江苏省邳州市第二中学高中化学总复习 《碱金属元素》教学案.doc

江苏省邳州市第二中学高中化学总复习教学案：碱金属元素基本概念题 本节知识的基本概念题主要包括：碱金属性质的正误判断；碱金属及其化合物有关性质的比较；鉴别、计算及相关实验问题. 例1 下列关于铯及其化合物的说法中，不正确的是 ( ) a.氢氧化铯是一种强碱，易溶于水 b.铯与水或与酸剧烈反应，都能生成氢气 c.碳酸铯用酒精灯加热可以生成氧化铯和co2 d.硫酸铯、碳酸铯、硝酸铯都易溶于水 分析 铯是碱金属中最活泼的金属元素，其金属性最强，所以csoh肯定为强碱且易溶于水，铯单质与水或酸都能剧烈反应放出h2；碱金属的碳酸盐(正盐)的热稳定性都较好，用酒精灯加热不会发生分解；同钠盐一样，铯盐中的绝大多数也都易溶于水. 答案：c 例2 下列物质性质的比较中，正确的是 ( ) a.热稳定性：na2co3nahco3h2co3 b.熔点：knali c.溶解性：nahco3na2co3 d.氧化性：li+na+k+ 分析 a中碳酸盐的热稳定性一般的顺序为正盐酸式盐碳酸，故a正确；d中碱金属的熔点随核电荷数增加逐渐下降；c中碱金属的碳酸盐的溶解性比其酸式盐要强，这与碱土金属恰好相反；d随着金属性的增强，碱金属离子的氧化性逐渐减弱. 答案：ad 例3 焰色反应每次实验都要用试剂洗净铂丝，这种试剂是 ( ) a.na2co3溶液 b.naoh溶液 c.硫酸溶液 d.稀盐酸 分析 洗涤铂丝应选用盐酸，因为金属的硫酸盐的沸点比盐酸盐要高，金属氯化物在灼烧时易汽化而挥发. 答案：d 例4 钠、钾和铯都是碱金属，下列有关叙述中，不正确的是 ( ) a.在一般的实验条件下做铯与水反应的实验是很危险的 b.氢氧化铯是强碱，其碱性比氢氧化钾强 c.由于钠钾合金具有比钠、钾更强的还原性，故用钠钾合金作原子反应堆的导热剂 d.将钠钾合金与煤油混合，液体明显分为两层 分析 铯遇水就会立即燃烧，甚至爆炸，在一般实验条件下做铯与水反应的实验确实有危险；根据碱金属元素的原子结构特点及性质的相似性和递变性可知，氢氧化铯的碱性比氢氧化钾的碱性强；钠钾合金用作导热剂，是利用了其导热性，而不是利用其还原性；钠、钾均不溶于煤油，钠钾合金也不溶于煤油. 答案：c基础知识应用题 本节知识的基础应用主要包括：碱金属性质的递变性和相似性的应用；利用碱金属的化学性质进行有关计算；利用物质的性质进行除杂实验. 例5 下列物质在自然界中存在的是 ( ) a.kno3 b.koh c.k2o2 d.k 分析 在自然界中存在的物质应该不与空气中的物质发生反应，而koh、 k2o2、k都会与空气中的物质反应，最终转化为k2co3. 答案：a 例6 取3.45g某碱金属使之与适量的硫磺反应，得化合物5.85g，该碱金属是 ( ) a.li b.na c.k d.rb 分析 已知碱金属与硫磺反应的化学方程式为(r代表碱金属)：2r+s= r2s，又知参加反应的碱金属的质量为3.45 g，参加反应的硫磺的质量为5.85 g-3.45g2.40g，因此可应用化学方程式计算法求出碱金属的相对原子质量，再据此确定答案. 参加反应的硫磺的质量为5.85 g-3.45 g2.40g. 设碱金属的相对原子质量为x，则2r+sr2s2x 323.45g 2.40gx=该碱金属是钠. 答案：b 例7 碱金属钫(fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，下列对其性质的预测中，错误的是 ( ) a.在碱金属元素中它具有最大的原子半径 b.它的氢氧化物的化学式为froh，是一种极强的碱 c.钫在空气中燃烧时，只生成化学式为fr2o的氧化物 d.它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸 分析 原子半径逐渐增大 与水反应越来越剧烈 对应碱的碱性越来越强 与氧化合的产物越来越复杂 答案：c 例8 下列各项洗涤措施中，正确的是 ( ) a.用稀硫酸溶液洗去铜片表面的氧化铜 b.用稀硫酸洗涤做焰色反应实验的铂丝 c.用水洗去沾在人的皮肤上的浓硫酸 d.用盐酸洗去沾在人的皮肤上的苛性钠溶液 分析 a正确，理由是cuo和h2so4反应生成h2o和cuso4，cuso4易溶于水，而cu和稀h2so4不反应；b不正确，这样的铀丝应该用盐酸洗涤；c不正确，理由是浓硫酸溶于水放出大量的热，会使皮肤的伤势加重；d不正确，理由是naoh 和hcl反应放出热量，并且盐酸也能腐蚀人的皮肤，会使皮肤的伤势加重. 答案：a综合应用题 本节知识的综合应用主要包括：与质量分数有关的综合应用；与特殊的计算技巧相结合的综合应用；与实验相结合的综合应用. 例9 有一瓶不饱和的naoh溶液，将其分为四等份，现向这四份溶液中分别加入；na；na2o；na2o2；naoh.使之转变为饱和溶液.则加入的四种物质中，所需质量最小的是_(填序号). 分析 首先应仔细分析题意，欲使不饱和溶液转化为饱和溶液，实质上就是在等质量的水中，加入上述四种物质，使之成为naoh的饱和溶液.而上述四种物质在与水作用的过程中，应考虑溶解过程中的溶质的转化及总质量的亏损等情形，具体情况列表如下：反应溶质质量增加幅度总质量的变化na2na+2h2o=2naoh+h240/23略有减小na2ona2o+h2o=2naoh40/31不变na2o22na2o2+2h2o=4naoh+o240/39有所减小naoh溶解过程1不变 若设想在一定质量的水中(m g)，使生成的氢氧化钠均达到饱和(饱和溶液中溶质的质量分数为a)，则所加入的上述四种物质的质量(x g)，可由下列方程求解： 所以加入四种物质的质量：.答案： 说明 倘若我们将上述分析的结果，表示在相应的坐标系中，即以加入的上述四种物质的质量为横坐标，以形成的溶液中溶质的质量分数为纵坐标，可得如图2-19所示的曲线. 在此基础上加以分析就可知道.对上述四种物质在溶于水形成naoh溶液的过程中所表现出的性质的差异的研究，一般可从以下两个方面进行： a.加入等质量的四种物质于等质量的水中所形成的溶液中溶质所占的质量分数的高低顺序； b.在等质量的水中，加入四种物质后.形成的溶液中溶质所占的质量分数相等，所加入的四种物质的质量的大小顺序.这样，我们可以较为明确地感受到，以同一基本原理为基础，可以产生形式多变的习题.因而在完成习题的过程中，重要的不仅是要得出相应的结论，而且应通过我们主动的思考和研究，对所学的相关内容有较为完整的认识和理解. 例10 取5.4g由某碱金属r及其氧化物r2o组成的混合物.该混合物与足量的水反应.反应完毕.蒸发反应后得到的溶液。得到8 g无水晶体.试通过计算，分析判断该金属是哪一种碱金属. 分析 (1)若5.4g混合物都是碱金属r，则由 r roh k k+17 5.4 g 8g 得 k35.3. (2)若5.4 g混合物都是碱金属r的氧化物r2o，则由 r2o 2roh 2k+16 2k+34 5.4 g 8 g 得 k10.7. 综合(1)和(2)，碱金属r的式量k的范围为(10.7，35.3).在碱金属中，只有金属na的式量23在(10.7，35.3)中，所以该碱金属是金属钠. 答案：该碱金属是金属钠. 例11 根据从草木灰中提取钾盐的实验，填写下列空白： (1)此实验操作顺序如下：称量样品；溶解沉降；_；_；冷却结晶. (2)用托盘天平(指针向上的)称量样品时，若指针偏向右边，则表示(填下列正确选项的代码)_. a.左盘重，样品轻 b.左盘轻，砝码重 c.右盘重，砝码轻 d.右盘轻，样品重 (3)第步操作，有时可能要重复进行，这是由于_. (4)在进行第步操作时，要用玻璃棒不断小心地搅动液体，目的是防止_. (5)所得产物中主要的钾盐有_、_、_等(填化合物的化学式或名称). 分析 (1)从草木灰中提取钾盐实验的操作顺序，首先要称量样品，制备实验要计算产率(工业生产上要计算成本).由于钾盐是可溶的，而其他主要成分，多数是难溶的，因此在称量后只要加水搅拌、溶解、沉降，使钾盐进入溶液中，其他难溶物则成为沉降物，便可分开，这即是“提取”的含义.为了将固体和溶液分开，必须过滤，过滤得到的滤液中含有钾盐，但滤波中钾盐含量小、浓度低，所以需蒸发溶剂来浓缩.所得到的浓缩液，经冷却，即可析出晶体，经过思考，这5步操作顺序应该是很容易得出的，何况其中3步操作，题中已经给出，这也是一种提示. (2)使用托盘天平时，规范化的操作是右盘放砝码，左盘放称量物.指针向上的托盘天平，指针与横梁是相连的. (3)过滤后若滤液浑浊，说明还没有将固液完全分开，必须重新过滤，直到滤液澄清.在本实验中，由于被过滤溶液显碱性，其中可能有一些高价金属氢氧化物的絮状沉淀，过滤时不容易得到澄清溶液，很可能要重复进行. (4)在蒸发浓缩时，由于溶液受热不均，局部区域会造成暴沸，使液体飞溅，因此在整个蒸发过程中要用玻璃棒小心地不断搅动液体，使溶液受热均匀，防止局部过热造成液体飞溅. (5)从草木灰中提取的主要钾盐是k2co3、kcl和k2so4，而不是kno3和k3po4.因为硝酸盐受热容易分解，因而在植物燃烧时硝酸盐就可能已经分解成为气体而跑掉，而磷是植物生长的元素之一，主要存在于植物的果实或种子中，在茎、叶中较少，草木灰主要是植物茎、叶的残留物，所以其中可溶性的磷酸盐很少，即使有少量磷酸盐，也常常在溶解沉降时形成重金属磷酸盐沉淀而被除去. 答案：(1)过滤；蒸发 (2)b (3)滤液浑浊 (4)液体飞溅 (5)k2co3；kcl；k2so4探索与创新题 例12 在宇宙飞船中为了使宇航员得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有na2o2颗粒的装置，它的用途是再生氧气.如用ko2(超氧化钾)代替na2o2也能达到同样的目的，反应产物也很相似.已知na2o2与co2反应的化学方程式为：2na2o2+2co22na2co3+o2. (1)写出超氧化钾和co2反应的化学方程式：_； (2)用na2o2和ko2分别与co2反应，产生等量的氧气，所需na2o2与ko2质量比为1:_.(精确至小数点后一位，相对原子质量：na：23；k：39) 分析 题中已知告诉我们，ko2与co2的反应与na2o2与co2的反应很相似，则ko2与co2的反应的化学方程式为：4ko2+2co2=2k2co3+3o2. 应用化学方程式进行计算可知，生成32 go2需na2o2 156 g，需要ko2 95 g. 156 g:95 g1:0.6. 答案：(1)4ko2+2co22k2co3+3o2 (2)0.6 例13 工业生产的纯碱中常含有少量的nacl等杂质.测定产品中na2co3质量分数的实验装置如图2-20所示.实验操作步骤有： a.在干燥管内填满碱石灰，质量为mg(碱石灰易吸收co2和h2o)； b.取n g样品装入广口瓶中； c.检查装置的气密性； d.缓缓鼓入空气数分钟，再称干燥管质量为w g； e.关闭止水夹； f.打开止水夹； g.缓缓加入稀硫酸至不再产生气体为止； h.缓缓鼓入空气数分钟. (1)正确的操作顺序是(填写序号)： c_f_e_g_d； (2)操作步骤d中，要缓缓鼓入空气数分钟，鼓入空气的作用是_，装置甲的作用是_，装置丙的作用是_； (3)计算溶液中na2co3质量分数的计算式为_； (4)若去掉装置甲，测定结果会(填“偏大”“偏小”或“无影响”，下同)_，若去掉装置丙，测定结果会_. 分析 该题为定量实验(测定na2co3和nacl的混合物中na2co3的质量分数)与实验方法(或者说是实验步骤)的设计相结合的实验题.由题中提供的化学试剂稀硫酸和碱石灰可知，测定na2co3质量分数的原理是捷h2so4与na2co3发生化学反应，生成co2气体：na2co3+h2so4na2so4+co2+h2o. 用碱石灰吸收co2气体，测得co2的质量.应用化学方程式进行计算求得na2co3的质量，进而求得na2co3的质量分数. 但是，na2co3反应生成的co2存在两种不利于准确测定的因素：一是一部分co2不能排入到碱石灰中去；二是co2中混有水.由图中的甲可知，解决第一个问题的办法是用空气把未排入到碱石灰中的co2吹到碱石灰中去；解决第二个问题的办法是用浓硫酸吸收co2中的水. 在上述实验设计思路中还有一个问题，就是空气中还混有一定量的co2，再看图可知，解决这个问题的办法是用装置甲中的naoh溶液吸收空气中的co2. 答案：(1)b；h；a；f (2)使na2co3与稀盐酸反应生成的co2气体全部排入碱石灰中去，被碱石灰吸收；吸收空气中的co2气体；吸收co2气体中的h2o(3) (4)偏大；偏大易错与疑难题例14 下列叙述中，正确的是 ( )a.碱金属性质相似，均为银白色金属b.随着原子序数的增加，碱金属的密度依次增大c.钠可保存在煤油中而锂不能d.碳酸氢盐的溶解度大于其正盐的溶解度错解：ab分析 由于未深入研究个别碱金属的性质，仅按碱金属的相似性和递变性推导而产生错误.碱金属中铯为略带金色光泽的金属，故a不正确；钾的密度为 0.86 g/cm3，因比na的密度0.97 g/cm3小而有特殊性，b也不正确；锂的密度为 0.53 g/cm3，比煤油轻可浮于煤油表面，所以锂要用密度更小的石蜡油保存，c对；碳酸氢盐一般比其对应的正盐易溶，但khco3、nahco3例外，d不正确.正解：c例15 在甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入2.3g钠、6.2g氧化钠、7.8g过氧化钠和4g氢氧化钠，然后各加入100ml水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁四种溶液中溶质的质量分数的大小顺序是 ( )a.甲乙丙丁 b.丁甲乙丙c.甲丁乙丙 d.丁甲乙丙错解：a 分析 本题旨在培养学生的计算能力和整体分析能力，解题时若只注意生成溶质naoh的质量，而忽略na、na2o2与水反应后产生气体使溶液减少的质量，就会使结果产生错误.na、na2o、na2o2与水反应的化学方程式如下：甲：2na+2h2o2naoh+h2乙：na2o+h202naoh丙：2na2o2+2h2o4naoh+o2根据以上反应方程式可知：甲、丁溶质均为4 g，乙、丙溶质均为8 g，所形成naoh溶液中溶质的质量分数分别是： 所以对比以上式子得，溶质的质量分数大小顺序是：丁甲na2ona 2.鉴别hcl和naoh，可采用_的方法；鉴别naoh和koh，可采用的方法；鉴别na2co3溶液和nahco3溶液可采用_的方法.答案：加酸碱指示剂(或用ph试纸)；焰色反应；滴加bacl2溶液看是否有沉淀生成3.在碱金属的化合物中，碱性氧化物中氧的化合价是_价，_价的氧既有氧化性又有还原性.答案：-2；-14.在干燥器(内放无水氯化钙固体颗粒)中放入一个盛有碳酸钠晶体的小烧杯，将干燥器的