編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


  一、概況

  鈉(sodium),一種金屬元素,質(zhì)地軟,能與水反應(yīng)生成氫氣。在地殼中鈉的含量為2.83%,居第六位,主要以鈉鹽的形式存在,如食鹽(氯化鈉)、智利硝石(硝酸鈉)、純堿(碳酸鈉)等。鈉也是人體肌肉組織和神經(jīng)組織中的主要成分之一。在古漢語(yǔ)中,“鈉”字的意思是鍛鐵。

  二、性狀

  銀白色立方體結(jié)構(gòu)金屬。新切面有銀白色光澤,在空氣中氧化轉(zhuǎn)變?yōu)榘祷疑。質(zhì)軟而輕,密度比水小,在-20℃時(shí)變硬,遇水劇烈反應(yīng),生成氫氧化鈉和氫氣并產(chǎn)生大量熱量而自燃或爆炸。在空氣中,燃燒時(shí)發(fā)亮黃色火焰。遇乙醇也會(huì)反應(yīng),跟乙醇的羥基反應(yīng),生成氫氣和乙醇鈉,同時(shí)放出熱量。能與鹵素和磷直接化合。能還原許多氧化物成元素狀態(tài),也能還原金屬氯化物。溶于液氨時(shí)成藍(lán)色溶液。在氨中加熱生成氨基鈉。溶于汞生成鈉汞齊。相對(duì)密度(H2O)0.968。熔點(diǎn)97.82℃。沸點(diǎn)881.4℃。有腐蝕性。

  三、發(fā)現(xiàn)

  自然界的元素有兩種存在形式:一種是以單質(zhì)的形態(tài)存在,叫做元素的游離態(tài);一種是以化合物的形態(tài)存在,叫做元素的化合態(tài)。鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑,所以它在自然界里不能以游離態(tài)存在,只能以化合態(tài)存在。

  在19世紀(jì)初,伏特(Volta A.G.,1745?1827,意大利科學(xué)家)發(fā)明了電池后,各國(guó)化學(xué)家紛紛利用電池分解水成功。英國(guó)化學(xué)家戴維(Davy H.,1778?1829,英國(guó)化學(xué)家)堅(jiān)持不懈地從事于利用電池分解各種物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)研究。他希望利用電池將苛性鉀分解為氧氣和一種未知的“基”,因?yàn)楫?dāng)時(shí)化學(xué)家們認(rèn)為苛性堿也是氧化物。他先用苛性鉀的飽和溶液實(shí)驗(yàn),所得的結(jié)果卻和電解水一樣,只得到氫氣和氧氣。后來他改變實(shí)驗(yàn)方法,電解熔融的苛性鉀,在陰極上出現(xiàn)了具有金屬光澤的、類似水銀的小珠,一些小珠立即燃燒并發(fā)生爆炸,形成光亮的火焰,另一些小珠不燃燒,只是表面變暗,覆蓋著一層白膜。他把這種小小的金屬顆粒投入水中,即起火焰,在水面急速奔躍,發(fā)出刺刺的聲音。就這樣,戴維在1807年發(fā)現(xiàn)了金屬鉀,幾天之后,他又從電解苛性鈉中獲得了金屬鈉。

  戴維將鉀和鈉分別命名為Potassium和Sodium,因?yàn)殁浭菑牟菽净遥≒otash),鈉是從天然堿─蘇打(Soda)中得到的,它們至今保留在英文中。鉀和鈉的化學(xué)符號(hào)K,Na分別來自它們的拉丁文名稱Kalium和Natrium。

  四、用途

  1.純凈的金屬鈉在工業(yè)上并沒有多大用處,然而鈉的化合物可以應(yīng)用在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)和攝影器材中。氯化鈉就是餐桌上的食鹽。液態(tài)的鈉有時(shí)用于冷卻核反應(yīng)堆{鈉鉀合金在室溫下呈液態(tài),是核反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑,起把反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)給蒸氣輪機(jī)的作用。熔融的金屬鈉在增值反應(yīng)堆中可做熱交換劑。 ) 以往金屬鈉主要用于制造車用汽油的抗暴劑,但由于會(huì)污染環(huán)境,已經(jīng)日趨減少。金屬鈉還用來制取鈦,鉀,及生產(chǎn)氫氧化鈉、氨基鈉、氰化鈉等。

  2.在初中教學(xué)中,常將金屬鈉與水的反應(yīng)用作演示實(shí)驗(yàn)向?qū)W生展示堿金屬的活潑性;在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中會(huì)讓學(xué)生自己動(dòng)手操作,并且增多了鈉與乙醇的反應(yīng),用以比較水與乙醇的酸性或極性。在科研實(shí)驗(yàn)中,金屬鈉可用來對(duì)有機(jī)試劑進(jìn)行深度除水,例如GPC(凝膠液相色譜)對(duì)流動(dòng)液的除水要求特別高,用作流動(dòng)液或溶劑的四氫呋喃須經(jīng)過初步除水(用沸石分子篩或無水硫酸鎂等干燥劑過夜干燥)、深度除水及蒸餾才能使用。深度除水就可以用金屬鈉與四氫呋喃在70度左右進(jìn)行回流,加入少量二苯甲酮作為指示劑,當(dāng)液體變?yōu)樯钭仙珪r(shí),水就已經(jīng)除干凈,直接將回流冷凝管改為直形冷凝管,把溫度稍微再提高,就可以蒸出已經(jīng)深度除水的四氫呋喃。

  


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