师：各位同学，大家好，江苏省名师空中课堂高中化学一轮专题复习课现在开讲，今天的主题是钠镁及其化合物。通过复习，我们要解决以下几个问题：通常用什么方法从海水中提取氯化钠？海水当中还能制备哪些产品？钠镁电池的原理是什么？氧化钠与过氧化钠的性质有何差异？碳酸钠与碳酸氢钠如何鉴别与转化？

　　自然界中钠镁元素含量丰富，地壳中钠元素含量占第六位，海水中氯化钠总储量达4亿吨，镁的总储量达1.8×101?吨。钠镁元素主要以化合态存在，氯化钠是常见的钠盐。那么，通常用什么方法提取氯化钠呢？结合氯化钠的溶解度和热稳定性，我们通常采用蒸发结晶的方法，也就是海水晒盐。

　　海水蒸发结晶后，大量粗盐精制可得氯化钠。从氯化钠还能制备很多化工产品，主要有三个应用方向：通过电解熔融的氯化钠制得金属钠；通过氯碱工业制得氢氧化钠和氯气，这也是目前工业上生产氯气的方法；通过侯氏制碱法制得碳酸钠、碳酸氢钠。从海水提取氯化钠后，剩下的母液含有丰富镁元素，可将其转化为氢氧化镁沉淀，再转化为无水氯化镁，通过电解制得金属镁。镁和钠都是通过电解法制得，这要归功于英国化学家戴维，他最早用电解熔融苛性钾制得金属钾，随后发现了金属钠、镁等多种活泼金属。戴维一生发现9种新元素，在化学史上无人能及。现今工业上采用电解熔融氯化钠和氯化镁的方法制取钠和镁，正是源于戴维的电解法。

　　钠镁属于活泼元素，钠最外层一个电子，易失去，体现较强还原性，镁也具有较强还原性，性质活泼。锂与钠位于同一主族，生活中常用锂电池，那么能否用钠电池或镁电池替代呢？复旦大学团队研发了钠 - 氧气可呼吸电池。之所以从锂电池联想到钠电池，是因为它们元素性质和结构相似。在钠电池中，钠作负极，因活泼易失电子，负极反应为钠失电子变成钠离子；正极大量氧气得电子，复旦大学团队通过透射电子显微镜发现，正极附近生成大量过氧化钠，即放电时生成过氧化钠。此发现于2012年在EC杂志发表，但钠电池至今未广泛使用，说明其推广存在局限性。杂志提到，电池应用中材料吸水会引发一系列问题，增加规模化生产的成本。由此我们回顾钠的性质，钠很活泼，会与氧气反应，常温下生成白色固体氧化钠，切割钠块，表面很快变暗；加热条件下，最终生成淡黄色固体过氧化钠，这与钠电池产物相同。钠还会和水反应，这是一个典型实验，可用“浮、熔、游、响、红”五个字描述现象：钠浮在水面，说明钠密度比水小；渐渐熔化成小球，说明反应放热，热量使钠熔化；小球在水面四处游动，说明有气体产生；发出嘶嘶响声，说明反应剧烈；若水中滴有酚酞，最终溶液变红，说明生成碱性物质，确定反应生成氢氧化钠和氢气。除水外，钠还能和一些盐反应，比如制取钛合金。钛是21世纪的明星金属，与人体骨骼相容性好。制取钛时，用钠和熔融的四氯化钛在700 - 800摄氏度条件下反应，利用钠的还原性将钛置换出来，这些都体现了钠很强的还原性。

　　那么钠与盐溶液反应会怎样呢？以钠和硫酸铜溶液反应为例，实验可看到有气体产生，硫酸铜溶液变成蓝色沉淀，生成氢氧化铜。为何没置换出铜呢？分析钠和盐溶液反应有个思维模型：在盐溶液中加入钠，优先考虑钠和水的反应。此反应中，水不断减少，影响溶剂质量；钠和水生成氢氧化钠，要考虑氢氧化钠是否与溶质反应。在硫酸铜溶液中，氢氧化钠和硫酸铜生成氢氧化铜沉淀，产生的氢气也是钠和水反应所致。同时要考虑反应放热对环境和溶质溶解度的影响。若想从硫酸铜中置换出铜，需排除水的干扰，可更换溶剂，比如用硫酸铜的丙酮溶液，最终会在钠块上吸出红色固体铜。

　　回到钠电池，放电过程中钠失电子变成钠离子，那么充电过程中钠离子可得到电子变成钠，实现钠 - 氧气可充电电池。英国皇家化学会预言未来钠电池可能取代锂电池，钠电池优势在于价格廉价，这得益于可从海水中大量提取氯化钠。钠 - 氧气可呼吸电池最终产物是过氧化钠，而非氧化钠，那么氧化钠与过氧化钠性质有何差异呢？从电子式看有区别，不过在氧化钠和过氧化钠中，阴阳离子个数比都是1 : 2。与一系列物质反应也有区别：氧化钠是碱性氧化物，和水反应生成氢氧化钠；过氧化钠和水反应除生成氢氧化钠，还会生成氧气。与盐酸反应，氧化钠生成对应的盐和水，过氧化钠除生成盐和水，也有氧气生成。与二氧化碳反应，氧化钠作为碱性氧化物与酸性氧化物结合成碳酸钠；过氧化钠则会有氧气生成。与二氧化硫反应，氧化钠和二氧化硫生成亚硫酸钠；过氧化钠因具有强氧化性，二氧化硫具有还原性，二者反应最终生成硫酸钠。过氧化钠可作强氧化剂、漂白剂，还可用于呼吸面具和潜水艇供氧；氧化钠主要用于制烧碱以及和氧气反应制取过氧化钠。关于过氧化钠的强氧化性，思考一下，把过氧化钠放入氯化亚铁和亚硫酸钠溶液中会发生什么反应？与氯化亚铁溶液反应生成氢氧化铁和氧气，与亚硫酸钠溶液反应生成硫酸钠。这里有个规律，过氧化钠与盐溶液反应，要考虑过氧化钠与水的产物氢氧化钠和氧气，看这两种产物是否与溶质反应。如氯化亚铁易被氧气氧化成三价铁离子，三价铁离子结合氢氧化钠生成氢氧化铁；亚硫酸钠易被氧气氧化成硫酸钠。写陌生离子方程式或化学方程式时要注意这点。