第一节　碱金属元素

1、四千年前四千年前用青铜器（用青铜器（CuCuSnSn合金）合金） 在人类社会的发展进程中，金属起着重要作用在人类社会的发展进程中，金属起着重要作用金属元素在地壳中的含量金属元素在地壳中的含量日常生活中的金属物品日常生活中的金属物品金属元素的通性金属元素的通性2 2物理性质：物理性质：化合态化合态1 1存在：存在：3 3化学性质：化学性质：金属能发生哪些化学反应金属能发生哪些化学反应? ?与氧气反应与氧气反应 活泼金属能与酸反应活泼金属能与酸反应与盐反应与盐反应思考：思考：Mg+2HCl=MgCl2+H22Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag

2、2Mg+O2= 2MgO点燃点燃 学习元素及化合物的基本学习元素及化合物的基本方法方法: 物理性质、化学性质、存物理性质、化学性质、存在、制备、用途、形成知识链。在、制备、用途、形成知识链。1 1、钠与非金属的反应、钠与非金属的反应一、单质钠的性质一、单质钠的性质钠原子的原子结构示意图钠原子的原子结构示意图第一节碱金属元素第一节碱金属元素 物理性质：物理性质：银白色具有金属光泽的固体，质软（可用银白色具有金属光泽的固体，质软（可用刀切），密度大于煤油，小于水，熔点为刀切），密度大于煤油，小于水，熔点为97.81 0C ， 是热和电的良导体是热和电的良导体化学性质：化学性质：通过结构推出易失电子

3、，是还原剂。通过结构推出易失电子，是还原剂。 以上实验以上实验, ,体现了金属钠哪些物理性体现了金属钠哪些物理性质和化学性质？质和化学性质？ 可观察到钠先熔化后燃烧，燃烧可观察到钠先熔化后燃烧，燃烧时火焰呈黄色，生成淡黄色的固体时火焰呈黄色，生成淡黄色的固体 常温：常温： 4Na+O2=2Na2O 燃烧：燃烧： 2Na+O2=Na2O2 标出钠在空气中燃烧生成过标出钠在空气中燃烧生成过氧化钠的电子转移的方向和数目：氧化钠的电子转移的方向和数目：2Na+O2=Na2O2得到得到2e-失去失去2e- 钠的存在和用途：钠的存在和用途： 存在：化合态存在：化合态 用途：用途：应密封保存在盛有煤油的试剂

4、瓶中应密封保存在盛有煤油的试剂瓶中金属钠的保存：金属钠的保存： 变化过程：银白色（变化过程：银白色（Na） 变暗变暗（ Na2O ） 白色固体白色固体( NaOH ) 形成形成 浓浓 溶溶 液（液（ 表面潮解）表面潮解） 白色晶白色晶体体（Na2CO3.10 H2O） 白色粉末白色粉末（Na2CO3）金属钠在空气中的变化：金属钠在空气中的变化：9H2O+2NaOH+CO2 = Na2CO3.10 H2ONa2CO3.10 H2O =Na2CO3+10 H2O化学反应化学反应:4Na+O2=2Na2ONa2O+H2O =2NaOH与硫反应：与硫反应： 2Na+S=Na2S与氯气反应：与氯气反应：

5、2Na+Cl2=2NaCl钠与硫、氯气反应钠与硫、氯气反应2 2、钠与水的反应、钠与水的反应浮浮游游熔熔响响红红金属钠的密度小于水金属钠的密度小于水产生的气体推动金属钠来回游动产生的气体推动金属钠来回游动反应放热，钠的熔点较低反应放热，钠的熔点较低剧烈反应，产生气体剧烈反应，产生气体有碱性物质生成有碱性物质生成原理分析原理分析:2Na+2H2O =2Na+ + 2OH- + H2失去失去2e-得到得到2e-方法探究方法探究: :实验装置改进实验装置改进将钠块用铝箔包住将钠块用铝箔包住, ,扎几个小孔扎几个小孔, ,至于倒扣的漏斗中至于倒扣的漏斗中, ,即可用排水集即可用排水集气法收集气体气法收

6、集气体. .将广口瓶盛满水将广口瓶盛满水,在胶塞上固在胶塞上固定大头针定大头针,将钠块扎在大头针将钠块扎在大头针上上,产生气体将水压入长颈漏产生气体将水压入长颈漏斗中斗中.打开弹簧夹打开弹簧夹,在尖嘴处点在尖嘴处点燃气体燃气体.2Na2Na2HCl2HCl=2NaCl2NaClH H2 22Na2Na2H2H=2Na2NaH H2 2.3 3、钠跟酸的反应、钠跟酸的反应实际是钠跟水反应实际是钠跟水反应NaClNaCl溶液溶液 2Na2Na2H2H2 2O O=2NaOH2NaOHH H2 2.4 4、钠跟碱溶液的反应、钠跟碱溶液的反应5 5、钠跟盐溶液的反应、钠跟盐溶液的反应 2Na 2Na2

7、H2H2 2O O=2NaOH2NaOHH H2 22NaOH2NaOHCuSOCuSO4 4=Cu(OH)Cu(OH)2 2NaNa2 2SOSO4 4. .MgClMgCl2 2溶液溶液 FeClFeCl3 3溶液溶液 CuSOCuSO4 4溶液溶液1 1、氧化钠氧化钠二、钠的重要化合物二、钠的重要化合物颜色、状态：颜色、状态： 白色固体白色固体 O O元素的化合价元素的化合价 与与H H2 2O O反应反应NaNa2 2O + HO + H2 2O = 2NaOHO = 2NaOHNaNa2 2O + COO + CO2 2 = Na= Na2 2COCO3 3与与COCO2 2反应反应

8、与酸反应与酸反应NaNa2 2O O2HCl=2NaCl2HCl=2NaClH H2 2O O稳定性稳定性较不稳定较不稳定2 2、过、过氧化钠氧化钠颜色、状态：颜色、状态： 淡黄色固体淡黄色固体 O O元素的化合价元素的化合价 与与H H2 2O O反应反应 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O22e- 产生大量气泡，此气体可使带火星产生大量气泡，此气体可使带火星的木条复燃。的木条复燃。无色酚酞试液先变红无色酚酞试液先变红, ,后褪色。后褪色。外壁较烫外壁较烫现象：现象：与与COCO2 2反应反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 从氧化还原的角度分析过氧化钠的作用？从氧化还原的角

9、度分析过氧化钠的作用？固体质量关系固体质量关系相当于固体相当于固体(Na(Na2 2O O2 2) )只吸收了只吸收了COCO2 2中的中的“CO”CO”，H H2 2O O中的中的“H“H2 2”；可以看作发生相应的反应：；可以看作发生相应的反应：NaNa2 2O O2 2CO=NaCO=Na2 2COCO3 3、NaNa2 2O O2 2H H2 2=2NaOH(=2NaOH(实际实际上两反应不能发生上两反应不能发生) )先后顺序关系先后顺序关系一定量的一定量的NaNa2 2O O2 2与一定量的与一定量的COCO2 2和和H H2 2O(g)O(g)的混合物的混合物的反应，可视作的反应，

10、可视作NaNa2 2O O2 2先与先与COCO2 2反应，待反应，待COCO2 2反应反应完全后，完全后，NaNa2 2O O2 2再与再与H H2 2O(g)O(g)发生反应发生反应与酸反应与酸反应稳定性稳定性较稳定较稳定2Na2Na2 2O O2 24HCl=4NaCl4HCl=4NaCl2H2H2 2O OO O2 2用途：用途：氧化剂、供氧剂、漂白剂氧化剂、供氧剂、漂白剂作用：用作呼吸面具上和潜艇里的供氧剂。作用：用作呼吸面具上和潜艇里的供氧剂。 氧氧 化化 钠钠 过过 氧氧 化化 钠钠 O O元素的化合价元素的化合价 -2-1颜色、状态颜色、状态 白色固体白色固体 淡黄色固体淡黄色

11、固体 与水反应与水反应 化合反应、化合反应、非氧化还原反应非氧化还原反应 NaNa2 2O O2 2自身氧化还自身氧化还原反应原反应 与二氧化碳反应与二氧化碳反应 化合反应、化合反应、非氧化还原反应非氧化还原反应NaNa2 2O O2 2自身氧化还自身氧化还原反应原反应 漂白性漂白性 无漂白性无漂白性 有漂白性有漂白性 化合物类型化合物类型 离子化合物（离子化合物（Na+Na+、O O2-2-） 离子化合物（离子化合物（Na+Na+、O O2 22-2-） 小小 结结 碱性氧化物碱性氧化物 强氧化剂强氧化剂 氧化钠与过氧化钠的异同氧化钠与过氧化钠的异同过氧化钠与氧化钠的保存方法？过氧化钠与氧化

12、钠的保存方法？实验室制实验室制O O2 2可利用过氧化钠的什么性可利用过氧化钠的什么性质？采用什么装置？质？采用什么装置？采用过氧化钠与水反应的性质。采用过氧化钠与水反应的性质。采用固、液不加热制气的装置采用固、液不加热制气的装置, ,要用分液漏斗要用分液漏斗. .思考：思考：3 3、氢、氢氧化钠氧化钠敞口放置氢氧化钠：敞口放置氢氧化钠：固体表面潮湿，固体表面潮湿，“出汗出汗”,易潮易潮解。解。在实验室可作干燥剂。在实验室可作干燥剂。氢氧化钠具有的性质氢氧化钠具有的性质一元强碱，有强腐蚀性，具有碱的通性。一元强碱，有强腐蚀性，具有碱的通性。俗称：苛性钠、烧碱、火碱。俗称：苛性钠、烧碱、火碱。氢

13、氧化钠的保存氢氧化钠的保存4、碳酸钠与碳酸氢钠碳酸钠与碳酸氢钠NaNa2 2COCO3 3NaHCONaHCO3 3颜色状态颜色状态滴几滴水滴几滴水加加10mL10mL水水加滴酚酞加滴酚酞结结 论论探究探究1 基本性质基本性质NaNa2 2COCO3 3NaHCONaHCO3 3颜色状态颜色状态滴几滴水滴几滴水加加10mL10mL水水加滴酚酞加滴酚酞结结 论论白色粉末白色粉末白色细小晶体白色细小晶体结块变成晶体结块变成晶体, ,放热明显放热明显部分溶解，感觉部分溶解，感觉不到热量变化不到热量变化振荡可溶解振荡可溶解还有少量固体还有少量固体未溶解未溶解溶液变红溶液变红溶液变淡红色溶液变淡红色Na

14、Na2 2COCO3 3溶解时放热溶解时放热, Na, Na2 2COCO3 3比比NaHCONaHCO3 3溶解度大溶解度大, Na, Na2 2COCO3 3比比NaHCONaHCO3 3碱性强碱性强。结论结论: :碳酸钠稳定；碳酸钠稳定； 碳酸氢钠不稳定，受热易分解。碳酸氢钠不稳定，受热易分解。现象：加热现象：加热NaNa2 2COCO3 3澄清的石灰水不变浑浊；澄清的石灰水不变浑浊； 加热加热NaHCONaHCO3 3石灰水变浑浊石灰水变浑浊NaNa2 2COCO3 3 +CO+CO2 2+ H+ H2 2O O2NaHCO2NaHCO3 3=探究探究2 热稳定性热稳定性 COCO3

15、32-2- + H + H+ + = HCO = HCO3 3- - HCOHCO3 3- - + H+ H+ + = H = H2 2O + COO + CO2 2探究探究3 3 与酸反应（滴加）与酸反应（滴加）探究探究4 4 与碱反应与碱反应 探究探究5 5 与与COCO2 2反应反应 名称名称碳酸钠碳酸钠碳酸氢钠碳酸氢钠化学式化学式 色态色态白色粉末白色粉末细小白色粉末细小白色粉末俗名俗名 溶解性溶解性水中水中水中水中 ，但比但比NaNa2 2COCO3 3溶溶解度小解度小小结：小结：名称名称碳酸钠碳酸钠碳酸氢钠碳酸氢钠与足与足量盐量盐酸反酸反应应产生气体速率产生气体速率 原理原理 与与

16、COCO2 2反应反应NaNa2 2COCO3 3COCO2 2H H2 2O=2NaHCOO=2NaHCO3 3不反应不反应与与COCO2 2反应反应名称名称碳酸钠碳酸钠碳酸氢钠碳酸氢钠与与NaOHNaOH溶液溶液反应反应不反应不反应受热分解受热分解不分解不分解水溶液的酸水溶液的酸碱性碱性碱性碱性碱性碱性 若向碳酸钠饱和溶液中通入足量的若向碳酸钠饱和溶液中通入足量的CO2气体，有固体物质析出，请解释原气体，有固体物质析出，请解释原因。因。思考思考1：思考思考2：碳酸钠固体中有少量的碳酸氢钠，：碳酸钠固体中有少量的碳酸氢钠，如何除去杂质？如何除去杂质？碳酸氢钠溶液中有少量的碳酸钠，如何碳酸氢钠

17、溶液中有少量的碳酸钠，如何除去杂质除去杂质 ？思考思考3 3： NaNa2 2COCO3 3溶液中的溶液中的NaHCONaHCO3 3：可加适：可加适量的量的NaOHNaOH溶液进行转化溶液进行转化NaHCONaHCO3 3NaOHNaOH=NaNa2 2COCO3 3H H2 2O O方法一：加热方法一：加热NaNa2 2COCO3 3和和NaHCONaHCO3 3，比较，比较澄清石灰水是否变浑浊。澄清石灰水是否变浑浊。方法二：方法二： NaNa2 2COCO3 3和和NaHCONaHCO3 3配成稀溶液，加配成稀溶液，加入入CaClCaCl2 2或或BaClBaCl2 2溶液溶液, ,比较

18、是否有沉淀。比较是否有沉淀。思考思考4：如何鉴别碳酸钠和碳酸氢钠？如何鉴别碳酸钠和碳酸氢钠？5、碳酸钠与碳酸氢钠碳酸钠与碳酸氢钠之间的转化方法之间的转化方法3 32 HCl 稀或2NaHCONaOHCOCONa溶液加热或少量足量323HCOHCO322232 HCOOHCOCO2323COOHOHHCO223232COOHCONaNaHCO1939年，中国化工专家侯德榜提出“联合制碱法”，1939年侯德榜完成了世界上第一部纯碱工业专著制碱。 19421942年中国科学家侯德榜发明了闻名遐迩的年中国科学家侯德榜发明了闻名遐迩的“侯氏制碱法侯氏制碱法”，成为世界上生产纯碱的重，成为世界上生产纯碱的

19、重要方法。其主要化学原理是：要方法。其主要化学原理是：COCO2 2+H+H2 2O+NHO+NH3 3+NaCl = NH+NaCl = NH4 4Cl+NaHCOCl+NaHCO3 3三、焰色反应三、焰色反应3、原理：、原理： 外层电子外层电子e- 激发态激发态e- 基态基态e- + E（光）（物理变化）（光）（物理变化）这是元素的性质，与价态无关这是元素的性质，与价态无关获获E 2、K（K+） Na（ Na+ ）1、定义：、定义：很多金属或它们的化合很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现物在灼烧时都会使火焰呈现特殊特殊的颜色。的颜色。4 4、实验方法：、实验方法：用品：铂丝（铁丝）

20、、酒精灯、火柴、蓝色用品：铂丝（铁丝）、酒精灯、火柴、蓝色钴玻璃、盐酸、待检物（固体或溶液）钴玻璃、盐酸、待检物（固体或溶液）步骤：步骤：a a 点燃酒精灯点燃酒精灯b b铂丝在酒精灯上灼烧至火焰呈原色，铂丝在酒精灯上灼烧至火焰呈原色，如有色可再蘸盐酸再烧，直至呈原色。如有色可再蘸盐酸再烧，直至呈原色。c c 铂丝蘸取固体或溶液灼烧，观察。铂丝蘸取固体或溶液灼烧，观察。若是若是K K元素，应透过蓝色钴玻璃，滤去遮盖紫色的元素，应透过蓝色钴玻璃，滤去遮盖紫色的黄光。黄光。d d铂丝用稀盐酸洗净，灼烧至原色，放好。铂丝用稀盐酸洗净，灼烧至原色，放好。四、碱金属元素四、碱金属元素1、碱金属元素的原子

21、结构和性质、碱金属元素的原子结构和性质递变规律递变规律元素 原子结构电子层数原子半径失电子能力还原性金属性Li2 逐渐增大逐渐增强逐渐增强逐渐增强Na3K4Rb 5Cs6相似点：相似点： 碱金属元素的原子最外层都只碱金属元素的原子最外层都只有有1个电子，容易失去，跟钠相同，个电子，容易失去，跟钠相同，表现出强还原性，如表现出强还原性，如K也能跟也能跟O2、卤素单质及水等发生氧化还原反应。卤素单质及水等发生氧化还原反应。递变性：递变性： 随着质子数增多，其电子层数随着质子数增多，其电子层数依次增多，则原子半径依次增大，依次增多，则原子半径依次增大，最外层电子离原子核越远，原子核最外层电子离原子核

22、越远，原子核对外层电子的吸引力依次减弱，原对外层电子的吸引力依次减弱，原子失电子能力逐渐增强，还原性逐子失电子能力逐渐增强，还原性逐渐增强，金属性也逐渐增强渐增强，金属性也逐渐增强从原子结构示意图可以看出：从原子结构示意图可以看出：化学性质递变性：化学性质递变性：LiLi2O Na Na2O2K、Rb、Cs比过氧化物更复杂比过氧化物更复杂结论：结论： Li、 Na、 K、Rb、Cs金属金属(活动活动)性增强，还原性增强性增强，还原性增强第第1个对比：跟个对比：跟O2燃烧产物燃烧产物第第2个对比：跟水反应情况：个对比：跟水反应情况： K跟水反应要比跟水反应要比Na跟水反应剧烈的跟水反应剧烈的多，

23、常使生成的多，常使生成的H2燃烧起来，并发生爆燃烧起来，并发生爆炸，因此在做炸，因此在做K跟水反应的实验时，要跟水反应的实验时，要立即用玻璃片将烧杯口盖住，以免因轻立即用玻璃片将烧杯口盖住，以免因轻微爆炸而飞溅出液体来。微爆炸而飞溅出液体来。第第3个对比：个对比： Rb和和Cs的金属性最活泼。的金属性最活泼。可做光电管。可做光电管。2、碱金属的物理性质、碱金属的物理性质色态：色态：锂、钠、钾、铷是银白色固体、铯锂、钠、钾、铷是银白色固体、铯是略带金色的银白色固体是略带金色的银白色固体硬度：硬度：碱金属硬度都很小，比较软，可以用碱金属硬度都很小，比较软，可以用小刀切割，随着质子数增加，硬度逐小刀切割，随着质子数增加，硬度逐渐减小。渐减小。熔点：熔点： 碱金属熔点都很低（特别是碱金属熔点都很低（特别是