钠

钠，符号 $\mathrm{N}\mathrm{a}$。

钠要保存在石蜡油或煤油中，隔绝空气。

钠的性质非常活泼，能与水发生剧烈反应，放出热量，反应后的溶液显碱性。

$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{=}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\uparrow$

• 离子方程式为：$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{=}\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$

性质

物理性质

• 颜色：银白色，有金属光泽；
• 密度：比水的密度小；
• 熔点：较低；
• 硬度：质地很软，能用小刀切割。

化学性质

电子排列顺序为：（+11）)2 )8 )1

容易失去一个电子形成相对稳定结构 $\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{\mathrm{+}}$：（+11）)2 )8

制取、保存和用途

1. 制取：解析失败 (语法错误): {\displaystyle \mathrm{2NaCl \text{(熔融)} \overset{电解}{=} 2Na + CL_2 \uparrow}}
2. 保存：密封保存在煤油或石蜡油中；
3. 用途：
   1. 钠钾合金（液态）可用于原子反应堆；
   2. 用作电光源；
   3. 冶炼某些金属等。

钠与其它物质反应

钠与水反应

$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{=}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$

反应现象：

• 浮在水面上；
  • 钠的密度比水小。
• 熔化成一个小球（放热反应）；
  • 钠的熔点低。
• 四处游动；
  • 有气体（氢气）生成。
• 发出嘶嘶的响声；
  • 反应产生大量氢气，裹有氢气的水泡在出水的一刻炸裂，形成尖锐的爆鸣声。
• 溶液变红.
  • 钠和水反应生成碱性物质（氢氧化钠），滴加无色酚酞溶液后显红色

总结出一句话：浮 熔 游 响 红。

钠与盐酸、稀硫酸等反应（实质与 ${\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}$ 反应）

钠会先与酸反应，如果过量，再与水反应。

$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{=}\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$ （钠过量时与水反应）

钠与盐溶液反应

一般考虑钠先与水反应，生成氢氧化钠后再与盐发生复分解反应。

例如 $\mathrm{N}\mathrm{a}$ 和 $\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$ 溶液反应：

1. $\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{=}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$
2. $\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{=}\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$

• 总反应：$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{=}\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$

钠的化合物

氧化纳

钠在空气中与氧气反应生成氧化纳：

$\mathrm{4}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{=}\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

因此，在实验室中，钠要保存在石蜡油或煤油中，隔绝空气。

• 颜色：白色。

过氧化钠

钠在加热条件下和氧气反应生成过氧化钠：

$\mathrm{4}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{\mathrm{\Delta }}{=}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

钠受热后先熔化，然后与氧气发生剧烈反应，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体 $\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$。

• 颜色：淡黄色。

过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气：

$\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{=}\mathrm{4}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$

过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气：

$\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{=}\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

• 此反应为放热反应；
• 根据此反应，过氧化钠可以制作氧气面罩。

碳酸钠和碳酸氢钠

碳酸钠 $\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$，俗称苏打。

• 白色粉末。
• 很稳定，受热不容易发生分解。

碳酸氢钠 $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$，俗称小苏打。

• 细小的白色晶体。
• 很不稳定，受热容易发生分解：

碳酸氢钠反应生成碳酸钠（固体状态）：$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\stackrel{\mathrm{\Delta }}{=}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$

• 可以利用加热的方法来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠。
• 溶解性：$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}>\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$
• 等浓度溶液碱性：$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}>\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$
• 与等浓度盐酸反应：$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}<\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$
• 热稳定性：$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}>\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

碳酸钠反应生成碳酸氢钠（溶液中）：$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{=}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

• 离子方程式为：$\mathrm{C}{O}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{=}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}{O}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{-}}$

鉴别方法

• 利用热稳定性的不同

加热固体，产生能使澄清石灰水变浑浊气体的是$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$，没有明显变化的是$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$。

• 利用和酸反应时生成气体的速率不同（相同条件下）

滴加盐酸立即产生气泡的是 $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$，开始不产生气泡的是 $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$

• 利用两溶液的酸碱性不同

将 $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ 和 $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ 配成相同浓度的溶液，测定二者的 pH 值，pH 值较大的是 $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$，pH 值较小的是 $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$，或滴加无色酚酞，红色深的是 $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$，浅的是$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$。

除杂方法（提纯）

$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ 与 $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ 的提纯

混合物（括号内为杂质）	除杂方法及试剂
$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ 固体 ($\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$)	加热
$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ 溶液 ($\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$)	通入足量 $\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ 气体
$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ 溶液 ($\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$)	加入适量 $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}$ 溶液

对比 $\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$ 和 $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

	碳酸钠	碳酸氢钠
俗名	纯碱、苏打	小苏打
色态	白色粉末	白色晶体
溶解性	易溶于水	能溶于水
热稳定性	稳定，受热难分解	不稳定，受热易分解
与足量盐酸反应	$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{=}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$	$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{=}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$
与 $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}$ 反应	-	$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{=}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$
与 $\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}$ 溶液反应	$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{=}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}$	少量 $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ 时：$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{=}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$ 过量 $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ 时：$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{=}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$