Buzz
1. Phương trình hóa học: Na + H2O → NaOH + H2
Đây là phản ứng giữa natri (Na) và nước (H2O) tạo ra natri hydroxide (NaOH) và khí hydro (H2).
Phương trình phản ứng hóa học được viết như sau: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
Hiện tượng quan sát được trong quá trình phản ứng:
+ Trong phản ứng này, natri (Na) kết hợp với nước (H2O) để sản xuất natri hydroxide (NaOH), một bazơ mạnh. Phản ứng này làm cho dung dịch có tính bazơ và có thể gây kích ứng nếu tiếp xúc với da hoặc mắt.
+ Giải phóng khí Hydro (H2): Phản ứng này sinh ra khí hydro (H2), một khí không màu, không mùi và dễ cháy. Khi natri phản ứng với nước, khí hydro sẽ nổi lên và có thể bắt lửa khi gặp nguồn nhiệt.
+ Nhiệt độ: Phản ứng này thường tỏa nhiệt, làm nóng dung dịch và môi trường xung quanh do quá trình phản ứng exothermic.
+ Hiện tượng bọt khí: Trong quá trình phản ứng, bạn sẽ thấy bọt khí hình thành khi khí hydro thoát ra khỏi dung dịch.
+ Tan chảy và thay đổi hình dạng: Natri, vốn là một kim loại cứng màu trắng bạc, sẽ tan chảy trong quá trình phản ứng và có thể tạo ra các hình dạng và kết cấu khác nhau khi tiếp xúc với nước.
Tóm lại, đây là một ví dụ điển hình của phản ứng hóa học, trong đó natri phản ứng mạnh mẽ với nước để tạo ra natri hydroxide (NaOH) và khí hydro (H2), kèm theo các hiện tượng đáng chú ý như sự tăng nhiệt, giải phóng khí, và sự thay đổi hình dạng của natri.
2. Đặc điểm và tính chất của Na
Natri (Na) là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn, với các đặc điểm và tính chất sau:
- Tính chất Vật lý:
+ Trạng thái vật lý: Natri là một kim loại mềm, có thể cắt bằng dao và dễ uốn cong trong điều kiện phòng thí nghiệm. Điều này do cấu trúc tinh thể của natri cho phép các lớp nguyên tử trượt qua nhau dễ dàng mà không cần lực cản lớn.
+ Màu sắc: Natri có màu trắng bạc, dễ nhận thấy khi quan sát trong điều kiện bình thường và ngoài không khí. Tuy nhiên, nếu tiếp xúc lâu dài với không khí, natri có thể bị oxy hóa và bám bụi, làm thay đổi màu sắc ban đầu.
+ Khối lượng nguyên tử: Khối lượng nguyên tử của natri khoảng 23 amu (đơn vị khối lượng nguyên tử). Đây là trọng lượng trung bình của các nguyên tử natri tự nhiên, bao gồm nhiều isotop, chủ yếu là natri-23.
+ Dạng tự nhiên: Natri không xuất hiện dưới dạng nguyên tử tự do trong tự nhiên mà chủ yếu ở dạng hợp chất, như muối natri (NaCl), silicat natri (Na2SiO3), và nhiều hợp chất khác. Natri thường được sản xuất từ các hợp chất này thông qua điện phân hoặc phản ứng với kim loại khử mạnh.
- Tính chất hóa học:
+ Tính khử: Natri là một kim loại có tính khử mạnh, dễ phản ứng với các hợp chất có tính oxi hóa cao. Trong quá trình phản ứng, natri thường truyền điện tử cho các hợp chất khác, làm giảm tính oxi hóa của chúng.
+ Phản ứng với nước: Khi tiếp xúc với nước, natri phản ứng rất mạnh, tạo ra hydroxide natri (NaOH) và khí hiđro (H2).
+ Phản ứng với oxi: Natri cháy dữ dội trong không khí, dẫn đến sự hình thành oxit natri (Na2O).
+ Kim loại natri (Na) phản ứng với axit, tạo ra muối natri và khí hiđro. Ví dụ, phản ứng 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2 minh chứng cho việc natri kết hợp với axit hydrocloric (HCl) để tạo ra muối natri clorua (NaCl) và khí hiđro (H2). Đây là một ví dụ về phản ứng khử, trong đó natri nhường electron cho axit hydrocloric, biến axit thành muối và sinh ra khí hiđro. Phản ứng này giải phóng nhiều năng lượng, với khí hiđro thường được tạo thành dưới dạng bong bóng hoặc bọt. Natri cũng có thể phản ứng với các axit khác như axit sulfuric (H2SO4) hoặc axit nitric (HNO3) để tạo ra muối tương ứng và khí hiđro, nhưng cần cẩn trọng vì phản ứng có thể xảy ra rất nhanh và mạnh, sinh nhiệt độ cao và tiềm ẩn nguy hiểm.
+ Tính chất hóa học nổi bật: Hydroxide natri (NaOH), sản phẩm của phản ứng natri với nước, là một bazơ mạnh, ứng dụng rộng rãi trong hóa học và công nghiệp.
+ Tương tác với Clorua: Natri kết hợp với clor (Cl2) tạo ra muối natri clorua (NaCl), một loại muối ăn phổ biến. Phản ứng cụ thể là: 2Na + Cl2 → 2NaCl.
+ Ứng dụng: Natri có vai trò quan trọng trong công nghiệp, chủ yếu để sản xuất hydroxide natri và nhiều sản phẩm hóa học khác. Muối natri (NaCl) không chỉ là thành phần thiết yếu trong thực phẩm mà còn dùng để bảo quản và tăng cường hương vị. Ngoài ra, natri được ứng dụng trong lĩnh vực điện hóa và trong các pin kiềm. Tuy nhiên, vì natri là kim loại có tính khử mạnh và phản ứng mạnh mẽ với nước và oxi, nên cần phải xử lý cẩn thận.
3. Một số bài tập thực hành liên quan
Câu 1. Xem xét các phát biểu dưới đây về ứng dụng của kim loại kiềm:
(1) Kim loại kiềm được dùng để chế tạo hợp kim với nhiệt độ nóng chảy thấp,
(2) Kim loại kiềm được sử dụng để điều chế một số kim loại hiếm qua phương pháp nhiệt kim loại.
(3) Kim loại kiềm được sử dụng làm xúc tác trong nhiều phản ứng hóa học hữu cơ.
(4) Kim loại kiềm đóng vai trò là điện cực trong các pin điện hóa.
(5) Kim loại kiềm được dùng để chế tạo các bộ phận chịu mài mòn cho máy bay, tên lửa và ô tô. Trong số các phát biểu trên, số lượng phát biểu đúng là:
A. 1. B. 2. C. 3. D. 4
Đáp án là C
(1) Kim loại kiềm được sử dụng để chế tạo hợp kim với nhiệt độ nóng chảy thấp.
(2) Kim loại kiềm được dùng để điều chế một số kim loại hiếm qua phương pháp nhiệt kim loại.
(3) Kim loại kiềm được áp dụng làm xúc tác trong nhiều phản ứng hóa học hữu cơ.
Câu 2. Trong nhóm kim loại kiềm thổ:
A. Tính khử của kim loại gia tăng khi bán kính nguyên tử mở rộng.
B. Tính khử của kim loại tăng lên khi bán kính nguyên tử giảm.
C. Tính khử của kim loại giảm xuống khi bán kính nguyên tử tăng lên.
D. Tính khử của kim loại không thay đổi khi bán kính nguyên tử giảm.
Đáp án A: Tính khử của kim loại gia tăng khi bán kính nguyên tử mở rộng.
Câu 3. Để sản xuất kim loại Na, người ta thực hiện phản ứng:
A. Điện phân dung dịch NaOH.
B. Điện phân NaCl hoặc NaOH ở dạng nóng chảy.
C. Trộn dung dịch NaOH với dung dịch HCl.
D. Cho dung dịch NaOH phản ứng với H2O.
Đáp án B: Điện phân NaCl hoặc NaOH khi ở dạng nóng chảy.
Câu 4. Khi cho 2,3 g Na phản ứng với H2O, thu được V lít khí ở điều kiện chuẩn. Giá trị của V là
A. 1,12 lít B. 11,2 lít C. 2,24 lít D. 5,6 lít
Hướng dẫn giải:
Phương trình phản ứng: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2. Tính số mol H2: nH2 = nNa/2 = 0,05 mol ⇒ VH2 = 0,05 × 22,4 = 1,12 lít
Câu 5: Hiện tượng chính xác nhất khi cho mẫu Na phản ứng với nước là:
A. Mẫu Na dần dần tan ra.
B. Mẫu Na dần tan và có khí thoát ra.
C. Natri nóng chảy thành những giọt tròn màu trắng di chuyển nhanh trên mặt nước. Mẫu Na sẽ tan hết, khí H2 sẽ thoát ra, và phản ứng sinh nhiều nhiệt.
D. Mẫu Na tan hết, khí H2 thoát ra, và phản ứng sinh ra nhiều nhiệt.
Hướng dẫn giải: Đáp án C
Phương trình phản ứng: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
Câu 6: Khi cho 3,36 gam hỗn hợp gồm K và một kim loại kiềm A vào nước, thấy có 1,792 lít khí H2 thoát ra. Thành phần phần trăm khối lượng của A trong hỗn hợp là
A. 18,75%.
B. 10,09%.
C. 13,13%.
D. 55,33%.
Hướng dẫn giải: Đáp án A
Giả sử công thức chung của hai kim loại kiềm là M.
Phản ứng xảy ra là M + H2O → MOH + 1/2H2. Số mol của M tính được là 0,16 mol; do đó M = 3,36/0,16 = 21, thuộc khoảng giữa Li (7) và K (39).
Gọi số mol của K và Li lần lượt là x và y. Ta có: Phần trăm khối lượng của Li là 0,09 × 7 / 3,36 × 100% = 18,75%.
