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钠在空气中燃烧

燃烧


钠的物理性质



是碱金属元素的代表,质地柔软,钠元素以盐的形式广泛的分布于陆地和海洋中,钠也是人体肌肉组织和神经组织中的重要成分之一。钠的同位素目前发现共有22种,包括钠18至钠37,其中只有钠23是稳定的,其他同位素都带有放射性。


通常状态下钠为银白色立方体结构金属,质软而轻可用小刀切割,密度比水小,为0.97g/cm3,熔点97.81℃,沸点882.9℃。新切面有银白色光泽,在空气中氧化转变为暗灰色,具有抗腐蚀性。钠是热和电的良导体,具有较好的导磁性,钾钠合金(液态)是核反应堆导热剂。钠单质还具有良好的延展性,硬度也低,能够溶于汞和液态氨,溶于液氨形成蓝色溶液。在-20℃时变硬。




钠化学性质



作为一种活泼的金属元素,钠元素在周期表中位于第3周期、第ⅠA族。能与水反应生成氢氧化钠,放出氢气,化学性质较活泼。常温和加热时钠可分别与氧气化合,和水剧烈反应,量大时发生爆炸。钠还能在二氧化碳中燃烧,和低元醇反应产生氢气,和电离能力很弱的液氨也能反应。


4Na + O2= 2Na2O (常温)

2Na+O2= Na2O2(加热或点燃)

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

2Na+2CO2 = Na2CO3+CO

2Na+2ROH=2RONa+H2↑ (ROH表示低元醇)

2Na + 2NH3(L)= 2NaNH2 + H2↑(此反应中“2NH3(L)”表示液氨)


钠原子的Z外层只有1个电子,很容易失去,所以有强还原性。因此,钠的化学性质非常活泼,能够和大量无机物,绝大部分非金属单质反应和大部分有机物反应,在与其他物质发生氧化还原反应时,作还原剂,都是由0价升为+1价(由于ns1电子对),通常以离子键和共价键形式结合。金属性强,其离子氧化性弱。钠的相对原子质量为22.989770。


高中化学认为钠盐均溶于水,但实际上醋酸铀酰锌钠、醋酸铀酰镁钠、醋酸铀酰镍钠 、铋酸钠、锑酸钠,钛酸钠皆不溶于水。



钠的燃烧



1、钠在空气中燃烧生成过氧化钠,反应的方程式为


2Na+O2(点燃)   =====>  Na2O2


钠在空气中燃烧时,会迅速熔化为一个闪亮的小球,发出黄色火焰,生成过氧化钠(Na2O2)和少量超氧化钠(Na2O4)淡黄色的烟.剧烈燃烧,发出耀眼的黄色


2、钠遇水燃烧


金属钠遇水能燃烧,产生有火焰,不过那不是钠燃烧,而是钠和水反应生成的氢气在燃烧。化学方程式为:


2Na+2H2O=2NaOH+2H2↑ 

2H2+O2 = 2H2O


钠遇水燃烧时的现象为:


钠会浮在水面上,(原因是钠的密度小于水)

钠熔化成一个银色小球,浮在水面上,(原因 是钠与水的反应是一个放热反应,而钠本身的熔点比较低)

钠会在水面上游动,(原因是钠与水反应会产生大量的氢气,所以会听到嘶嘶声,这声音就是氢气与水摩擦而产生的声音,是由于氢气气泡的作用产生的)

发出爆炸声,(原因是由于氢气可燃,又是放热反应,所以热量有可能点燃氢气。由于空气的混合,所以会产生爆炸的声音,氢气是可燃性气体,混入空气点燃会发生爆炸。) 

看到明显的红色,(原因是钠与水的反应生成的是NaOH,是强碱,如果水中滴入了酚酞试液,就会变红)



钠的用途和作用



在工业上钠可用于测定有机物中的氯。还原和氢化有机化合物。检验有机物中的氮、硫、氟。去除有机溶剂(苯、烃、醚)中的水分。除去烃中的氧、碘或氢碘酸等杂质。制备钠汞齐、醇化钠、纯氢氧化钠、过氧化钠、氨基钠、合金、钠灯、光电池,制取活泼金属。



钠的制取和保存



目前,世界上钠的工业生产多数是采用电解氯化钠的方法。 电解氯化钠制金属钠通常在电解槽里进行。电解时氯化钠需要熔融,因氯化钠的熔点为801 ℃,在技术上有困难。所以用熔融温度约为580 ℃的40%(质量分数)氯化钠和60%氯化钙的低共熔物(即两种或两种以上物质形成的熔点Z低的混合物),这样可降低电解时所需的温度,从而也降低了钠的蒸气压。电解时,氯气在阳极放出,当电流通过熔盐时,金属钠和金属钙同时被还原出来,浮在阴极上方的熔盐上面,从管道溢出。把熔融的金属混合物冷却到105 ℃~110 ℃,金属钙成晶体析出,经过滤就可以把金属钠跟金属钙分离。


纯度要求不高的少量保存时可用煤油浸泡,放在阴凉处,远离火种、热源。用镊子夹住,在煤油中用小刀切割,切勿与皮肤接触;用滤纸吸干煤油,吸干后滤纸不可丢弃,应及时烧掉;未用完的钠屑不能乱丢,可放在少量乙醇中使其缓慢氧化。少量一般保存在液体石蜡中。与氧化剂、酸类、卤素分储分运。灭火:石墨粉、碳酸钠干粉、碳酸钙干粉。禁用水、卤代烃灭火。


大量金属钠通常储存在铁桶中充氩气密封保存。金属钠不能保存在煤油中是因为与煤油中的有机酸等物质反应成有机酸钠等物质(呈黄色)附着在钠表面。当保存在石蜡油中时,空气中的氧气也会进入石蜡油,使金属钠的表面变灰,形成氧化物膜。


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