《钠及其化合物思维导图》

I. 钠 (Na)

A. 物理性质

1. 状态: 银白色金属，固体
   2. 熔点: 较低 (97.81°C)
   3. 沸点: 较高 (883°C)
   4. 密度: 较小，比水轻
   5. 硬度: 较软，可用小刀切割
   6. 其他: 良好的导电导热性，延展性，光泽

B. 化学性质

1. 活泼性: 非常活泼
   2. 与非金属反应
      • 与氧气反应
        • 常温: 4Na + O₂ → 2Na₂O (白色固体，易被空气氧化)
        • 加热或点燃: 2Na + O₂ → Na₂O₂ (淡黄色固体，强氧化剂)
      • 与氯气反应: 2Na + Cl₂ → 2NaCl (剧烈反应，放热，产生白烟)
      • 与硫反应: 2Na + S → Na₂S (加热反应)
   3. 与水反应
      • 反应方程式: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ (剧烈反应，放热，产生氢气)
      • 现象: 浮(密度小于水)，熔(放热)，响(产生气体)，红(生成氢氧化钠，滴加酚酞)，游(气体推动钠移动)
   4. 与酸反应: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H₂↑ (剧烈反应，放热，速率快于与水反应)
   5. 与盐溶液反应
      • 一般情况下，钠先与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠再与盐反应
      • 例如: 与硫酸铜溶液反应： 2Na + 2H₂O + CuSO₄ → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ + H₂↑

C. 存在

1. 自然界: 以化合态存在 (由于化学性质活泼)
   • 常见形式: 海水中 (NaCl)，岩盐矿 (NaCl)，芒硝 (Na₂SO₄·10H₂O)，碱石 (Na₂CO₃)，明矾 (KAl(SO₄)₂·12H₂O，含钠盐)
     2. 人体: 以钠离子形式存在，参与维持细胞内外液的渗透压，维持酸碱平衡，参与神经肌肉的兴奋和传递。

D. 制备

1. 电解熔融氯化钠: 2NaCl(熔融) → 电解 2Na + Cl₂↑
   • 注意: 必须是熔融状态，不能是溶液，溶液电解产物为氯气、氢气和氢氧化钠
     2. Downs 池法: 工业上采用电解熔融氯化钠制备金属钠

E. 用途

1. 制取其他金属 (如钛)
   2. 还原剂
   3. 钠钾合金 (液态，用作原子反应堆的导热剂)
   4. 高压钠灯 (光效高)
   5. 合成药物、染料等

F. 储存

1. 浸在煤油或石蜡油中 (隔绝空气和水)
   2. 密封保存

II. 重要的钠化合物

A. 氧化钠 (Na₂O)

1. 性质
   • 白色固体
   • 碱性氧化物: 与水反应生成氢氧化钠 (Na₂O + H₂O → 2NaOH)
   • 与酸反应生成盐和水 (Na₂O + 2HCl → 2NaCl + H₂O)
   • 与二氧化碳反应生成碳酸钠 (Na₂O + CO₂ → Na₂CO₃)
     2. 制备： 钠在氧气中受热(控制条件)

B. 过氧化钠 (Na₂O₂)

1. 性质
   • 淡黄色固体
   • 强氧化剂: 可以氧化很多物质
   • 与水反应: 2Na₂O₂ + 2H₂O → 4NaOH + O₂↑ (放热反应)
   • 与二氧化碳反应: 2Na₂O₂ + 2CO₂ → 2Na₂CO₃ + O₂ (放热反应)
     2. 用途
   • 供氧剂 (呼吸面具，潜水艇)
   • 漂白剂 (纺织品，纸张)
     3. 制备：钠在氧气中燃烧

C. 氢氧化钠 (NaOH)

1. 俗名: 烧碱，火碱，苛性钠
   2. 性质
      • 白色固体，易溶于水 (溶解时放出大量热)
      • 强碱: 具有碱的通性
      • 腐蚀性: 对皮肤、织物有强烈的腐蚀作用
      • 易潮解: 在空气中易吸收水分而潮解
      • 与酸反应生成盐和水 (NaOH + HCl → NaCl + H₂O)
      • 与酸性氧化物反应生成盐和水 (2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O, NaOH + CO₂ → NaHCO₃)
      • 与某些盐反应 (2NaOH + CuCl₂ → Cu(OH)₂↓ + 2NaCl)
      • 与某些金属反应 (2NaOH + 2Al + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑)
   3. 制备
      • 电解饱和食盐水: 2NaCl + 2H₂O → 电解 2NaOH + Cl₂↑ + H₂↑
   4. 用途
      • 化工原料 (制皂，造纸，纺织，炼铝)
      • 石油工业
      • 实验室试剂

D. 碳酸钠 (Na₂CO₃)

1. 俗名: 苏打，纯碱
   2. 性质
      • 白色固体，易溶于水
      • 水溶液显碱性
      • 与酸反应: Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂↑
      • 与氢氧化钙反应: Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + 2NaOH
      • 与氯化钡反应: Na₂CO₃ + BaCl₂ → BaCO₃↓ + 2NaCl
      • 热稳定性高，加热不易分解
   3. 用途
      • 玻璃，造纸，洗涤剂，食品工业
   4. 注意： 碳酸钠溶液能吸收空气中的二氧化碳而变质，所以要密封保存

E. 碳酸氢钠 (NaHCO₃)

1. 俗名: 小苏打
   2. 性质
      • 白色固体，溶解度小于碳酸钠
      • 水溶液显弱碱性
      • 与酸反应: NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂↑ (比碳酸钠反应快)
      • 受热易分解: 2NaHCO₃ → Δ Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑
      • 与氢氧化钠反应: NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O
      • 与氢氧化钙反应：与氢氧化钙少量反应: 2NaHCO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + Na₂CO₃ + 2H₂O ; 与氢氧化钙过量反应: NaHCO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + NaOH + H₂O
   3. 用途
      • 食品工业 (发酵剂，膨松剂)
      • 医疗 (治疗胃酸过多)
      • 灭火剂

F. 氯化钠 (NaCl)

1. 俗名: 食盐
   2. 性质
      • 白色晶体，易溶于水
      • 水溶液呈中性
   3. 用途
      • 食品调味
      • 化工原料 (制备氯气，氢气，氢氧化钠，纯碱等)
      • 医疗 (配制生理盐水)
   4. 存在: 海水，盐湖，盐矿

      G. 硫酸钠 (Na₂SO₄)

2. 俗名: 芒硝（含结晶水）
   2. 用途：用于制造纸浆、玻璃、染料、印染、医药等，也用作缓泻剂

III. 钠盐的焰色反应

A. 方法：用铂丝蘸取样品，在酒精灯火焰上灼烧
B. 现象：钠盐的焰色反应为黄色 (特征颜色)
C. 注意事项：
    1.  观察时透过蓝色钴玻璃，可以滤去黄光，以便观察其他元素的焰色反应。
    2.  操作前铂丝要用稀盐酸洗净灼烧至无色，以保证实验的准确性。

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