《金属钠的思维导图》

一、金属钠 (Na)

1.1 物理性质

1.1.1 颜色与光泽

• 银白色固体
• 金属光泽

1.1.2 状态

• 固体

1.1.3 硬度

• 质软 (可用小刀切割)

1.1.4 密度

• 密度小 (小于水，大于煤油)

1.1.5 熔沸点

• 熔点低
• 沸点较低

1.1.6 其他

• 导电性良好
• 导热性良好

1.2 化学性质

1.2.1 与氧气反应

1.2.1.1 常温

• 4Na + O₂ = 2Na₂O (生成白色固体氧化钠)
• 钠在空气中易氧化，表面迅速变暗

1.2.1.2 加热

• 2Na + O₂ △ Na₂O₂ (生成淡黄色固体过氧化钠)

1.2.2 与水反应

1.2.2.1 现象

• 浮 (密度小于水)
• 熔 (反应放热，熔点低)
• 响 (产生氢气)
• 游 (氢气推动钠移动)
• 红 (滴加酚酞溶液后，溶液变红，说明有碱生成)

1.2.2.2 反应方程式

• 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑ (剧烈反应，放热)

1.2.2.3 离子方程式

• 2Na + 2H₂O = 2Na⁺ + 2OH^- + H₂↑

1.2.3 与酸反应

1.2.3.1 原理

• 与H⁺反应
• 比与水反应更快更剧烈

1.2.3.2 示例

• 2Na + 2HCl = 2NaCl + H₂↑

1.2.4 与非金属反应

1.2.4.1 与氯气反应

• 2Na + Cl₂ △ 2NaCl (剧烈反应，发光放热，生成白色固体氯化钠)

1.2.4.2 与硫反应

• 2Na + S △ Na₂S (剧烈反应，研磨可能爆炸)

1.2.5 与盐溶液反应

1.2.5.1 原则

• 先与水反应，生成的氢氧化钠再考虑是否与盐反应

1.2.5.2 示例

• 钠投入CuSO₄溶液： 2Na + 2H₂O + CuSO₄ = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ + H₂↑
  • 实质：2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑ CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

1.3 存在与制备

1.3.1 存在

• 以化合态存在 (NaCl, Na₂CO₃ 等)

1.3.2 工业制备

1.3.2.1 方法

• 电解熔融氯化钠

1.3.2.2 反应方程式

• 2NaCl(熔融) 电解 2Na + Cl₂↑

1.3.2.3 注意事项

• 防止钠与氯气反应

1.3.3 实验室保存

• 密封于煤油中 (隔绝空气和水)
• 或用石蜡密封

1.4 重要化合物

1.4.1 氧化钠 (Na₂O)

1.4.1.1 性质

• 白色固体
• 碱性氧化物 (与水反应生成碱，与酸反应生成盐和水)
• 与CO₂反应：Na₂O + CO₂ = Na₂CO₃

1.4.1.2 与水反应

• Na₂O + H₂O = 2NaOH (剧烈反应，放出大量的热)

1.4.2 过氧化钠 (Na₂O₂)

1.4.2.1 性质

• 淡黄色固体
• 强氧化剂

1.4.2.2 与水反应

• 2Na₂O₂ + 2H₂O = 4NaOH + O₂↑ (可用于呼吸面具供氧)

1.4.2.3 与二氧化碳反应

• 2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂ (可用于呼吸面具供氧)

1.4.2.4 用途

• 呼吸面具供氧
• 漂白剂

1.4.3 氢氧化钠 (NaOH)

1.4.3.1 俗称

• 烧碱、火碱、苛性钠

1.4.3.2 性质

• 白色固体
• 易溶于水 (溶解时放出大量的热)
• 强腐蚀性
• 易潮解

1.4.3.3 用途

• 重要的化工原料 (造纸、肥皂、纺织、石油精炼等)
• 实验室常用试剂

1.4.4 碳酸钠 (Na₂CO₃)

1.4.4.1 俗称

• 纯碱、苏打

1.4.4.2 性质

• 白色粉末
• 易溶于水
• 水溶液显碱性

1.4.4.3 与酸反应

• Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑

1.4.4.4 用途

• 重要的化工原料 (玻璃、造纸、洗涤剂等)

1.4.5 碳酸氢钠 (NaHCO₃)

1.4.5.1 俗称

• 小苏打

1.4.5.2 性质

• 白色粉末
• 溶解度小于碳酸钠
• 水溶液显碱性

1.4.5.3 加热分解

• 2NaHCO₃ △ Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑

1.4.5.4 与酸反应

• NaHCO₃ + HCl = NaCl + H₂O + CO₂↑ (反应迅速，用于灭火)

1.4.5.5 用途

• 焙制糕点
• 灭火剂
• 制酸剂

1.5 应用

1.5.1 还原剂

• 冶金工业中用作还原剂
• 有机合成中的还原剂

1.5.2 制备其他物质

• 制备Na₂O、Na₂O₂、NaOH等

1.5.3 钠灯

• 发出黄色光

1.5.4 原子反应堆

• 用作热交换剂

二、总结

• 金属钠是一种活泼的金属，需要注意其保存和使用。
• 金属钠及其化合物在工业、农业和生活中有着广泛的应用。
• 掌握金属钠的性质和反应，是理解元素化合物知识的重要组成部分。

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