第二章 碱金属.doc

第二章 碱金属一、知识要点与规律1.碱金属元素原子结构和性质递变规律碱金属锂钠钾铷铯元素符号LiNaKRbCs核电荷数311193755原子最外层电子数均为1。电子层数依次增多。原子半径依次增大。原子失电子能力依次增强。元素的金属性依次增强。单质的还原性依次增强。与氧气等非金属反应的能力依次增强，Li生成Li2O，K生成KO2，Li保存在石蜡中，Na、K保存在煤油中。与水反应的剧烈程度依次增强，K反应放出的热可以使H2燃烧，并发生轻微爆炸；Rb、Cs遇水立即燃烧，甚至爆炸。氢氧化物水溶液的碱性依次增强，NaOH、KOH、RbOH等都是强碱。单质的色态与硬度银白色金属，柔软，Cs略带金色光泽。单质的熔点低，依次降低。单质的密度小，从Li到Cs增大，但钾反小于Na；金属中Li、K、Na最小，小于1g/cm3。导电性导热性强。2.钠的重要的化学性质及应用反应物原 理应 用钠与氧气反应4NaO22Na2O2Na+O2Na2O2说明Na2O2的热稳定性比Na2O强；说明常温下Na迅速转变为Na2O而非Na2O2；制取Na2O2可以用Na在氧气中燃烧的办法，但Na2O一般不能用Na与氧气直接反应的方法来制取。钠与水2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2实验现象可以印证Na的相关性质：密度小、熔点低、还原性强；说明Na不能用手拿的道理；Na着火后灭火的问题；Na保存的问题。钠与盐溶液2Na+Cu2+2H2O=2Na+ Cu(OH)2+H26Na+3H2O+2Fe36Na+2Fe(OH)3+3H2Na不能从不活泼金属的盐溶液中置换出金属。钠与熔融盐4Na+TiCl4Ti+ 4NaCl用Na制取金属。3.碱金属重要化合物的知识氧化物氧化物Na2ONa2O2颜色状态白色固体淡黄色固体氧的化合价-2-1与水反应的化学方程式Na2O+H2O2NaOH（非氧化还原反应）2Na2O2+2H2O4NaOH+O2（氧化还原反应）与CO2反应的化学方程式Na2O2+CO2Na2CO3（非氧化还原反应）2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2热稳定性不稳定较稳定碳酸盐碳酸钠碳酸氢钠俗名纯碱、苏打小苏打色态白色粉末（Na2CO310H2O是白色晶体）细小白色晶体溶解性与酸反应的方程式及反应的快慢Na2CO32HCl2NaClH2OCO2CO322HH2OCO2慢NaHCO3HClNaClH2OCO2HCO3HH2OCO2快稳定性稳定不稳定NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2用途玻璃、制皂、造纸、纺织、制其他钠的化合物。发酵粉的主要成分之一、治疗胃酸过多症。4. 焰色反应焰色反应是元素的性质。一些金属元素的焰色反应的颜色元素钠钾锂铷钙锶钡铜焰色反应的颜色黄色紫色紫红色紫色砖红色洋红色黄绿色绿色注：钾的焰色反应颜色的观察需透过蓝色钴玻璃。4.过氧化钠的结构既存在离子键，还存在非极性键。5.碳酸和碳酸盐的热稳定性一般规律（1）H2CO3 MHCO3 M2CO3 (M为碱金属) （2）Li2CO3 Na2CO3 K2CO3 Rb2CO3（3）Na2CO3MgCO36.碳酸正盐与酸式盐相互转化规律 Na2CO3 NaHCO3+H2O+CO2 或加入适量的H+固体或溶液适量的NaOH CaCO3 Ca(HCO3)2+H2O+CO2 固体或溶液加OH 二、方法与技巧1.焰色反应的操作方法铂丝蘸盐酸灼烧蘸待检验物质灼烧观察盐酸洗涤、灼烧蘸另一种待检验物质。实验改进：以无水滤纸渗吸溶液在酒精灯无色火焰上灼烧，现象比较明显。2.氧气实验室制取方法小集制取方法制取气体装置备注高锰酸钾受热分解固固加热氯酸钾在有催化剂存在的情况下受热分解固固加热CuO、MnO2等都可以作催化剂过氧化钠与水反应固液不加热过氧化氢催化分解固液不加热MnO2作催化剂3.计算问题金属与水或酸反应产生氢气的量的计算计算通式2R2nH2RnnH22Mg 2ngmg xg注意：Na与酸反应时，若酸不足，Na不会剩余，产生H2的量由Na的量决定。物质溶于水形成溶液浓度的计算反应：2Na2H2O2NaOHH2Na2OH2O2NaOH2Na2O22H2O4NaOHO2注意：A.溶质是碱（NaOH）；B.溶液的总质量可以通过a.mH2Om投m逸；b.液体差量计算；C.62gNa2O与78gNa2O2分别投入等质量的水所得溶液质量相等，浓度相同。差量问题的计算本章的反应：2M2nH2MnnH22Na2O22H2O4NaOHO22Na2O22CO22Na2CO3O22NaHCO3Na2CO3H2OCO2解决问题的步骤：a.认识到是否为差量问题：题目中明示某状态物质的质量（或体积等）前后发生变化的问题；b.按照一般的化学计算的方法，题设未知量；c.写化学方程式，分析该状态物质的差量关系；d.代已知、未知量，列比例式；e.求解，写答案。注意：A.78gNa2O2与足量水蒸气充分反应（或18g水蒸气与足量Na2O2充分反应）固体质量增加2g；B.78gNa2O2与足量CO2反应（或44gCO2与足量Na2O2反应）固体质量增加28g。混合物的计算解题过程：a.题设混合物中的多个未知量；b.写出所有反应的方程式；c.代入已知量与未知量；d.列比例式；e.求解方程组；f.写答案。极值法的应用极值法与平均值法相反，这种方法适合定性或定量地求解混合物的组成。根据混合物中各个物理量(例如密度，体积，摩尔质量，物质的量浓度，质量分数等)的定义式或结合题目所给条件，将混合物看作是只含其中一种组分A，即其质量分数或气体体积分数为100%(极大)时，另一组分B对应的质量分数或气体体积分数就为0%(极小)，可以求出此组分A的某个物理量的值N1，用相同的方法可求出混合物只含B不含A时的同一物理量的值N2，而混合物的这个物理量N平是平均值，必须介于组成混合物的各成分A、B的同一物理量数值之间,即N1N平N2。【例题】将某碱金属R及其氧化物R2O的混合物4g投入足量水中，待反应后蒸干得5g碱，则R为下列哪种碱金属A.Li B.Na C.K D.Rb【解析】令R的相对原子质量为M（1）假设4g物质为纯净的碱金属，则：2RH2O2ROHH22Mg (2M+34)g4g 5gM:(M17)4:5M=68（2）假设4g物质为纯净的R2O，则R2OH2O2ROH(2M16)g (2M+34)g4g 5g(2M16):(2M+34)4:5M=28显然R的相对原子质量介于2868，符合的只有K（39），选C。【例题】Na2CO3和NaHCO3的混合物100g，与20gNaOH固体混合后，加热到250，充分反应后排出气体，冷却，称量剩余固体为108g。求原混合物中的Na2CO3的质量。【解析】该题首先要搞清混合物在加热条件下的反应，一般认为，由于NaHCO3与NaOH在溶液中很容易反应，在加热条件下的固体也比NaHCO3的分解要容易些，故可认为混合物中能够发生的反应有：NaHCO3NaOHNa2CO3H2O2NaHCO3Na2CO3H2OCO2用极值法确定是只发生反应，还是同时存在反应。假设NaHCO3与NaOH正好完全反应NaHCO3NaOHNa2CO3H2O固体质量减小84g 40g 18g（42） 20g 9g9gNa2O2 BNa2CO3NaHCO3H2CO3 CCa(HCO3)2 CaCO3 DMg(OH)2NaOH电解 2H2O 2H2O2 4.在下列氧化还原反应中，水既不是氧化剂也不是还原剂的是( ) A2F2+2H2O=4HF+O2 B2Na+2H2O=2NaOH+H2 C2Na2O+2H2O=4NaOHO2 D5.在一团棉花包裹的过氧化钠上滴上几滴水，有关下列说法正确的是( )A由于水是灭火剂，所以棉花不会着火 B棉花着火，说明过氧化钠与水反应有氧气产生且反应剧烈放热 C反应中水是棉花的助燃剂，所以棉花燃烧 D生成的氢氧化钠腐蚀棉花使其着火6.下列关于碳酸钠的叙述，正确的是( )A加热条件下可分解 B本身能导电 C将它放入水中配成饱和溶液，通入二氧化碳可以出现沉淀 D它与酸反应比碳酸氢钠与酸反应剧烈，可以作泡沫灭火器的原料7.下列离子方程式不正确的是( )A硝酸与氢氧化钠反应：H+OH-=H2O B碳酸钠中加入过量的稀硫酸：CO32-+2H+=H2O+CO2 C二氧化碳通入足量的澄清石灰水：CO2+Ca2+2OH-=CaCO3+H2O D钠与水反应：NaH2ONaOHH28.鉴别下列物质，只能用焰色反应的是( )AK2CO3和NaCl BNaCl和MgCl2 CNaCl和KCl DNaHCO3和Na2CO39.关于碱金属单质和化合物的下列说法不正确的是( )A碱金属单质都是电和热的良导体 B碱金属的单质都是强的还原剂 C碱金属单质都能够与硫酸铜溶液反应置换出金属铜 D碱金属的氢氧化物都是可溶于水的强碱10.下列物质中不能够与CO2反应的是( )ANaOH BNa2O2 CNaHCO3 DNa2CO311.把一小块金属钠露置在空气中很长时间，最终会变为( )ANa2O BNa2O2 CNaHCO3 DNa2CO312.等质量的KHCO3和CaCO3与足量盐酸反应，下列说法正确的是( )AKHCO3消耗盐酸少，放出CO2一样多 BCaCO3消耗盐酸少，放出CO2一样多 C两者消耗盐酸和放出CO2都一样多 DKHCO3消耗盐酸和放出CO2都比较少13.4.6gNa、6.2gNa2O、7.8gNa2O2分别投入到盛有100g水的烧杯中，充分反应后形成的溶液中溶质质量分数大小关系正确的是（ ）A B C D=(二)（本题包括4小题，每空1分，共18分）14.碱金属包括 （填元素符号），在自然界以 存在。15.钠或钠的化合物在灼烧时火焰呈 色，称之为 反应，观察钾及其化合物灼烧时的火焰颜色时应透过 。16.实验室将钾从 中取出，用滤纸吸干表面液体，可用小刀切下一小粒钾，说明钾的 小；观察到钾的真表面是 色的，但很快 ，说明钾 ；将钾投入盛有一小半水的烧杯中，盖上 ，观察到钾 ，是因为密度比水 ；熔为闪亮的小球，是因为 ；小球不断游动，是因为 ；最后消失，若检验生成物时，还需要进行的操作是 。17.鉴别碳酸钠与碳酸氢钠可用 溶液，反应的离子方程式为 ；(三)（本题包括3小题，共20分） 18.（8分）完成反应方程式，分析氧化还原反应电子转移情况，并填空。 Na2O2 CO2 氧化剂 ，氧化产物 。 Na+ H2O 还原剂 ，还原产物 。19.（8分）除去下列物质中的杂质（括号中为杂质），选用合适方法，并填空。碳酸钠（碳酸氢钠）（固体） 方法_化学方程式 碳酸氢钠溶液（碳酸钠） 方法_ _ 离子方程式 20.（4分）小苏打和胃舒平【含有难溶于水的Al(OH)3】他们都是可用于治疗胃酸过多的药物。写出胃酸过多患者服用胃舒平后在胃中发生反应的离子方程式。 ；若患者胃酸过多且又胃穿孔时，医生嘱咐患者禁服小苏打，原因是 。(四)（本题共2小题，共9分）21.（4分）有四种钠的化合物A、B、C、D，根据以下反应式：AB+H2O+CO2 D+CO2B+O2 D+H2OC+O2 B+Ca(OH)2C+CaCO3则（填化学式）A为 ，B为 ，C为 ，D为 。22.（5分）有一包白色粉末，其中可能含有Na2CO3、NaCl、BaCl2、K2CO3和Na2SO4中的一种或几种，现按下列步骤进行实验。将该粉末溶于水得到无色溶液和白色沉淀。在滤出的白色沉淀中加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，同时产生无色气体。取滤液做焰色反应，火焰呈黄色，隔蓝色钴玻璃观察，未见紫色火焰。由上述实验现象推断，混合物中一定含有 ，一定不含有 ，不能肯定含有 。 (五)（本题包括2小题，共14分）23.（6分）27.4g碳酸钠与碳酸氢钠的混合物，加热到质量不再发生改变时，加入足量稀盐酸，产生的气体的质量是8.8g，问原混合物中碳酸钠的质量为多大？24.（8分）3.9g金属钾放入96.2g水中，问完全反应可以产生H2在标准状况下的体积为多少升？（密度为0.089g/L)反应后溶液中溶质质量分数为多大？8gNa2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH的混合物，与200g质量分数为3.65的盐酸恰好完全反应，蒸干溶液，最终得到固体质量为【参考答案】(一)1.D；2.D；3.B；4.C；5.B；6.C；7.D；8.C；9.C；10.C；11.D；12.A；13.D。(二)14.Li、Na、K、Rb、Cs、Fr，化合态。15.黄，焰色，蓝色钴玻璃。16.煤油，硬度；银白色，发暗，非常活泼、容易氧化；玻璃片，浮在水面上，小；反应剧烈放热、钾的熔点低；反应放出气体；在溶液中滴入酚酞，出现红色，说明生成了KOH，收集气体用爆鸣气法检验可以听到爆鸣声，说明是氢气。17.MgSO4，Mg2+CO32-=MgCO3。(三)18. 失去2e，化合价升高，被氧化 2Na2H2O=2NaOH+H2 Na，H2 得到2e，化