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【教材实验热点】02金属钠性质的研究

专题02金属钠性质的研究

【教材实验梳理】

1.钠暴露在空气中的变化及反应分析

钠在空气中的变化：银白色的钠→变暗(生成了氧化钠)→变白(生成氢氧化钠)→潮解→变成白色固体(生成碳酸钠)

所以钠暴露在空气中，最终得到的是白色粉末。部分反应如下：

4Na+O2=2Na2O

Na2O+H2O=2NaOH

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

2.钠与氧气的反应

(1)常温下：

①操作及现象：用镊子夹取一小块钠，用滤纸将表面的煤油吸干净。将钠放在干燥玻璃片上，用小刀切去一端的外皮，可观察到钠表面的银白色逐渐褪去。

②反应的化学方程式：4Na+O2=2Na2O(白色固体，不稳定)

(2)加热：

①操作及现象

熔：钠受热熔化成银白色的小球；

烧：钠与氧气发生剧烈反应；

黄：反应时发出黄色火焰，反应后生成淡黄色固体。

②反应的化学方程式：2Na+O2Na2O2(淡黄色，较稳定)。

3.钠与水(含酚酞)的反应

(1)钠的取用及实验操作：用镊子夹取一小块钠，用滤纸将表面的煤油吸干净。将钠放在干燥玻璃片上，用小刀切取一小块绿豆大小的金属钠。在烧杯中加入一定量的水，滴加几滴酚酞试液，用镊子夹住取好的钠，迅速将钠放入烧杯中。

(2)钠与滴加酚酞的水反应的现象及解释

(3)钠与水反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。

4.焰色反应

(1)定义

金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫作焰色反应。

(2)操作步骤

①干烧：实验开始时，将铂丝(或光洁无锈的铁丝)放在酒精灯(最好用煤气灯)外焰上灼烧，至与原火焰颜色相同为止。

②蘸、烧与观色：将铂丝(或铁丝)蘸取需要检验的试样，在外焰上灼烧，观察火焰颜色。

③洗、烧：将铂丝(或铁丝)用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至无色，以除去金属丝表面可能残留的杂质。

(3)应用

①用于检测某种金属元素是否存在。

②添加到烟花中，使焰火更加绚丽多彩。

(4)常见元素的焰色

Na：黄色；K：紫色；Li：紫红色；Ca：砖红色；Cu：绿色。

①焰色反应属于物理变化，焰色属于元素的性质，即同种元素的单质或化合物，固体或相应的溶液均会产生同样的焰色。

②焰色反应适用于检验某些常规化学方法不能鉴定的金属元素，如Na、K等。

③观察钾的焰色反应时，要透过蓝色钴玻璃，这是因为大部分钾的化合物里含有少量的钠，钠的黄色火焰会影响观察结果，用蓝色钴玻璃可以滤去杂质钠的焰色。

④用稀盐酸清洗铂丝而不用稀硫酸的原因：铂丝表面的杂质与盐酸反应生成沸点较低的氯化物易气化挥发，而硫酸盐的沸点较高不易气化挥发。

5.Na2CO3、NaHCO3与酸反应的定量比较

(1)速率：相同条件下，NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率比Na2CO3与盐酸反应快。

(2)耗酸量：等质量或等物质的量的Na2CO3与NaHCO3均为前者耗酸量多。

(3)CO2生成量比较：

①等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，产生CO2的量相等。

②等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，NaHCO3产生的CO2多。

③等物质的量的HCl与足量的Na2CO3、NaHCO3分别反应，NaHCO3产生的CO2多

【答题技巧】

焰色反应的操作

先将铂丝蘸取盐酸溶液在酒精灯外焰上灼烧，反复几次，直到与酒精灯火焰颜色接近为止。然后用铂丝蘸取少量待测液，放在酒精灯外焰上灼烧，观察火焰颜色，若为黄色，则说明溶液中含Na＋；若透过蓝色钴玻璃观察呈紫色，则说明溶液中含K＋。

【典例讲解】

1．有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100mL大试管中先加40mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题：

(1)如何从试剂瓶中取用金属钠？剩余的Na能否放回原试剂瓶？_______。

(2)有关钠反应的现象是_______。

(3)大试管的溶液中出现的现象：_______。

(4)装置中液面的变化：大试管内_______；长颈漏斗内_______。

(5)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式：_______。

【点拨】金属钠与溶液反应现象分析思维模板

1.共性：因为钠与不同的溶液反应均属于剧烈的置换反应，故有共同的现象产生：①浮：钠浮在液面上；②熔：钠熔化成光亮的小球；③游：在液面上不停地游动直至反应完；④响：反应中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。

2.差异性：与酸及能形成弱碱的金属盐溶液反应时，由于溶液中H＋浓度较大，反应比与水剧烈，最后钠可能在液面上燃烧；与盐溶液反应时，还可