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  • 金属钠是在1807年利用电解氢氧化钠制得的,这个原理应用于工业生产,约在1891年才获得成功。1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用,它的产量显著地增加了。目前,世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法,少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名称: 外文名: Sodium
    符号: Na 序号: 11
    CAS号: 7440-23-5 族: 1
    周期: 3 元素分区: s
    原子质量: 22.98976928(2)g·mol−1 密度: 0.968克/厘米3(室温)
    外观: 银白色有金属光泽固体 熔点: 97.72℃
    沸点: 883℃ 临界点: 2299
    化学式: Na 分子量: 22.9898
    危险性: 易自燃、遇水放热 管制类型: 易制爆
    离 子: Na+ 电子排布式: 1s2 2s2 2p6 3s1

    目录

    简介/钠 编辑


      

    目前,世界上金属钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法(盐法电解),少数仍沿用电解氢氧化钠的方法(碱法电解)。

    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,氯化钠的熔点为801℃,在技术上有困难。用熔融温度约为580℃的质量分数为40%氯化钠和60%氯化钙的低温共熔物(即两种或两种以上物质形成的熔点最低的混合物),降低了电解时所需的温度,从而也减低了钠的蒸气压。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。

    性质/钠 编辑

    物理性质

    为银白色软质金属,钠很软,可以用刀较容易的切开。切开外皮后,可以看到钠具有银白色的金属光泽。钠是热和电的良导体。钠的密度是0.97g/cm3,比水的密度1.0g/cm³小,钠的熔点是97.81℃,沸点是882.9℃。比热容

    实验室中的金属钠通常保存在液体石蜡中,以往的教科书中称钠、钾保存在煤油中是错误的!根据道尔顿分压公式,空气中的氧气也会进入液体石蜡,即使在液体石蜡中,钠也会缓慢的氧化。

    化学性质

    钠原子的最外层只有1个电子,很容易失去。因此,钠的化学性质非常活泼,主要表现在:

    1.钠跟氧气的反应

    在常温时发生:4Na+O2=2Na2O

    在点燃时发生:2Na+O2==Na2O2(过氧化钠) 和 Na+O2==NaO2(超氧化钠)

    2.钠与非金属的反应

    钠除了能跟Cl2直接化合外,还能跟很多其它非金属直接化合

    跟硫直接化合时发生爆炸  2Na+S==Na2S

    3.钠跟水的反应

    2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

    钠的化学性质很活泼,所以它在自然界里不能以游离态存在,因此,在实验室中通常将钠保存在液体石蜡里。

    保存/钠 编辑

    实验室用,需要保存在液体石蜡中。注意瓶子要密封,在阴凉处保存。工业品用煤油或柴油封装到金属桶中。也有的不用液体石蜡而是用固体石蜡包裹然后封装。

    用途/钠 编辑

    金属钠有相当大的一部分用于制造一种抗爆剂——四乙基铅,它能降低汽油的爆震性,减少在汽油发动机中使用汽油时发生的噪音.四乙基铅通常是使氯乙烷跟金属钠和铅的合金(钠铅齐)起反应而制成的.

    4C2H5Cl+4Na+Pb==(C2H5)4Pb+4NaCl

    金属钠能从钛,锆,铌,钽等金属元素的化合物中把它们置换出来.例如:

    TiCl4+4Na==Ti+4NaCl

    铌和钽通常是共生在某一种矿物内,一般是先分离它们的氟化物,然后再用金属钠置换出铌和钽.

    NbF5+5Na==Nb+5NaF

    TaF5+5Na==Ta+5NaF

    钠还用于制造过氧化钠等化合物.

    钠和钾组成的合金在常温时是液体,用于快中子增殖反应堆作热交换流体.下面列出几种钠钾合金的熔点.

    高压钠灯现在已大量应用于道路和广场的照明.由于它不降低照度水平而又能减少能源消耗,所以有取代高压汞灯的趋势.早在1950年就在实验室中解决了钠蒸气的气体放电发光问题,但由于需要解决在高温高压下钠蒸气有很强的腐蚀性的问题,直到1965年才制出了第一支高压钠灯.高压钠灯虽问世较晚,但发展很快.

    钠灯也可用于洗相的暗室,因为这种黄光不会使相纸曝光.

    (1)做还原剂,用以将钛,锆,铌,钽等在国防工业上有重要用途的金属从其熔融的卤化物中还原出来.(2)做化工原料,用以生产丁钠橡胶,氢化钠,过氧化钠,氰化钠等含钠化合物(3)制造合金.钠与汞的合金钠汞齐,用做有机合成的还原剂.钠铅合金Na4Pb,用于汽油抗爆剂四乙基铅的生产:Na4Pb+4C2H5Cl=(C2H5)4Pb+4NaCl.钠钾合金,在室温下呈液态,它的密度,粘度小,比热大,导热率高,用做核反应堆的冷却剂和热交换剂.(4)做电光源.钠蒸气的黄光透雾力强,用钠制造的高压钠灯广泛用于公路照明.

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