02 活泼金属单质 - 钠

元素及其化合物学习重点

物理性质：颜色、状态、气味、熔点沸点、溶解度、密度、导热性、导电性。

化学性质：

代表这个物质与氢气、氧气、金属、非金属、水、酸、碱、盐、氧化物是如何反应的，化学方程式、离子方程式是什么样，热稳定性如何。

钠单质的物理性质

1 颜色：银白色，有金属光泽

2 密度：$\rho (H_{2}O)>\rho (Na)>\rho (\mathrm{煤}\mathrm{油})$

因此把钠扔进水里会有浮的现象。

高中有三种金属密度比水小，需要记住：$\rho (H_{2}O)>\rho (Na)>\rho (K)>\rho (Li)$。

注意是密度大小，不是相对分子质量大小，虽然相对分子质量 $K$ 比 $Na$ 大，但是密度却比 $Na$ 小。

3 熔点：低于 100°C（97.8°C）偏低。

4 硬度：质地柔软，轻压变形，可以用小刀切割

5 导电性、导热性良好

钠单质的化学性质

从钠原子的原子结构示意图认识钠的化学性质：

1 预测单质性质：反应中很容易失去电子，化合价升高，具有强还原性

2 金属活动性顺序：K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe …

3 存在形式：自然界中只有化合态，没有游离态。

钠元素在自然界中都以化合物的形式存在，如 $NaCl$、$N{a}_{2}C{O}_3$、$N{a}_{2}S{O}_4$ 等。

钠单质与氧气的反应（重要！必背！）

1. 用镊子取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油后，用刀切去一端的外皮，可以看到新切开的截面具有银白色金属光泽，在空气中光亮的表面很快变暗。

$4Na+O_2\stackrel{}{=}2N{a}_{2}O$

2. 将一个干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大的钠，迅速投到热坩埚中。会观察到钠受热后先熔化，然后与氧气剧烈反应，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体—— $N{a}_2{O}_2$。

$2Na+O_2\stackrel{\mathrm{\Delta }}{=}N{a}_2{O}_2$

除此之外，$N{a}_{2}O$ 可以变为 $N{a}_2{O}_2$：

$\mathrm{Na}\stackrel{\mathrm{O}{\phantom{A}}_2}{\to }\mathrm{Na}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\underset{\mathrm{O}{\phantom{A}}_2}{\overset{\mathrm{\Delta }}{\to }}\mathrm{Na}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

如果将 $Na$ 或 $NaO$ 长时间放置在空气中会发生的一连串反应：

$\mathrm{Na}\stackrel{\mathrm{O}{\phantom{A}}_2}{\to }\mathrm{Na}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\stackrel{\mathrm{与}\mathrm{空}\mathrm{气}\mathrm{中}\mathrm{的}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\mathrm{反}\mathrm{应}}{\to }\mathrm{NaOH}\underset{\mathrm{潮}\mathrm{解}}{\overset{\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{CO}{\phantom{A}}_2}{\to }}⟶\mathrm{Na}{\phantom{A}}_2\mathrm{CO}{\phantom{A}}_3\cdot 10\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\stackrel{\mathrm{风}\mathrm{华}}{\to }\mathrm{Na}{\phantom{A}}_2\mathrm{CO}{\phantom{A}}_3$

钠单质与水的反应（重要！必背！）

$2Na+2H_{2}O\stackrel{}{=}2NaOH+H_2\uparrow$

钠单质与盐溶液的反应（重要！高频！）

$Na$ 和盐溶液反应，$Na$ 优先与水反应。

$\{\begin{array}{l}2Na+2H_{2}O\stackrel{}{=}2NaOH+H_2\uparrow \\ \\ CuS{O}_4(aq)+2NaOH\stackrel{}{=}Cu(OH{)}_2\downarrow +N{a}_{2}S{O}_4\end{array}$

(aq) 代表水溶液

又比如把 $Na$ 加到 $N{H}_{4}Cl$ 水溶液里面，有可能会产生 $N{H}_3$ 氨气出来，因为 $O{H}^{-}$ 与 $N{H}_4^{+}$ 反应生成 $N{H}_3\cdot H_{2}O$，且 $Na$ 与水反应放热。

如果把钠加入到饱和 $NaOH(aq)$ 溶液中，会观察到有白色固体（$NaOH$）析出。

钠的制取、保存与用途

1 钠的制取：电解熔融的 NaCl

化学方程式：$2NaCl(\mathrm{熔}\mathrm{融})\stackrel{\mathrm{电}\mathrm{解}（\mathrm{或}\mathrm{通}\mathrm{电}）}{=}2Na+C{l}_2\uparrow$

2 钠的保存：钠的化学性质非常活泼，易于空气中的 $O_2$ 和 $H_{2}O$ 反应，实验室里钠保存在石蜡油或煤油中

3 用途：

• ①工业上用钠作还原剂冶炼金属铌、钛、锆等
• ②制备过氧化钠
• ③钠和钾的合金在常温下呈液态（合金的熔点更低），是原子反应堆的导热剂
• ④在电光源上，钠也可用于制高压钠灯

钠单质知识点，你学会了吗？

TIP

1. 错。
2. 对。
3. 对。金属在高中没有负的化合价，只能做还原剂
4. 应该是黄色固体，$N{a}_2{O}_2$
5. 错。
6. 错。钠与水反应本质是 $Na$ 与 $H^{+}$ 反应，酸中的 $H^{+}$ 更多，所以反应更剧烈。
7. 蓝色絮状沉淀。