> AI coding agents: see [/llms.txt](/llms.txt) for the full documentation index. Markdown version: [/docs/chemistry/zh/elements-compounds/sodium-compounds.md](/docs/chemistry/zh/elements-compounds/sodium-compounds.md). --- title: 钠及其化合物 description: "介绍钠单质的物理和化学性质、氧化钠和过氧化钠的性质、用途和反应。" --- ## 钠单质 ### 化学性质 1. $\ce{Na}$ 与 氧气 反应：$\begin{cases}\ce{4Na +O2 \xlongequal{} 2Na2O\\2Na +O2 \xlongequal{点燃} Na2O2}\end{cases}\\$ 2. $\ce{Na}$ 与 氯气 反应：$\ce{2Na +Cl2 \xlongequal{\Delta} 2NaCl}$ 3. $\ce{Na}$ 与 硫 反应：$\ce{2Na + S \xlongequal{研磨或\Delta} Na2S}$ _爆炸性反应_ 4. $\ce{Na}$ 与 水 反应：$\ce{2Na +2H2O = 2NaOH +H2 ^}$ > 现象：「浮熔游响红」 > > 钠的密度比水小，会 **浮** 在水面上；反应时，钠迅速 **熔** 化成小球（说明反应剧烈、大量放热、钠熔点偏低）；产生的氢气推动钠在水面上 **游** 动；发出 **响** 声；滴加酚酞后变 **红** 5. $\ce{Na}$ 与 $\ce{CuSO4}$ 水溶液 反应：$\begin{cases}\text{First}&\ce{2Na +2H2O \xlongequal{} 2NaOH +H2 ^}\\\text{Second}&\ce{2NaOH +CuSO4 \xlongequal{} Cu(OH)2 v + Na2SO4}\end{cases}\\$ 6. $\ce{Na}$ 与 乙醇 反应：$\ce{2C2H5OH +2Na->2C2H5ONa +H2 ^}$ > 现象：钠沉于无水乙醇的底部（或因产生的氢气使得钠上下跳动），表面有气泡产生，慢慢消失；放出的气体可在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色（$\ce{H2}$）；烧杯壁上有水珠生成；澄清石灰水未变浑浊（无 $\ce{CO2}$ ） > > 解释：由于烷基具有推电子作用（$\vec{\ce{CH3CH2}}\ce{-O-H}$），使得 $\ce{O-H}$ 键极性变弱，因此反应不会很剧烈 7. $\ce{Na}$ 与 盐酸 反应：$\ce{Na + 2HCl = 2NaCl +H2 ^}$ > 现象：反应比与水更剧烈，快速产生大量气泡，甚至发生轻微爆鸣 > > 解释：钠具有强还原性，能与酸剧烈反应置换氢气 8. $\ce{Na}$ 与 $\ce{FeCl3}$ 水溶液 反应：$\ce{6Na + 6H2O + 2FeCl3 = 2Fe(OH)3\downarrow + 6NaCl + 3H2\uparrow}$ > 现象：浮熔游响+生成红褐色沉淀 > > 解释：钠具有强还原性，与盐溶液反应生成碱和氢气 ### Na与其他物质反应产物总结 1. 钠+水/酸/盐溶液 → 都生成$\ce{H2}$ 2. 钠+酸：直接置换生成$\ce{H2}$，反应最剧烈 3. 钠+盐溶液：不生成金属，只生成碱沉淀和$\ce{H2}$ 4. 钠+熔融盐：置换金属 5. 钠+非金属：生成化合物，体现还原性 ### 知识点 1. 制取：$\ce{2\ce{NaCl}(熔融) \xlongequal{电解} 2\ce{Na} + \ce{Cl2} ^}$ 2. 用途：钠、钾合金（液态）可用于原子反应堆的导热剂；冶炼某些金属（如钛金属）；用作电光源，制作高压钠灯 3. 密度：$\rho(\ce{H}_{2}\ce{O})>\rho(\ce{Na})>\rho($ 煤油 $)$（密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中） 4. 金属钠着火时用细沙覆盖灭火，不得使用水或二氧化碳灭火器 ## 氧化钠与过氧化钠 | | 氧化钠（$\ce{Na2O}$） | 过氧化钠（ $\ce{Na2O2}$ ） | | :----------------: | :----------------------------------------------------------------: | :------------------------------------------------------------------------------: | | 电子式 | ![](https://ptg90phsi6rf8j7h.public.blob.vercel-storage.com/chemistry/1.1.svg){style="zoom:33%"} （仅含有离子键） | ![](https://ptg90phsi6rf8j7h.public.blob.vercel-storage.com/chemistry/1.2.svg){style="zoom:33%"}（含有离子键和非极性共价键） | | 离子个数比 $^4$ | $\ce{Na+:O^{2-} = 2:1}$ | $\ce{Na+:O^{2-}2 = 2:1}$ | | 化合物类型 $^1$ | 离子化合物（碱性氧化物） | 离子化合物（非碱性氧化物，为过氧化物） | | 颜色、状态 | 白色、固体 | 淡黄色、固体 | | 主要性质 | 具有碱性氧化物的通性 | 具有强氧化性 $^2$ | | 稳定性 | 不稳定，加热生成 $\ce{Na2O2}$ $^3$ | 较稳定 | | 与 水 反应 | $\ce{Na2O +H2O\xlongequal{}2NaOH}$ | $\ce{2Na2\overset{-1}{O}_2 +2H2O\xlongequal{2e^-}4NaOH +\overset{0}{O}_2 ^}^5$ | | 与 $\ce{CO2}$ 反应 | $\ce{Na2O +CO2\xlongequal{}Na2CO3}$ | $\ce{2Na2\overset{-1}{O}_2 +2CO2\xlongequal{2e^-}2Na2CO3 +\overset{0}{O}_2 ^}^5$ | | 用途 | 制取烧碱（$\ce{NaOH}$） | 漂白剂、消毒剂、供氧剂 | > 1. 碱性氧化物与酸反应生成盐和水：$\ce{Na2O +2HCl\xlongequal{}2NaCl +H2O}$ > （$\ce{Na2O2}$ 不是碱性氧化物：$\ce{2Na2O2 +4HCl\xlongequal{}4NaCl +2H2O +O2 ^}$） > 2. $\ce{Na2O2}$ 具有强氧化性 > - $\ce{Na2O2}$ 加入品红溶液中，在水中生成 $\ce{H2O2}$ ，利用其氧化性，使得品红溶液褪色 > - 如将其加入滴加酚酞的水中，溶液会先变红，后褪色 > - 与 $\ce{SO2}$ 反应：$\ce{Na2O2 + SO2 → Na2SO4}$ > - 投入 $\ce{FeCl2}$ 溶液中生成 $\ce{Fe(OH)3}$ 沉淀 > - 投入氢硫酸，氧化硫化氢成硫单质，溶液浑浊 > - 氧化 $\ce{SO^2–_3}$ 成 $\ce{SO^2–_4}$ > 3. $\ce{Na->[O2]Na2O->[{O}2 +\Delta]Na2O2->[H2O]NaOH}$ > 4. 考点：$1 mol\space\ce{Na2O +Na2O2}$ 混合物的离子数为 $3N_A$ (两者各自的离子数均为$3N_A/mol$，因此合并后无影响) > 5. 考点：$\ce{Na2O_2 +H2O}(g)\ce{ +CO2}(g)$ 反应产生 $1 mol\space\ce{O2}$，即转移了 $2mol\space e^-$ > 6. $\ce{Na2O2}$ 与某水溶液反应与 $\ce{Na}$ 类似 > > 例如：$\ce{NaHCO3}$ 与 $\ce{Na2O2}$ 反应 $\begin{cases}\text{First}&\ce{2Na2O2 +2H2O\xlongequal{}4NaOH +O2 ^}\\\text{Second}&\ce{NaOH +NaHCO3\xlongequal{}Na2CO3 +H2O}\end{cases}\\$ > > 总方程式：$\ce{4NaHCO3 +2Na2O2\xlongequal{}4Na2CO3 +2H2O +O2↑}$ ## 碳酸钠与碳酸氢钠 | | 碳酸钠（ $\ce{Na2CO3}$ ） | 碳酸氢钠（ $\ce{NaHCO3}$ ） | | -------------------------- | ------------------------------------------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ | | 俗名 | 纯碱、苏打 | 小苏打 （大苏打为$\ce{Na2S2O3}$，硫代硫酸钠） | | 溶解度 | 易溶于水 | 在水中溶解度比 $\ce{Na2CO3}$ 小 $^1$ | | 热稳定性 $^2$ | 稳定，受热难分解 | 受热易分解：$\ce{2NaHCO3\xlongequal{\Delta}Na2CO3 +CO2 ^ +H2O}$ | | 与酸反应 | $\ce{Na2CO3->[H+]NaHCO3->[H+]CO2 ^}^3$ | $\ce{NaHCO3->[H+]CO2 ^}$ | | 与 $\ce{CO2}$ 反应 | $\ce{Na2CO3 +CO2 +H2O\xlongequal{}2NaHCO3}$ | 不反应 $^4$ | | 与 $\ce{Ca(OH)2}$ 反应 | $\ce{Ca^2+ +CO^2-_3 \xlongequal{} CaCO3 v}$ | $\ce{NaHCO3}$ 少量：$\ce{HCO^-3 +OH- +Ca^2+ \xlongequal{} CaCO3 v +H2O}$
$\ce{Ca(OH)2}$ 少量：$\ce{2HCO^-3 +2OH- +Ca^2+ \xlongequal{} CaCO3 v + CO^2-_3 +2H2O}$ | | 与 $\ce{CaCl2/BaCl2}$ 反应 | $\ce{Ca^2+ +CO^2-_3 \xlongequal{} CaCO3 v}$ | 不沉淀 （探究题可能会考其与浓/饱和$\ce{CaCl2}$的反应） | | 用途 | 纺织，制皂(与油脂的皂化反应)，造纸，制玻璃 | 制药，烘培糕点 | > 1. 碳酸钠的溶解度比碳酸氢钠更大 > > > 使得向饱和 $\ce{Na2CO3}$ 溶液中通入 $\ce{CO2}$ ，会析出白色晶体 > > > 侯氏制碱法中，向饱和 $\ce{NaCl(aq)}$ 中依次通入 $\ce{NH3}$ 和 $\ce{CO2}$，溶液中存在 $\ce{NH+4 、Na+ 、Cl- 、CO^{2-}3 、HCO^-_3}$ ，其中 $\ce{NaHCO3}$ 最先析出(其比$\ce{NH4HCO3}$溶解度还要小，故析出)，加热析出的 $\ce{NaHCO}$ ，得到 $\ce{Na2CO3}$ > > > > $\ce{NH3}$ 和 $\ce{CO2}$ 的顺序不能调换，因为 $\ce{CO2}$ 在 $\ce{NaCl(aq)}$ 的溶解度较低，通入 $\ce{NH3}$ 会使食盐水呈碱性，从而可大量吸收 $\ce{CO2}$ ，产生 $\ce{HCO^-3}$ > > 2. 碳酸钠是白色粉末，碳酸氢钠是细小的白色晶体。实验表明，向碳酸钠中加入少量水后，碳酸钠结块变成晶体(水合)，并伴随着**放热**现象。向碳酸氢钠中加入少量水后，碳酸氢钠能溶解，并伴随着**吸热**现象 > 3. 碳酸钠和碳酸氢钠的溶液均显碱性，可用作食用碱或工业用碱。 > 4. 实验：比较碳酸钠与碳酸氢钠的热稳定性 > > 碳酸钠在外层，温度高，碳酸氢钠在内层，温度低，$Ⅱ$ 的澄清石灰水变浑浊，更能证明碳酸钠的热稳定性强 > > 5. 实验：辨别 $\ce{HCl}$ 和 $\ce{Na2CO3}$ > > 互滴。如 $\ce{HCl}$ 逐滴滴入 $\ce{Na2CO3}$ 溶液中，开始时没有气泡，后来有；如 $\ce{Na2CO3}$ 逐滴滴入 $\ce{HCl}$ 溶液中，一开始就有气泡 > > 6. 考点：除去 $\ce{CO2}$ 中的 $\ce{HCl}$ 相互转化：$\ce{Na2CO3 \xrightleftharpoons[加入适量\ce{NaOH(aq)/NaHCO3(s)}或\Delta]{适量\ce{H+}/通入\ce{CO2}} NaHCO3}$ 除杂： 1. 固体 $\ce{Na2CO3(NaHCO3)}:$ 加热至恒重 2. 水溶液 $\ce{Na2CO3(NaHCO3)}:$ 加适量 $\ce{NaOH}$溶液 3. 水溶液 $\ce{NaHCO3(Na2CO3)}:$ 通入足量 $\ce{CO2}$ ### 鉴别 $$ 物质\begin{cases} 液体& \begin{cases} 沉淀法：加入\ce{BaCl2}溶液或\ce{CaCl2}溶液产生沉淀的是\ce{Na2CO3}\\ 气体法：滴入稀盐酸，立即产生气泡的是 \ce{NaHCO3}\\ 测 pH 法：用 pH 试纸测其相同浓度的稀溶液，pH 大的是 \ce{Na2CO3} 溶液 \end{cases}\\ 固体&加热法: 产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是\ce{NaHCO3}固体\\ \end{cases} $$ ## 焰色反应 物理变化，进行焰色反应应使用 **铂丝**（镍丝、无锈铁丝，三者均无焰色因此可用于蘸取待测液）。把嵌在玻璃棒上的金属丝在 **稀盐酸**（金属氯化物沸点低，易挥发 **不可用稀硫酸**） 里蘸洗后，放在酒精灯的火焰里灼烧，不同金属元素会使火焰变为各种颜色，这便是焰色反应。焰色反应的形成与原子光谱有关 | 离子 | $\ce{Li+}$ | $\ce{Na+}$ | $\ce{K+}$ | $\ce{Rb+}$ | $\ce{Cs+}$ | $\ce{Ca^{2+} }$ | $\ce{Sr^{2+} }$ | $\ce{Ba^{2+} }$ | $\ce{Cu^{2+} }$ | | :--: | :--------: | :--------: | :-------: | :--------: | :--------: | :-------------: | :-------------: | :-------------: | :-------------: | | 焰色 | 红 | 黄 | 紫 | 紫红 | 紫红 | 橙红 | 洋红 | 黄绿 | 绿 | > 1. 灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有 $\ce{Na+}$ ，无 $\ce{K+}$ $\quad(×)$ > > 解析：能证明有 $\ce{Na+}$ ，但无法确定是否有 $\ce{K+}$，因为 $\ce{Na+}$ 的黄光会遮盖 $\ce{K+}$ 的微弱紫光，因此必须透过蓝色钴玻璃过滤黄光，观察是否有紫光 > > 2. 在火焰上灼烧搅拌过某无色溶液的玻璃棒，火焰出现黄色，说明溶液中含有 $\ce{Na+}$ $\quad(×)$ > > 解析：不能用玻璃棒做焰色实验，因为玻璃棒中含有 $\ce{Na2SiO3}$ ，其焰色会干扰实验