重庆市高一化学 碱金属元素学案 新人教版

1 碱金属元素碱金属元素 一 碱金属单质的物理性质 1 相似性 软可切 银白色 铯略带金色光泽 丽光泽 密度小 熔沸点较低 良好 的导电导热性 2 递变规律 熔点 沸点逐渐降低 密度呈增大趋势 NaK 二 碱金属的原子结构 1 相同点 最外层电子数相同都是一个电子 次外层电子数相同为 8 电子 Li 除外 2 不同点 核外电子层数不同 3 递变规律 按 Li Na K Rb Cs 顺序 原子半径依次增大 离子半径依次增大 同种元素的原子半径大于离子半径 4 推论性质递变 随原子核外电子层数的增多原子半径依次增大核对外层电子引力的 减弱 失去电子的趋势增强 无素的金属性增强 单质的还原性增强 三 碱金属的化学性质 它们都能跟卤素 氧气 硫等非金属直接化合 在反应中表现出很强的还原性 单质都 能与水剧烈反应 生成相应的碱和氢气 反应的实质可表示为 2R 2H20 2ROH H2 反应的现象各不相同 与水反应不熔化 钠与水反应时熔化 钾与水反 应熔化 且使产生的 H2燃烧 铷 铯都与水猛烈反应 碱金属与盐溶液反应 都是先与水反 应 若符合复分解反应发生的条件 则生成的氢氧化物继续同盐发生复分解反应 碱金属均 不能在水溶液中置换另外的金属单质 1 跟非金属反应 卤素 RXXR22 2 氧气 OLiOLi 22 24 222 2ONaONa点燃 K Rb Cs 与氧气反应 都生成比过氧化物更复杂的氧化物 22 KOOK 氢气 Na K Rb Cs 与氢气反应 都生成 RH 与硫等大多多数的非金属起反应 2 跟水的反应 碱金属都能跟水反应生成氢氧化物和氢气 钠与水反 22 222HROHOHR 应比锂与水反应激烈 钾跟水的反应比钠更剧烈 常使生成的氢气燃烧并发生轻微爆炸 据 此可得出结论 金属单质置换出水中氢越容易说明该元素的金属性越强 因此随着原子的电 3Li 3 11 a 11 8 1 K 19 19 881 37 R 37 8 188 b 1 C 55 1 55 8 s 818 8 1 2 子层数增多原子半径的增大 碱金属的活动性增强 与常见盐溶液反应的离子方程式 R 表示碱金属元素 2 2 33 234 23 3 2 22 2 2 2222 2222 36 2226 2 22 HCORHCOR HNHRNHR HROHFeFeOHR RHOHCuCuOHR 四 焰色反应 定义 某些金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈特殊的颜色 这在化学上叫做焰色 反应 焰色反应鉴别盐类的步骤 铂丝在火焰上灼烧至原火焰色 蘸取溶液 沾取固体 放在火焰上灼烧 观察火焰 颜色 观察钾火焰颜色要透过蓝色的钴玻璃去观察 盐酸洗铂丝 铂丝在火焰上灼烧至原 火焰色 如不能灼烧至原火焰色 则需再酸洗 再灼烧 再蘸取 沾取 另外化学药品 进行实验 钾 钠焰色反应颜色 钾 紫色 透过蓝色钴玻璃 钠 黄色 五 钾肥 通常使用的钾肥 氯化钾 硫酸钾 碳酸钾 由于均易溶于水 在施用时要防止雨水 淋失 草木灰中含碳酸钾 钾肥肥效通常以氧化钾的质量分数表示 100 2 1 2 KCl OK M M 100 2 1 3 2 KNO OK M M 100 42 2 SOK OK M M 六 常见钠的化合物的化学式和俗称 名称氢氧化钠氯化钠硫酸钠晶体 钠晶体 化学式 NaOHNaClNa2SO4 10H2O Na2CO3 10H2O 俗称苛性钠 火碱 烧碱 食盐芒硝苏打 纯碱 重点 难点点拨重点 难点点拨 1 钠氧化物制取 当钠在氧气中燃烧时 生成的产物是过氧化钠 这是因为氧化钠不稳定 会跟氧气继续 起反应 生成过氧化钠 所以工业常用钠在氧气中燃烧制过氧化钠 2Na O2 Na2O2 氧化钠一般用间接方法来制取 如 2NaN02 6Na 4Na20 N2 2 碱金属中的一般和特殊之处 名称碳酸氢钠硫代硫酸钠硅酸钠硝酸钠 化学式 NaHCO3Na2S2O3 5H2ONa2SiO3NaNO3 俗称小苏打大苏打 海波泡花碱 水溶液 叫水玻璃 智利硝石 3 1 Na K 需保存于煤油中 但 Li 的密度比煤油小 所以 Li 必须保存在密度更小的石蜡油 中或密封于石蜡 2 碱金属中 从 Li Cs 密度呈增大的趋势 但 K 0 862g cm3 p Na 0 971e cm3 3 酸式盐的溶解度一般大于正盐 但溶解度 NaHC03 Na2C03 4 氧在化合物中一般显 2 价 氢显 1 价 但 Na2O2 H202中的氧显 1 价 NaH CaH2中 的氢显 1 价 5 试剂瓶中的药品取出后 一般不能放回原瓶 但 IA金属 Na K 等除外 6 一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属 但对 IA非常活泼的金属 Na K 等除外 如 2Na CuS04 2H20 Cu OH 2 H2 Na2S04 经典解析经典解析 1 2001 上海 碱金属与卤素所形成的化合物 大都具有的性质是 高沸点 能溶于水 水溶液能导电 低熔点 熔融状态不导电 A B C D 解析 碱金属与卤素所形成的化合物大都是离子化合物 因此具有高沸点 能溶于水 熔融态或水溶液都能导电的性质 答案 A 2 竞赛题 碱金属 如锂 钠 钾 铷等 溶于汞中可形成良好的还原剂 汞齐 取 7g 某种碱金属的汞齐与水作用得到 0 2g 氢气 并得到几密度为 g cm3的溶液 则溶液中 溶质的质量分数可以是 A B C D 0 8 0 48 0 32 0 7 解析 汞不能与水反应 碱金属 M 能与水发生反应 设碱金属的质量为 x x 7g 相对原子质量为 a 2M 2H20 2MOH H2 x 0 2ag 因为 0 2ag 7g 故 a 35 相对原子质量小于 35 的碱金属只有 Li 和 Na 分别计算可知 答案为 A B 答案 AB 3 上海 甲 乙 丙 丁四个烧杯内分别放人 0 1mol 的钠 氧化钠 过氧化钠和氢氧化 钠 然后各加入 100mL 水 搅拌 使固体完全溶解 则甲 乙 丙 丁的质量分数大小的顺 序是 A 甲 乙 丙 丁 B 丁 甲 乙 丙 C 甲 丁 乙 丙 D 丁 甲 乙 丙 解析 由 Na 守恒比较四种溶液中的溶质质量 由溶液净增重 m 比较溶液质量 每 摩尔 Na Na20 Na202溶于水 分别使溶液净增重 23 1 g 62 0 g 78 16 g 即 Na20 Na202使溶液净增重相等 答案 B 4 A 为单质 B C D 是 A 元素的三种不同的化合物 用铂丝蘸取 B C D 的溶液进行焰色 反应 都呈紫色 按各图变化 写出有关反应的化学方程式 解 B C D 中都含钾元素 则 A 为单质钾 B 为钾的氢氧化物 C 为钾的碳酸盐 D 为钾的氯化物 4 答 22 222HKOHOHKOHCOKCOKOH 2322 2 OHCOKClHClCOK 2232 22 KClClK22 2 5 8 1g 某碱金属 R 及其氧化物 R2O 组成的混合物 与水充分反应后 蒸发反应后的 溶液 得到 12g 无水晶体 通过计算确定该金属的名称 解 假设该混合物为单一成分组成的纯净物 若全为金属 则 ROHR nn 3 35 17 12 1 8 R molgR g molRg g 若全为氧化物 则 ROHOR nn 2 2 7 10 17 12 2 162 1 8 R molgR g molgR g 因为应满足 在此区间的金属只能钠 钠原子量为 23 3 35 7 10 R 说明 按常规法解题非常麻烦 亦可得 6 KHCO3和 CaCO3的混合物和与之等质量的 NaHCO3分别与盐酸反应时 消耗酸的量相等 求 混合物中 KHCO3 CaCO3的质量比 解 设混合物的质量为 m mmolgnmolgn nn molg m CaCOKHCO CaCOKHCO 100 100 2 84 33 33 解得 4 17 3 3 CaCO KHCO n n 因为 所以 33 CaCOKHCO MM 4 17 3 3 CaCO KHCO m m 7 现有 A B C 三种白色固体及一种无色气体 D A B C 均可溶于水 其中 C 的溶液为碱 溶液 焰色反应均呈黄色 且四种物质中间存在如下反应关系 BOHDA 2 OHACB 2 BADC OHDAB 2 试推断 A 是 B 是 C 是 D 是 答案 A Na2CO3 B NaHCO3 C NaOH D CO2 或 A Na2SO3 B NaHSO3 C NaOH D SO2 8 NaHCO3和 Na2CO3的混合物 100g 和 20gNaOH 固体混合物加热 充分反应后冷却称量 剩 5 AC N B a2CO3 xH 2O CaNOH 3 无水CaCl2碱石灰 余固体质量为 108g 求原混合物中 Na2CO3的质量分数是多少 解 设 20gNaOH 与足量 NaHCO3反应减少质量为 x 消耗 NaHCO3质量为 y gygx xyg OHCONaNaHCONaOH 42 9 20 18 84 40 2323 因为 所以肯定有过量的 NaHCO3分解 9 108120 设 分解的 NaHCO3为 m 13 8 912 62 168 2 22323 gm gm COOHCONaNaHCO gggmNaHCO13 5013 8 42 3 总 gggm CONa 87 4913 50100 32 87 49 100 100 87 49 32 g g A CONa 答 略 9 现有和的混合物 为了测定 x 的值 某同学采用如下图装置 3 NaHCOOxHCONa 232 进行实验 1 A 的装置的作用是 2 B 的装置的作用是 3 C 的装置的作用是 4 若在试管 A 中装入和的混合物 3 7g 用酒精灯加热 3 NaHCOOxHCONa 232 到反应完全 此时 B 管增重 1 89g C 管增重 0 22g 则 x 值为 6 解 1 加热使失去结晶水 使分解 OxHCONa 232 3 NaHCO 2 吸收反应中生成的水 3 吸收 CO2 4 gmolgxnmolgn OxHCONaNaHCO 7 3 18106 84 2323 gmolgxnn OxHCONaNaHCO 89 1 18 2 1 2323 gmolgnNaHCO22 0 44 2 1 3 10 x 答 略 10 向 5 68gCaCO3和 MgCO3组成的混合物中加入足量的盐酸 将产生的气体通入 500mL 0 2mol L NaOH 溶液中 CO2完全被吸收 NaOH 无剩余 把吸收 CO2后的溶液在减压低温条 件下蒸干 得无水固体 5 92g 求混合物质 MgCO3的质量分数 解 0 1mol NaOH 全部转变成 Na2CO3 则gmolgmolm CONa 3 5 106 2 1 1 0 32 0 1mol NaOH 全部转变成 NaHCO3 则gmolgmolmNaHCO4 8 841 0 3 因为 所以 5 92g 固体为和的混合物 4 892 5 3 5 32CO N