我們必須認為西西弗斯是幸福的
文中化學方程式使用箭頭表示,都配平了
焰色反應
常見金屬的焰色:鈣磚紅,鍶洋紅,紫紅鋰銣綠色銅;鋇灼燒,黃綠色,鎂鋁鐵鉑沒焰色
\(\ce{Na}\)
物流性質:單質為銀白色,密度低(略小於水)熔點低硬度小,導電導熱效能良好,焰色試驗為黃色
\(\ce {Na,K}\) 儲存於煤油中,\(\ce{Li}\) 封存於石蠟中
同時 \(\ce{Na,K}\) 取出試劑瓶是可以放 回去的(逆天)
鈉失火後用沙土撲滅而不是水,因為會反應出大問題
\(\ce{Na}\) 元素位於週期表第三週期 $\ce I \ \ce A $ 族,顯 \(+1\) 價,主要體現還原性
\(\ce{Na}\) 的反應
\(\ce{Na}\) 和 \(\ce{O2}\) 反應
\(\ce{4Na + O2->2Na2O}\)
\(\ce{2Na + O2->[\Delta] Na2O2}\)
\(\ce{Na}\) 和 \(\ce{Cl2}\) 反應
\(\ce{2Na + Cl2->2NaCl}\)
產生大量白煙,實際上是 \(\ce{NaCl}\) 的固體小顆粒
\(\ce{Na}\) 和 \(\ce{H2O}\) 反應
\(\ce{2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2 ^}\)
\(\ce{2Na + 2H2O -> 2Na+ + 2OH- + H2 ^}\)
鈉和酚酞溶液的反應現象:浮熔遊響紅
注意鈉和水反應其實是鈉和水電離出的 \(\ce{H+}\) 反應而不是先變成 \(\ce{NaOH}\) 再和 \(\ce{H+}\) 反應
\(\ce{Na}\) 和酸的反應
\(\ce{2Na + 2H+ -> 2Na+ + H2 ^}\),反應比水會更加劇烈(\(\ce{H+}\) 更多)
\(\ce{Na}\) 和 \(\ce{CuSO4}\) 溶液反應
這是一個先水後鹽的疊加反應,不是置換反應
(1)\(\ce{2Na + 2H2O -> 2Na+ + 2OH- + H2 ^}\)
(2)\(\ce{Cu^2+ + 2OH- -> Cu(OH)2 v}\)
合起來就是 \(\ce{2Na + 2H2O + Cu^2+ -> 2Na+ + H2 ^ + Cu(OH)2 v}\)
鈉和熔融狀態鹽的置換反應
沒有水就可以置換了
比如 \(\ce{4Na + TiCl4 (熔融) ->[高溫] Ti + 4NaCl}\)
\(\ce{Na}\) 的製取
電解熔融氯化鈉 \(\ce{NaCl ->[電解] 2Na + Cl2 ^}\)
\(\ce{Na}\) 的化合物
氧化鈉和過氧化鈉
氧化鈉是白色固體,過氧化鈉是淡黃色固體
氧化鈉是鹼性氧化物而過氧化鈉是過氧化物不是鹼性
氧化鈉不穩定但是過氧化鈉穩定
氧化鈉和水/二氧化碳的反應生成氫氧化鈉/碳酸鈉,過氧化鈉還會多生成氧氣,酸同理過氧化鈉會多生成一個氧氣
\(\ce{2Na2O + O2 ->[\Delta] 2Na2O2}\)
過氧化鈉具有強氧化性,可以氧化有色物質、殺菌,可作漂白劑、殺菌劑
過氧化鈉和二氧化碳/水反應的機理:
(1)和水:\(\ce{Na2O2 + 2H2O -> 2NaOH + H2O2}\) 再有 \(\ce{2H2O2 -> 2H2O + O2 ^}\)
合起來就是 \(\ce{2Na2O2 + 2H2O -> 4NaOH + O2 ^}\)
第一步反應放熱使得過氧化氫分解,方程式兩邊的水抵消
(2)和二氧化碳:\(\ce{2Na2O2 + 2H2O -> 4NaOH + O2 ^}\),然後 \(\ce{2NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O}\)
合起來就是 \(\ce{2Na2O2 + 2CO2 -> 2NaCO3 + O2}\)
所以是溼潤的過氧化鈉和二氧化碳反應(或者至少得有水)
如果過氧化鈉要同時和水和二氧化碳反應可以視作先和二氧化碳反應之後再和水反應
關於過氧化鈉的強氧化性我們可以給出幾個氧化還原的方程式
(1)\(\ce{Na2O2 + SO2 -> Na2SO4}\)
(2)\(\ce{Na2O2 + Na2SO3 + H2O-> Na2SO4 + 2NaOH}\)
(3)\(\ce{Na2O2 + H2S -> 2NaOH + S v}\)(黃色沉澱)
雖然是強氧化性,但是不代表這傢伙完全不具備氧化性,在遇到例如高錳酸鉀這種還原性更強大佬的時候他也會被氧化,氧化產物是氧氣
注意,過氧化鈉加入石蕊/酚酞溶液的時候會有返色現象,就是生成氫氧化鈉使得溶液變色之後又會因為過氧化鈉的強氧化性褪色
碳酸鈉和碳酸氫鈉
擴充一下大蘇打是 \(\ce{Na2S2O3}\),臭蘇打是 \(\ce{Na2S}\)
碳酸鈉的用處一般是造紙、紡織、做肥皂和製作玻璃,前三個的原因是其溶液的鹼性
製作玻璃的方程式是 \(\ce{Na2CO3 + SiO2 ->[高溫] Na2SiO3 + CO2 ^}\),其中矽酸鈉是原料
碳酸氫鈉則一般是製藥和做糕點
糕點的原理是 \(\ce{2NaHCO3 ->[\Delta] Na2CO3 + H2O + CO2 ^}\) 會釋放二氧化碳
鑑別:加熱法,更容易產生氣體的是碳酸氫鈉
如果是溶液可以考慮沉澱法、氣體法、測定pH值等方法
加入鈣鋇的非沉澱鹽(不能是鹼),沉澱的是碳酸鈉
滴加鹽酸,立刻產生氣泡的是碳酸氫鈉,因為少量鹽酸和碳酸鈉會發生反應 \(\ce{HCl + Na2CO3 -> NaHCO3 + NaCl}\)
pH大的是碳酸鈉
溶解性、熱穩定性、鹼性都是碳酸氫鈉更差
相關除雜(括號內是雜質):
\(\ce{Na2CO3(aq)(NaHCO3)}\) :加入氫氧化鈉即可
\(\ce{Na2CO3(s)(NaHCO3)}\) :加熱即可
\(\ce{NaHCO3(aq)(Na2CO3)}\) :通入足量二氧化碳即可