碱金属元素课外拓展.doc

碱金属元素课外拓展1碱金属的燃烧产物（1）碱金属在空气或氧气中燃烧时，由于其活泼性不同，其产物亦不同。例如：4Li+O22Li2O2Na+O2Na2O2K+O2KO2(Cs、Rb同K)（2）判断一种氧化物是否为碱性氧化物就要看它是否与酸反应生成盐和水，Li2O、K2O、Na2O均符合此条件，当然属碱性氧化物，但是也有一些氧化物与酸反应的产物不符合这一条件，例如：2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2+2H2O2KO2+2HCl=2KCl+O3+H2O在生成盐和水的同时，还生成了O2或O3，所以不能将其归类为碱性氧化物。Na2O2属于过氧化物，KO2属于超氧化物。2把金属钠投入盐酸中，钠先与盐酸反应金属钠与冷水能发生剧烈反应，如果把金属钠投入盐酸中，反应将比投入水中更剧烈。我们把上述反应用化学方程式表示如下：2Na+2HCl=2NaCl+H22Na+2H2O=2NaOH+H2这两个反应都是氧化-还原反应，下面标出这两个反应电子得失情况： 由此可见，Na与H2O或Na与HCl反应实质都是Na与H+的反应。盐酸是强电解质，在水溶液中完全电离：HCl=H+Cl-，而水是弱电解质，仅能微弱的电离：。因此盐酸中H+浓度比纯水中H+浓度要大很多很多，H+浓度越大，反应越剧烈。所以把钠投入盐酸中，钠与盐酸反应：2HCl+2Na=2NaCl+H2。但由于钠与冷水的反应已经非常剧烈了，因此钠与盐酸的反应就更剧烈的难以控制，已经没有什么现实意义了。3在碱金属元素密度递变的顺序中，钾的反常用近代实验仪器测得碱金属具有体心立方结构。如下图： 碱金属原子的最外层只有一个电子，原子核对这个最外层电子的引力由于受到内层电子的屏蔽（抵消）而较弱，因而使原子半径很大，固态中原子的核间距就大。所以碱金属的密度是很小的，其中如Li、Na、K密度比水的还小。在碱金属中，随着原子序数的增加，碱金属的密度一般是增大的。元素LiNaKRbCs密度0.5340.9710.8621.5321.879这是由于这几种金属的晶体结构相同，随着原子序数的增加，相对原子质量增加所起的作用超过了（或者抵消了）原子半径（或原子体积）增大的作用。但是从钠到钾出现了“反常”现象，这是由于从钠到钾相对原子质量增大所起的作用小于原子体积增大所起的作用，因此钾的密度比钠的密度要小。下表列出碱金属相对原子质量与原子半径变化情况：元素LiNaKRbCs相对原子质量6.94122.9939.1085.47132.9原子半径（米）1.5210-101.8610-102.2710-102.4810-102.6510-10从上表中可看出，从相邻元素的相对原子质量及原子半径变化来看，由钠到钾原子半径增加较大，而相对原子质量增加较小，所以钾的密度反而比钠小。4在自然界存在的元素中，金属性最强的金属碱金属元素包括锂、钠、钾、铷、铯、钫六种元素，它们的原子半径在元素周期表的同一横行（同一周期）中是最大的，它们的原子最外层只有一个电子，在发生化学反应时，很容易失去最外层的一个电子而成为金属阳离子，因而它们都是活泼金属。在碱金属中，从上到下，随着原子半径增大，最外层电子离原子核距离增大，核对最外层电子吸引力减弱，失电子能力增强，因此从上到下金属性逐渐增强，所以碱金属元素中金属性最强的元素是钫。钫是碱金属中密度最大的元素，人们早就预见了钫的存在，也从理论上推导出钫的性质。但直到1939年法国科学家贝赫蕾（Perrey）和马格里特（Margueritte）才从锕的蜕变产物中发现了半衰期为21分钟的钫，为了纪念“法兰西”而命名为“钫”。元素钫的性质从沉淀反应、溶解度以及离子交换研究表明，这种元素的性质和从它在族中的位置所预测的一样。从理论上把钫作为金属性最强的元素。但是，这种元素的半衰期太短，没有实际的使用价值，因此，目前把铯作为自然界存在的金属性最强的元素。5检验碱金属离子的存在及注意事项由于碱金属盐易溶于水，且其水溶液均为无色，因此不能通过沉淀反应来检验碱金属离子的存在。通常利用碱金属离子在火焰中所显示的不同焰色来检验。这种检验方法叫做焰色法。在进行焰色反应时注意如下几点：焰色反应所用火焰本身颜色要浅，否则会干扰实验的观察。采用煤气灯较理想，若用酒精灯焰，则要使用其外焰的侧面。蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色，同时熔点要高、不易被氧化。用铂丝效果最好，也可用铁丝、镍丝、钨丝来代替。金属丝要安在玻璃上，以防烫手。金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净，然后在火焰上灼烧至无焰色，以除去能起焰色反应的少量杂质。观察钾的焰色时，要透过蓝色的钴玻璃片。因为钾中常混有钠的杂质，蓝色钴玻璃可以滤去黄光，以看清钾的紫色火焰。6“焰色反应”释疑三则（1）焰色反应是元素的一种物理性质。无论是金属离子或金属原子均能发生焰色反应，焰色反应属物理变化过程。（2）不是所有元素都有特征的焰色。只有碱金属元素以及钙、锶、钡、铜等少数金属元素才能呈现焰色反应。（3）焰色反应的显色过程与气体物质燃烧时产生各色火焰的过程有着本质区别。焰色反应并非金属及其化合物自身发生燃烧反应而产生各种颜色火焰的过程，而是它们的原子或离子的外围电子被激发跃迁而产生各种颜色光的过程。7、锂的存在、发现和制取锂在地壳中约含0.0065%，其丰度居第27位。在海水中大约2600亿吨锂，人和动物体内也有极少量的锂元素存在。体重70公斤的正常人体中，锂的含量为2.2毫克。目前自然界已发现含锂矿石达150多种。锂在自然界中存在的主要形式为锂辉石(LiAlSi2O6)，锂云母KLi3(F,OH)2Al2(SiO3)3等，我国江西有丰富的锂云母矿。锂是在1817年被著名化学家贝齐里乌斯的学生阿尔费特逊在分析一种矿石的成分时发现