金属钠的应用及生产工艺

金属钠的制法 2009-12-15 23:49金属钠是在 1807 年通过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。

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。

电解氯化钠制金属钠通常在电解槽(见下图)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最低的混合物)， 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。

电解铝生产工艺流程简介电解铝工艺流程：现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。

熔融冰晶石是溶剂， 氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在 950℃-970℃下， 在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。

化学反应主要通过这个方程进行：2Al2O3==4Al 3O2。

阳极：2O2ˉ-4eˉ=O2↑阴极:Al3 3eˉ=Al。

阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体， 其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。

为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化 处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。

阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往 铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯、型材等。

。

第二单元金属钠及钠的化合物第一课时钠的性质与制备必备知识基础练知识点一钠原子的结构、性质及应用1.钠的化学性质非常活泼。

下列关于金属钠的叙述错误的是()A．金属钠可以保存在煤油中B．钠元素只能以化合态形式存在于自然界中C．实验室取用金属钠需要镊子、滤纸、小刀3种用品D．用一般的化学置换法不能制取金属钠2．某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠下面4点性质中的()①钠的密度比水的小②钠的熔点较低③钠与水反应时放出热量④钠与水反应后溶液呈碱性A．①④B．①②④C．①③④D．①②③④3．取一块金属钠放在燃烧匙里加热，下列实验现象描述正确的是()①金属钠先熔化②在空气中燃烧，放出黄色火花③燃烧后得白色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后生成淡黄色固体A．①②B．①③C．①②③D．①④⑤4．在烧杯中加水和苯(苯的密度为0.8 g·cm－3，与水互不相溶，且不与钠反应)各50 mL，将一小粒金属钠(密度0.97 g·cm－3)投入烧杯中，观察到的现象可能为() A．钠在水层中反应并四处游动B．钠停留在苯层中不发生反应C．钠在苯的液面上反应并四处游动D．钠在苯与水的界面处反应并可能上下跳动5．(多选)下列说法正确的是()A．切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗：4Na＋O2===2Na2OB．常温下Na与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快C．钠与盐酸或水反应的反应实质相同D．Na的金属活动性比Mg强，故可用Na与MgCl2溶液反应制Mg知识点二氧化钠和过氧化钠6.关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是()A．氧化钠比过氧化钠稳定B．所含氧元素的化合价都为－2价C．阴、阳离子的个数比都为1:2D．都能与二氧化碳、水反应产生氧气7．下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是()A．Na2O、Na2O2都是钠的氧化物，都是碱性氧化物B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体C．Na2O2是强氧化剂，具有漂白性，能够用来漂白食品D．Na2O2与水反应时，1 mol Na2O2在反应中转移1 mol电子8．向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末，充分振荡，可观察到的现象是()A．溶液仍为紫色B．溶液最终变为蓝色C．除最终溶液褪色外，无其他现象D．溶液中有气泡产生，溶液最终变为无色9．(多选)Na2O2具有漂白性，下列关于Na2O2的叙述中正确的是()A．Na2O2是淡黄色固体，久置于空气中变成Na2OB．Na2O2与水的反应中，Na2O2既作氧化剂又作还原剂C．用Na2O2漂白过的织物、麦秆等日久又渐渐变成黄色D．Na2O2放入饱和NaOH溶液中，放出大量的O2，并有白色固体析出10．将一团棉花包裹少量过氧化钠放在石棉网上，将CO2气体缓缓通入棉花中的过氧化钠上，棉花很快燃烧起来，实验分析可知，下列表述不正确的是()A．反应生成的O2有利于棉花燃烧B．过氧化钠与CO2反应放热C．CO2对棉花燃烧起助燃作用D．过氧化钠与CO2反应固体质量增加了关键能力综合练一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。

钠制造工艺技术钠是一种常用的金属元素，具有重要的工业用途和应用价值。

钠的制造工艺技术是指将钠从天然的钠化合物中提取出来，并进行精细加工的过程。

钠制造的工艺技术主要包括以下几个步骤：1. 原料准备：钠的主要原料是岩盐，一种含有钠氯化物的矿石。

首先，需要对岩盐进行破碎和研磨，使其达到一定的粒度要求。

2. 溶解提取：将研磨后的岩盐与水混合，形成盐水溶液。

然后，通过加热和搅拌的方式，使钠氯化物在溶液中溶解，并与其他杂质分离。

3. 电解析钠：将经溶解提取得到的钠氯化物溶液进行电解。

电解槽由两个电极——阴极和阳极组成，其中阳极由钛材料制成，而阴极则是钠金属。

在高温下，钠氯化物溶液被加热到约800摄氏度，并施加电流。

这样，钠离子会在电流的作用下被还原为纯钠金属，并在阴极上逐渐沉积。

4. 精炼和提纯：经过电解得到的钠金属仍然含有一定的杂质，需要进行精炼和提纯。

这一步骤通常通过蒸馏、反应提纯等方法进行。

蒸馏是将钠金属加热至其沸点，然后通过冷凝使其重新凝结为纯净的钠金属。

反应提纯则是通过与氧化剂反应，将杂质氧化为易挥发的气体，从而净化钠。

5. 成品包装：经过精炼和提纯的钠金属被铸造成不同规格和形状的块状或片状，并经过清洁、干燥等处理，最后进行包装和贴标。

钠制造工艺技术的关键点在于电解阶段的设计和控制。

在电解槽中，需要合理选择电解液的成分和浓度，控制电流密度和温度等参数，以确保钠金属的高纯度和高产率。

此外，为了提高钠制造的效率和降低生产成本，还可以采用一些新兴的钠制造工艺技术。

比如，可以利用电浆技术，通过无电解液的特殊反应体系直接得到纯钠金属。

还可以利用固态电解质材料，通过固体电解法制备钠金属。

总之，钠制造工艺技术是一个复杂且关键的过程，需要综合考虑原料准备、溶解提取、电解析钠、精炼提纯和成品包装等环节。

随着科技的发展，钠制造工艺技术也在不断创新和改进，以满足不同领域对钠的需求。

钠（Na）元素及金属钠的用途引言钠的英文为 Sodium，化学元素符号是Na，这是源于拉丁文钠字Natrium 而来的缘故。

钠位于元素周期表第三周期第一族。

属碱金属元素族，是地壳中最丰富的元素之一[1]。

金属钠是银白色，具有轻，软，低熔点，硬度小的特点，可以用刀子切割。

金属钠有良好的导电性和导热性。

钠原子最外层只有一个电子，而次外层有8 个电子，由于内层电子的屏蔽作用显著，很容易失去最外层的1 个电子，因此具有较强的金属性。

在焰色放映中色反应中呈现黄色。

金属钠容易失去自己的电子而被氧化，即便在很低的温度下，也能被空气中的空气氧化生成氧化钠。

氧化钠是碱性氧化物，遇水吸收空气中的水分，再起化学反应，生成相应的强碱。

金属钠与水反应还会生成可燃性气体——氢气。

一般情况下，打开金属钠的包装就会看到银白色的金属钠浸没在煤油里，或者在这种金属的外面涂一层蜡。

这是因为这种金属和一般金属不一样，如果遇上了水或放臵在空气，会立刻引起燃烧或爆炸。

因此，金属钠不能暴露在空气中或浸没在水中存放。

钠不与煤油，汽油和石蜡等发生作用，所以可把金属钠浸没在矿物油或液体石蜡中严密保存。

目的是使他们与空气隔绝，同时还能与水隔离，这样就能免除变质和发生危险。

包装金属钠的容器不得渗漏，容器内煤油和石蜡应添足，保证金属钠完全浸没在煤油或液体石蜡中，油面高出物品5-10 厘米[2-3]。

1 Na 元素及金属钠在各领域中的应用1.1 钠在人体及动物机体中的作用钠是动物与人必需的矿质营养元素，主要存在于体内的血液与水分中，能维持细胞渗透压和血液的酸碱平衡，主要是阴阳离子的平衡，并参与水的代谢[4-5]。

此外，钠和其它离子一起参与维持正常肌肉神经的兴奋性，对心肌活动起调节作用。

以重碳酸盐形式存在的钠，可抑制反刍动物瘤胃中产生过多的酸，为瘤胃微生物活动创造适宜的环境。

牲畜主要通过饲料与饮水摄取钠，动物缺钠时生长性能受阻，降低热能与已消化蛋白质的利用，使体重减轻，并影响动物的生殖能力。

精制盐、金属钠、液氯万吨液氯项目可行性研究报告目录第一章总说明第二章市场预测第三章建设规模及产品方案第四章厂址选择第五章技术方案设备方案和工程方案第六章总图运输和公用辅助工程第七章主要原材料、燃料供应第八章节能第九章节水第十章环境保护第十一章劳动安全、卫生、消防第十二章组织机构和人力资源配置第十三章项目实施进度第十四章投资估算第十五章成本估算第十六章经济效益分析第十七章项目评价第一章总说明1-1项目名称：年产20万吨精制盐、2万吨金属钠及2.9万吨液氯项目1-2可行性研究工作的依据某化工有限公司建设新项目的投资意向；某市城市总体规划；《投资项目可行性研究工作指南》（试用版）；《建设项目经济评价方法与参数》（第二版）；《工业企业财务制度》。

1-3 可行性研究工作的范围本报告为新建项目确定的某公司年产2万吨金属钠及2.9万吨液氯制造项目涉及的生产工艺、设备、建筑工程、国内外销售市场、原辅材料供应、外围条件、环境保护、节能、节水、消防、人力资源、劳动安全卫生、项目建设以及成本、价格、财务、经济评价等内容进行可行性研究。

1-4承办单位企业概况企业名称：某化工有限公司住所：某市100#法定代表人：某职务：董事长注册资本：327万元人民币企业类型：有限责任公司成立日期：2007年4月26日注册登记机关：某城工商行政管理局注册号：000000000000000某化工有限公司是2009年在某公司的基础上经成立的一家生产精制盐、金属钠、液氯、甲醇钠为主的化工企业。

目前公司在某市工业园正在启动“年产10万吨精制盐、11万吨金属钠、12万吨液氯万吨液氯”以及内蒙古阿拉善左旗腾格里工业园区盐湖的开发和盐及芒硝的深加工项目，项目总投资2.6亿元人名币。

公司现有高级管理人员15名，中级管理人员35名，在公司董事长某先生的领导下，集“某公司”多年的成功经验和经营理念。

公司员工精诚团结，不断开拓进取，集中公司人力、财力、物力，全力打造这个精品项目，使之成为塞上江南一颗耀眼的明珠。

第1讲 钠及其化合物【考纲解读】1.知道Na 及其氧化物的性质。

2.能利用Na 及其氧化物分别与水反应的化学方程式进行相关计算。

3.能规范解答以Na 及其氧化物为载体的实验探究、框图推断题。

4.了解Na 2CO 3和NaHCO 3的性质。

5.能正确鉴别Na 2CO 3和NaHCO 3，并能用实验的方法实现它们之间的相互转化。

6.从原子的核外电子排布，理解ⅠA 族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。

7.了解碱金属的主要物理性质和化学性质及其应用。

8.了解碱金属及其化合物的典型计算。

9.记住Na 、K 等重要金属元素的焰色反应。

【考点解析】考点一 钠的性质及应用 1． 钠的物理性质颜色：银白色，有金属光泽； 密度：ρ(H 2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)； 熔点：低于100 ℃；硬度：质地柔软，可以用小刀切割。

2． 钠的化学性质——还原性(1)与非金属单质(如O 2、Cl 2)的反应O 2⎩⎨⎧常温：4Na ＋O 2===2Na 2O 点燃：2Na ＋O 2=====△Na 2O 2Cl 2：2Na ＋Cl 2=====点燃2NaCl (2)与水反应①离子方程式：__________________________________。

②与滴加酚酞的水反应的现象及解释(3)与盐酸反应离子方程式：_______________________________。

总结： 钠与水、酸反应的实质都是与H ＋的反应。

（4）与硫酸铜溶液反应将一小块钠投入到硫酸铜溶液中可观察的实验现象有 ____________________________；写出反应的离子方程式 _____________________________________________。

3． 钠的制取及保存(1)制取：化学方程式为2NaCl(熔融)=====电解2Na ＋Cl 2↑。

(2)保存：密封保存，通常保存在石蜡油或煤油中。

金属钠研究报告
金属钠是一种具有重要用途的金属材料，对于其研究的深入和掌握有助于我们更好地应用和发挥其功效。

下文将从几个步骤分别阐述关于金属钠研究的报告。

1.研究背景
金属钠是一种化学成分为Na的金属材料，具有低熔点、导电性好、化学稳定性差、极易腐蚀等优点，在产业生产、能源等领域得到广泛应用。

但是，钠与空气中的氧气、水蒸气等产生反应，可以使其极易产生火灾、爆炸等危险情况，因此，钠的安全性和稳定性也是钠研究的重点之一。

2.研究内容
文献报告中对金属钠的研究内容主要分为以下几个方面：
2.1 基础性研究
这部分内容主要包括金属钠的物理化学特性、电化学性质、物理力学性质、结构与性能等等研究。

通过实验和理论研究，可以进一步加深我们对金属钠的了解，为钠的应用提供更全面的科学依据。

2.2 工艺性研究
钠的应用涉及到其制备、存储、加工、运输等方面，因此工艺性研究的内容也是十分重要的。

在这方面，主要包括钠的制备方法、钠与其
他金属材料的合金等材料加工的研究，这些研究同样也对于钠的应用
起到了关键作用。

2.3 安全性研究
安全性研究是钠研究的重中之重。

在此方面，主要包括钠的安全储运、火灾、爆炸等危险性因素的控制、钠与其他物质的反应等内容。

通过
这方面的研究，我们可以更好的保障使用钠的人员的生命财产安全。

3.结论
综上所述，金属钠的研究是一个十分广泛而复杂的课题，需要从水平
广度两个方面查找、分析、阐述其相关知识。

在今后的研究中，我们
应该多角度、多层面地对钠材料的性质、应用进一步加深认识，提升
科学研究和产业应用水平，进一步展示金属钠的广泛应用前景。

学习资料注意保存烧碱（学名氢氧化钠）是可溶性的强碱。

纯碱（学名碳酸钠）实际上是个盐，由于它在水中发生水解作用而使溶液呈碱性，再由于它和烧碱有某些相似的性质，所以它与烧碱并列，在工业上叫做“两碱”。

烧碱和纯碱都易溶于水，呈强碱性，都能提供Na+离子。

这些性质使它们被广泛地用于制肥皂、纺织、印染、漂白、造纸、精制石油、冶金及其他化学工业等各部门中。

普通肥皂是高级脂肪酸的钠盐，一般是用油脂在略为过量的烧碱作用下进行皂化而制得的。

如果直接用脂肪酸作原料，也可以用纯碱来代替烧碱制肥皂。

印染、纺织工业上，也要用大量碱液去除棉纱、羊毛等上面的油脂。

生产人造纤维也需要烧碱或纯碱。

例如，制粘胶纤维首先要用18～20％烧碱溶液（或纯碱溶液）去浸渍纤维素，使它成为碱纤维素，然后将碱纤维素干燥、粉碎，再加最后用稀碱液把磺酸盐溶解，便得到粘胶液。

再经过滤、抽真空（去气泡），就可用以抽丝了。

精制石油也要用烧碱。

为了除去石油馏分中的胶质，一般在石油馏分中加浓硫酸以使胶质成为酸渣而析出。

经过酸洗后，石油里还含有酚、环烷酸等酸性杂质以及多余的硫酸，必须用烧碱溶液洗涤，再经水洗，才能得到精制的石油产品。

在造纸工业中，首先要用化学方法处理，将含有纤维素的原料（如木材）与化学药剂蒸煮制成纸浆。

所谓碱法制浆就是用烧碱或纯碱溶液作为蒸煮液来除去原料中的木质素、碳水化合物和树脂等，并中和其中的有机酸，这样就把纤维素分离出来。

在冶金工业中，往往要把矿石中的有效成分转变成可溶性的钠盐，以便除去其中不溶性的杂质，因此，常需要加入纯碱（它又是助熔剂），有时也用烧碱。

例如，在铝的冶炼过程中，所用的冰晶石的制备和铝土矿的处理，都要用到纯碱和烧碱。

又如冶炼钨时，也是首先将精矿和纯碱焙烧成可溶的钨酸钠后，再经酸析、脱水、还原等过程而制得粉末状钨的。

在化学工业中，制金属钠、电解水都要用烧碱。

许多无机盐的生产，特别是制备一些钠盐（如硼砂、硅酸钠、磷酸钠、重铬酸钠、亚硫酸钠等等）都要用到烧碱或纯碱。

钠金属知识点总结钠是一种常见的化学元素，它是第11号元素，化学符号为Na，原子序数为11。

钠是一种易熔、易氧化的金属，在自然界中以碳酸盐和氯化钠的形式广泛存在。

钠金属在工业生产和实验室应用中具有广泛的用途，本文将对钠金属的性质、用途以及相关的知识点进行总结。

一、钠金属的性质1. 外观和物理性质钠金属是一种银白色的块状金属，在常温下具有良好的延展性和可塑性。

钠的熔点为97.80°C，沸点为893.0°C，密度为0.971 g/cm³。

钠金属具有较低的硬度和熔点，因此易于加工和熔炼。

2. 化学性质钠金属具有较强的还原性，在空气中会迅速氧化生成氧化钠。

由于钠的还原性较强，因此在水中会剧烈反应并放出氢气，产生氢氧化钠。

此外，钠金属还与酸类物质发生反应，生成相应的盐类化合物。

3. 放射性由于钠金属中存在稳定的钠-23同位素，并且钠的原子核中的中子数比质子数稍多，因此钠金属是一种轻微的放射性物质。

然而，钠的放射性活性很低，对人体健康的影响极小。

二、钠金属的用途1. 工业生产钠金属在工业生产中有着重要的应用价值，主要用于制备金属钠化合物，如氢氧化钠、碳酸钠等。

这些化合物广泛应用于玻璃工业、皂液生产、纺织工业和冶金工业等领域。

2. 实验室应用钠金属在实验室中也有着重要的应用价值，例如用于合成有机化合物、催化剂制备、金属表面处理等方面。

此外，钠金属还可用于研究放射性同位素的性质和研究核反应等领域。

3. 其他用途钠金属还可用于制备钠灯、蓄电池、合金制备等领域。

由于钠金属具有较强的还原性和导热性，因此在一些特殊的工业领域具有重要的应用价值。

三、钠金属的安全问题1. 存储和运输由于钠金属具有强烈的还原性和与水反应产生氢气的特性，因此在存储和运输过程中应注意避免与水和潮湿空气接触。

此外，钠金属还应存放在干燥的环境中，并采取防火防爆措施。

2. 使用注意事项在使用钠金属时，应戴上防护眼镜和手套等个人防护装备，以避免钠金属造成的化学灼伤。