钠的思维导图高中化学高一
《钠的思维导图高中化学高一》
一、 元素信息
- 元素符号: Na
- 原子序数: 11
- 相对原子质量: 23
- 元素名称: 钠
- 元素类别: 碱金属元素
- 位置: 第三周期，IA族
- 电子排布式: 1s²2s²2p⁶3s¹
- 最外层电子数: 1
- 主要化合价: +1
二、 物理性质
- 颜色: 银白色，具有金属光泽（表面易被氧化变暗）
- 状态: 固体
- 密度: 小于水，大于煤油
- 硬度: 质软，可用小刀切割
- 熔点: 低 (97.81 °C)
- 沸点: 低 (882.9 °C)
- 导电性: 良好的导电性
- 导热性: 良好的导热性
- 其他:
三、 化学性质 (非常活泼)
3.1 与氧气反应
- 常温: 4Na + O₂ = 2Na₂O (白色固体，主要产物)
- 点燃/加热: 2Na + O₂ = Na₂O₂ (淡黄色固体，过氧化钠)
- 过氧化钠(Na₂O₂)具有强氧化性，可与水和二氧化碳反应。
- 2Na₂O₂ + 2H₂O = 4NaOH + O₂↑
- 2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂
- 实验室制氧气可以用过氧化钠和二氧化碳的反应。
- 过氧化钠可作呼吸面具的供氧剂。
3.2 与水反应 (剧烈)
- 反应方程式: 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑
- 现象:
- 浮：钠密度小于水，浮在水面上。
- 熔：反应放热，使钠熔成小球。
- 响：生成氢气，发出响声。
- 红：生成氢氧化钠，溶液呈碱性，滴加酚酞试剂变红。
- 游：氢气推动钠球游动。
- 结论: 钠与水反应生成氢氧化钠和氢气。
- 注意事项: 实验时应注意安全，防止爆炸。
3.3 与酸反应 (剧烈，类似于与水反应)
- 反应方程式: 2Na + 2HCl = 2NaCl + H₂↑
- 注意: 钠优先与水反应，若酸过量，则酸会与氢氧化钠发生中和反应。
- 离子方程式: 2Na + 2H⁺ = 2Na⁺ + H₂↑
3.4 与其他物质的反应
- 与氯气反应: 2Na + Cl₂ = 2NaCl (条件：点燃)
- 与硫反应: 2Na + S = Na₂S (条件：加热)
- 与氢气反应: 2Na + H₂ = 2NaH (条件：加热，生成氢化钠)
四、 钠的化合物
4.1 氧化钠 (Na₂O)
- 类型: 碱性氧化物
- 颜色: 白色固体
- 与水反应: Na₂O + H₂O = 2NaOH
- 与酸反应: Na₂O + 2HCl = 2NaCl + H₂O
- 与二氧化碳反应: Na₂O + CO₂ = Na₂CO₃
4.2 过氧化钠 (Na₂O₂)
- 颜色: 淡黄色固体
- 性质: 强氧化剂，可与水和二氧化碳反应生成氧气。
- 用途: 呼吸面具的供氧剂，漂白剂，消毒剂。
- 与水反应: 2Na₂O₂ + 2H₂O = 4NaOH + O₂↑
- 与二氧化碳反应: 2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂
4.3 氢氧化钠 (NaOH)
- 俗名: 火碱，烧碱，苛性钠
- 类型: 强碱
- 状态: 白色固体，易潮解
- 溶解性: 易溶于水，溶解时放出大量热
- 腐蚀性: 具有强腐蚀性，接触皮肤会灼伤
- 与酸反应: NaOH + HCl = NaCl + H₂O
- 与二氧化碳反应: 2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O
- 用途: 重要的化工原料，用于造纸、纺织、肥皂、石油精炼等工业。
4.4 碳酸钠 (Na₂CO₃)
- 俗名: 苏打，纯碱
- 状态: 白色粉末，易溶于水
- 水解: 水解显碱性（CO₃²⁻ + H₂O ⇌ HCO₃⁻ + OH⁻）
- 与酸反应: Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑
- 与氢氧化钙反应: Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + 2NaOH
- 用途: 用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂等工业。
4.5 碳酸氢钠 (NaHCO₃)
- 俗名: 小苏打
- 状态: 白色晶体，溶解度小于碳酸钠
- 水解: 水解显碱性（HCO₃⁻ + H₂O ⇌ H₂CO₃ + OH⁻）
- 与酸反应: NaHCO₃ + HCl = NaCl + H₂O + CO₂↑
- 受热分解: 2NaHCO₃ = Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑ (条件：加热)
- 用途: 食品工业（发酵剂），医药（中和胃酸），灭火剂。
4.6 氯化钠 (NaCl)
- 俗名: 食盐
- 状态: 白色晶体，易溶于水
- 用途: 食用，制备氯气、氢气、烧碱等重要化工原料。
五、 钠的用途
- 还原剂: 用于冶炼金属 (如钛、锆)
- 制备化合物: 用于制备多种重要的钠化合物 (如NaOH, Na₂CO₃)
- 原子反应堆: 液态钠可用作原子反应堆的导热剂
- 钠灯: 钠蒸气灯发出黄光，用于公路照明
- 有机合成: 用于有机合成中的某些反应
六、 钠的保存
- 方法: 储存在煤油或石蜡油中，隔绝空气和水。
- 原因: 钠化学性质活泼，易与空气中的氧气和水反应。
七、 钠焰色反应
- 现象: 钠的化合物进行焰色反应时，火焰呈黄色。
- 原理: 钠原子中的电子吸收能量后跃迁到激发态，激发态电子不稳定，跃迁回基态时释放出特定波长的光，呈现黄色。
- 用途: 鉴别钠元素。
八、 钠的提取
- 电解熔融氯化钠: 2NaCl(熔融) = 2Na + Cl₂↑ (条件：通电)
- 工业制法: 采用电解熔融氯化钠的方法制备金属钠。
