
淡黃色固體
是否為堿性氧化物
是
不是 (過氧化物)
氧元素化合價
－2 (最低價態(tài))
－1 (中間價態(tài))
生成條件
常溫下與鈉反應(yīng)
加熱或點燃金屬鈉
化
性
熱穩(wěn)定性
不穩(wěn)定(2Na2O＋O22Na2O2)
穩(wěn)定
與H2O反
Na2O＋H2O===2NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
與CO2反應(yīng)
Na2O＋CO2===Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
與酸反應(yīng)
Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O
2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O
氧化性
弱氧化劑
強氧化劑
主要用途
用于制取少量Na2O2、燒堿
強氧化劑、漂白劑、供氧劑
保存
干燥、封閉
干燥、封閉
【微點撥】
①Na2O2具有強氧化性，但Na2O2與水、CO2反應(yīng)時，水中的氫與CO2中的碳都處于最高價態(tài)，不能被氧化，故反應(yīng)為Na2O2自身的氧化還原反應(yīng)，Na2O2既是氧化劑又是還原劑，1 mol Na2O2參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移1 mol的電子
②Na2O2的漂白性是指Na2O2生成的氧氣可以將一些有色有機物氧化成無色，此性質(zhì)稱其為漂白性。漂白有色物質(zhì)的反應(yīng)也是氧化還原反應(yīng)，是化學性質(zhì)；與活性炭的漂白原理——吸附有色物質(zhì)發(fā)生物理變化不同
③Na2O2與其他物質(zhì)反應(yīng)時不一定都產(chǎn)生O2，如：Na2O2＋SO2===Na2SO4
④Na2O2與CO2、H2O(g)反應(yīng)的先后順序：一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反應(yīng)，可看作Na2O2先與CO2反應(yīng)，待CO2反應(yīng)完全后，Na2O2再與H2O(g)發(fā)生反應(yīng)
2．Na2O2的強氧化性與還原性：Na2O2中氧元素為－1價，處于中間價態(tài)，既有氧化性又有還原性，主要表現(xiàn)較強的氧化性
(1)強氧化性
①Na2O2與SO2的反應(yīng)：Na2O2＋SO2===Na2SO4
②Na2O2與Na2SO3溶液的反應(yīng)：Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋NaOH
③Na2O2與FeCl2溶液的反應(yīng)：能將Fe2＋氧化成Fe3＋，得到Fe(OH)3沉淀并產(chǎn)生無色氣體
④Na2O2與氫硫酸的反應(yīng)：Na2O2＋H2S===2NaOH＋S (溶液變渾濁)
⑤Na2O2與品紅溶液的反應(yīng)：能使品紅溶液褪色
⑥Na2O2能使酚酞試液先變紅(產(chǎn)生了堿)后褪色(漂白性)，同時產(chǎn)生無色的氣泡
(2)遇KMnO4等強氧化劑時，表現(xiàn)出還原性，氧化產(chǎn)物為O2
(3)遇CO2、H2O、H＋則發(fā)生自身的氧化還原反應(yīng)

3．CO和H2完全燃燒后的產(chǎn)物與Na2O2反應(yīng)的計算
【討論1】a g H2在O2中完全燃燒，將其燃燒產(chǎn)物(H2O)通過足量的Na2O2固體，Na2O2固體質(zhì)量增加多少克？
2H2＋O22H2O ①
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ ②
①＋②得：H2＋Na2O2===2NaOH
【結(jié)論1】a g H2在O2中完全燃燒，將其燃燒產(chǎn)物通過足量的Na2O2固體，恰好能使Na2O2固體質(zhì)量增加a g
【討論2】a g CO在O2中完全燃燒，將其燃燒產(chǎn)物(CO2)通過足量的Na2O2固體，Na2O2固體質(zhì)量增加多少克？2CO＋O22CO2
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
①＋②得：CO＋Na2O2===Na2CO3
【結(jié)論2】a g CO在O2中完全燃燒，將其燃燒產(chǎn)物通過足量的Na2O2固體，恰好能使Na2O2固體質(zhì)量增加a g
【結(jié)論3】a g H2和CO的混合氣在O2中完全燃燒，將其燃燒產(chǎn)物通過足量的Na2O2固體，恰好能使Na2O2固體質(zhì)量增加a g
【結(jié)論4】凡分子組成符合通式(CO)m(H2)n的物質(zhì)，a g該物質(zhì)在O2中完全燃燒，將其燃燒產(chǎn)物(CO2、H2O)通
過足量的Na2O2固體，恰好能使Na2O2固體質(zhì)量增加a g。或是由C、H、O三種元素組成的物質(zhì)，只要C、O原子個數(shù)比為1∶1，即可滿足該條件。中學階段常見的符合這一關(guān)系的物質(zhì)有
①無機物：CO 、H2及CO與H2的混合氣
②有機物：甲醛(CH2O)、甲醇(CH4O)、乙酸(C2H4O2)、甲酸甲酯(C2H4O2)、乳酸C3H6O3)、葡萄糖(C6H12O6)
及果糖(C6H12O6)等
③對于a g有機物(CxHyOz)在O2中完全燃燒，將其燃燒產(chǎn)物通過足量的Na2O2固體
若x＝z，則增重為a g；若x＞z，則增重為大于a g；若x＜z，則增重為小于a g
三、碳酸鈉與碳酸氫鈉
1．Na2CO3、NaHCO3的性質(zhì)比較
物質(zhì)
比較項目
Na2CO3
NaHCO3
俗名
純堿、蘇打
小蘇打
色與態(tài)
白色粉末
細小白色晶體
水溶性
都易溶于水，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度
溶液的堿性
顯堿性(較強)
顯堿性(較弱)
熱穩(wěn)定性
穩(wěn)定、受熱不易分解
不穩(wěn)定受熱分解
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
與酸反應(yīng)
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
相同條件下NaHCO3比Na2CO3反應(yīng)放出氣體劇烈
與NaOH反應(yīng)
不反應(yīng)
NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
與Ca(OH)2反應(yīng)
Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
與Ca(OH)2反應(yīng)存在少量過量問題
與BaCl2反應(yīng)
Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl
不反應(yīng)
與CO2及H2O
Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
不反應(yīng)
相互轉(zhuǎn)化

用途
玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金等工業(yè)
發(fā)酵粉的主要成分之一、滅火器、治療胃酸過多

2．碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別與除雜
(1)Na2CO3、NaHCO3的鑒別方法
①利用熱穩(wěn)定性不同：將固體加熱，無明顯變化的是Na2CO3；放出無色的能使澄清石灰水變渾濁的是NaHCO3
②利用和酸反應(yīng)生成氣體的速率不同(相同條件下)：向固體(或溶液)中滴加相同濃度鹽酸，產(chǎn)生氣泡速率快(或立即產(chǎn)生氣泡)的是NaHCO3；產(chǎn)生氣泡速率慢(或開始不產(chǎn)生氣泡)的是Na2CO3
③利用陰離子的不同：向固體中滴加BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀的是Na2CO3；不產(chǎn)生白色沉淀的是NaHCO3
④利用溶液的酸堿性不同：分別測定相同濃度溶液的pH，pH大的為Na2CO3；pH小的為NaHCO3
(2)Na2CO3與NaHCO3的除雜
混合物(括號內(nèi)的為雜質(zhì))
除雜方法或所用試劑
反應(yīng)原理
Na2CO3固體(NaHCO3)
加熱法
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2
Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入適量的NaOH溶液
NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
【微點撥】
①鑒別Na2CO3和NaHCO3時，不能用NaOH溶液(雖然前者不反應(yīng)后者反應(yīng)，均無明顯現(xiàn)象)，也不能用澄清的石灰水或Ba(OH)2溶色液，均產(chǎn)生白色沉淀
②將CO2氣體通入飽和Na2CO3溶液中開始無明顯現(xiàn)象，后有沉淀析出。原因是①生成NaHCO3的質(zhì)量比原Na2CO3的質(zhì)量大；②NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度；③反應(yīng)消耗溶劑水
3．Na2CO3溶液與鹽酸互滴時反應(yīng)現(xiàn)象的不同點——互滴實驗 (不用其它試劑鑒別Na2CO3與鹽酸的方法)
(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸 (開始時酸不足)
先：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl　無氣體產(chǎn)生
后：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑　有氣體產(chǎn)生
現(xiàn)象：剛開始無氣泡產(chǎn)生，鹽酸滴加到一定量后，有氣泡產(chǎn)生
(2)向鹽酸中逐滴加入Na2CO3溶液 (開始時酸過量)
2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O
現(xiàn)象：立即產(chǎn)生大量的氣泡
4．侯氏制堿法
制備原料
食鹽、氨氣、二氧化碳——合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣；其反應(yīng)為
C＋H2O(g)CO＋H2，CO＋H2O(g)CO2＋H2
工藝流程

反應(yīng)原理
往飽和食鹽水中依次通入足量的NH3、CO2(氨堿法)，利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCO3從溶液中析出
(1)產(chǎn)生NaHCO3的反應(yīng)：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
(2)產(chǎn)生Na2CO3的反應(yīng)：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
綠色思想
循環(huán)使用的物質(zhì)為CO2、飽和食鹽水
5．CO2與堿溶液反應(yīng)產(chǎn)物的判斷
(1)CO2與單一組分反應(yīng)產(chǎn)物的分析——CO2通入NaOH溶液
①反應(yīng)原理：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
CO2＋NaOH===NaHCO3
②反應(yīng)后溶質(zhì)成分的判斷

溶質(zhì)成分
x≤1∶1
NaHCO3
1∶1V(ab)(即Oa段消耗鹽酸的體積大于ab段消耗鹽酸的體積)
溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3和NaOH
若V(Oa)

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