钠及其化合物思维导图

# 《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)
    1. 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。

# 《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) 1. 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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