常用酸和碱-s区元素单质及化合物的性质识用

课程：化学物料识用与分析知识点：s区元素的性质ⅠA、ⅡA为s区元素ⅠA011HⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2He23Li4Be5B6C7N8O9F10Ne311Na12MgⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB13Al14Si15P16S17Cl18Ar419K20Ca21Sc22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn31Ga32Ge33As34Se35Br36Kr537Rb38Sr39Y40Zr41Ne42Mo43Tc44Re45Rh46Pa47Ag48Cd49In50Sn51Sb52Te53I54Xe655Cs56Ba57-71La72Hf73Ta74W75Re76Os77Ir78Pt79Au80Hg81Tl82Pb83Bi84Po85At86Rn787Fr88Ra89-103Ac104Rf105Db106Sg107Bh108Hs109Mt110Uun111Uuu112UubⅠA、ⅡA为s区元素ⅠA011HⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2He23Li4Be5B6C7N8O9F10Ne311Na12MgⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB13Al14Si15P16S17Cl18Ar419K20Ca21Sc22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn31Ga32Ge33As34Se35Br36Kr537Rb38Sr39Y40Zr41Ne42Mo43Tc44Re45Rh46Pa47Ag48Cd49In50Sn51Sb52Te53I54Xe655Cs56Ba57-71La72Hf73Ta74W75Re76Os77Ir78Pt79Au80Hg81Tl82Pb83Bi84Po85At86Rn787Fr88Ra89-103Ac104Rf105Db106Sg107Bh108Hs109Mt110Uun111Uuu112Uub（一）s区元素概述

ⅠA中的钠、钾氢氧化物是典型“碱”，故ⅠA族元素又称为碱金属

ⅢA有时称为“土金属”

ⅡA中的钙、锶、钡氧化物性质介于“碱”与“土”族元素之间，所以把ⅡA又称为碱土金属Li、Rb、Cs、Be

是轻稀有元素Fr、Ra是放射性元素

碱金属和碱土金属的存在ⅠALiNaKRbCsFr锂钠钾铷铯钫ⅡABeMgCaSrBaRa铍镁钙锶钡镭主要矿物是钾石矿(KCl·MgCl2·6H2O)我国青海钾盐储量占全国96.8%主要以NaCl形式存在于海洋、盐湖和岩石中。最重要的矿石是锂辉石（LiAlSi2O6)大理石CaCO3

碱金属和碱土金属的通性1.易与H2直接化合成MH，MH2离子型化合物；2.与O2形成正常氧化物、过氧化物、超氧化物；3.易与H2O反应（除Be、Mg外），与非金属作用形成相应的化合物。注：它们的活泼性有差异！原子半径增大金属性、还原性增强电离能、电负性减小IAIIALiBeNaMgKCaRbSrCsBa原子半径减小金属性、还原性减弱电离能、电负性增大1.碱金属和碱土金属物理性质NaLiKBeMgCaSrBaRbCs均为具有银白色(铯为灰色)光泽的金属碱金属和Ca、Sr、Ba均可用刀切割Cs是最软的金属（二）S区元素单质的性质ⅠA原子序数价电子构型金属半径(pm)熔点(℃)沸点(℃)硬度(金刚石=10)Li(锂)32s1152180.513420.6Na(钠)113s118697.82882.90.4K(钾)194s122763.257600.5Rb(铷)375s124838.896860.3Cs(铯)556s126528.40669.30.2ⅡA原子序数价电子构型金属半径（pm）熔点(℃)沸点(℃)硬度(金刚石=10)Be(铍)42s2111127829704Mg(镁)123s2160648.811072.0Ca(钙)204s219783914841.5Sr(锶)385s221576913841.8Ba(钡)566s22177251640----放在手心里即可熔单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物：Li2ONa2O2KO2RbO2CsO2BeO MgO CaOSrO BaO2

2.碱金属和碱土金属化学性质Li2ONa2O2KO2镁带的燃烧与氧、硫、氮、卤素反应形成相应的化合物阅读书本内容

焰色反应

碱金属和碱土金属的化合物在无色火焰中燃烧时，会呈现出一定的颜色称为焰色反应(flamereaction)。可以用来鉴定化合物中某元素的存在，特别是在野外。元素

LiNaKRbCsCaSrBa颜色深红黄紫红紫蓝橙红深红绿波长/nm670.8589.2766.5780.0455.5714.9687.8553.5与水作用

2M(s)+2H2O(l)→2M+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)LiNaKCa不激烈，？●

碱土金属被水氧化的反应为远不如相邻碱金属那样剧烈，镁和铍在水和空气中因生成致密的氧化物保护膜而显得十分稳定。

M(s)+2H2O(l)→M2+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)为什么Li与水反应没有其他碱金属与水的反应激烈？

Li与水反应不激烈，主要原因（1）锂的熔点较高，与水反应产生的热量不足以使其熔化;(2)与水反应的产物溶解度较小，易覆盖在金属锂的上面，阻碍反应继续进行。

5.326.419.117.925.8性质

LiNaKRbCsm.p./K453.69370.96336.8312.04301.55MOH在水中的溶解度/(mol·L-1)QuestionSolution与液氨的作用M1＋(x＋y)NH3=M1＋(NH3)

x＋e－(NH3)y

（蓝色）M2＋(2x＋y)NH3=M22＋(NH3)

x

＋2e－(NH3)y（蓝色）碱金属和碱土金属的氨溶液：

1.具有较高的导电性2.很强的还原剂

化合价键特征：以离子键结合为特征，但在某些情况下仍显一定程度的共价性。

其中Li和Be，由于具有较小的原子半径，电离能高于同族其它元素，形成共价键的倾向比较显著，常表现出与同族元素不同的化学性质。锂、铍的特殊性-----对角线规则

周期系中有些元素的性质常与它右下方相邻的另一元素类似，这种关系叫对角线关系。LiBeBCNaMgAISi原因：Z/r比较相似

4Li+O2

==2Li2O2Mg+O2==2MgO2Mg(NO3)2==2MgO+4NO2+O2

4LiNO3==

2Li2O+4NO2+O2LiCl·H2O==

LiOH+HClMgCl2·6H2O==Mg(OH)Cl+HCl+5H2O

6Li+N2==2Li3N

3Mg+N2==Mg3N2

MgO+HCl（1）Li、Mg的相似性Al、Be金属可与浓硝酸形成钝化膜。

Al(OH)3+OH－==Al(OH)4－

Be(OH)2+2OH－==Be(OH)42－

Al3+

、Be2+易水解。

均有共价性：在蒸气中，氯化物两分子缔合。（2）Be、Al相似性

（3)B、Si的相似性

2B+6NaOH==2Na3BO3+3H2Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2

其单质为原子型晶体，B－O、Si－O十分稳定。（三）碱金属和碱土金属氧化物稳定性:O2->O2->O22-类型氧化数氧存在形式举例过氧化物-1O22-Na2O2CaO2超氧化物-1/2O2-KO2

臭氧化物-1/3O3-KO3正常氧化物-2O2-Na2OCaOK,Rb,Cs还会形成臭氧化物：O3-1.在碱性介质中是强氧化剂,常用作熔矿剂。过氧化物和超氧化物的性质2Fe(CrO2)2+7Na2O2→4Na2CrO4+Fe2O3+3Na2O2.室温下，与水或稀酸反应生成H2O2Na2O2+2H2O→2NaOH+2H2O2

Na2O2+H2SO4→Na2SO4+2H2O2

2KO2+2H2O→2KOH+2H2O2+O2↑2KO2+H2SO4→K2SO4+2H2O2+O2↑2H2O2→2H2O+O2↑3.与CO2反应放出O2

2Na2O2+2CO2→2Na2CO3+O2↑4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2↑

臭氧化物与水反应生成MOH和O24MO3+2H2O→4MOH+5O2↑室温下，缓慢分解为MO2和O2MO3

→MO2+O2↑12（四）碱金属和碱土金属盐类●形态、导电性：

绝大多数碱金属、碱土金属盐类的晶体属于离子晶体，熔、沸点较高。常温下是固体，熔化时能导电。颜色：碱金属、碱土金属与无色阴离子形成的化合物是无色或白色；碱金属、碱土金属与有色阴离子形成的化合物常呈阴离子的颜色。

卤化物、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐等为无色

BaCrO4为黄色、KMnO4为紫色

特殊性●铍与易变形的阴离子形成共价化合物如BeCl2。熔点低、易升华、能溶于有机溶剂中。

热稳定性：一般来说，碱金属和碱土金属盐具有

较高的热稳定性2NaNO32NaNO2+O2↑830℃4LiNO32Li2O+4NO2↑+O2↑650℃

但硝酸盐热稳定性较差溶解性：

一般来说，碱金属盐易溶于水；

碱土金属：铍盐大多数易溶，

镁盐部分易溶，

钙、锶、钡盐多为难溶可溶性钡盐有毒。（五）几种重要的盐（自学为主）A．氯化钠B．氯化镁C．碳酸钙四、硬水及其软化天然水硬水：溶有较多量Ca2+和Mg2+的水；软水：溶有少量Ca2+和Mg2+的水。1．暂时硬水与永久硬水

含有碳酸氢钙Ca(HCO3)2或碳酸氢镁Mg(HCO3)2的硬水经煮沸后，Ca(HCO3)2CaCO3↓+H2O+CO2↑

2Mg(HCO3)2

Mg2(OH)2CO3↓+H2O+3CO2↑水的硬度就降低了，这种硬水叫做暂时硬水。含有硫酸镁MgSO4、硫酸钙CaSO4或氯化镁MgCl2、氯化钙CaCl2等的硬水，经过煮沸，水的硬度不会降低。这种水叫做永久硬水。2．硬水的软化

消除硬水中Ca2+、Mg2+的过程叫做硬水的软化。

常用的软化方法：

石灰纯碱法

离子交换树脂净化水法

石灰纯碱法纯碱与钙、镁的硫酸盐和氯化物反应，生成难溶性的盐，使永久硬水失去它的硬性。工业上往往将石灰和纯碱各一半混合用于水的软化，称为石灰纯碱法。反应方程式如下：

MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl反应终了再加沉降剂(例如明矾)，经澄清后得到软水。

操作比较复杂，软化效果较差。缺ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.成本低，适于处理大量的且硬度较大的水。

优石灰纯碱法特点离子交换法2Na(R－COO)(s)+Ca2+(aq)→Ca(R－COO)2(s)+2Na+(aq)使用离子交换树脂是带有羧基(—COO-)或磺酸基(—SO3-)的高聚物优点：效果稳定准确，工艺成熟。可以将硬度降至0。课程：化学物料识用与分析知识点：碱的性质识用

电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子(OH-)的化合物叫做碱。金属离子和OH-

氢氧化钠

NaOH氢氧化钾

KOHNa+

、OH-

K+

、OH-

碱实例分析碱金属和碱土金属氢氧化物碱金属氢氧化物又称为苛性碱对纤维、皮肤有强烈腐蚀作用

易潮解

在空气中吸收CO2生成碳酸盐

均为白色固体碱的通性一、碱的性质（1）氢氧化物的碱性LiOHNaOHKOHRbOHCsOH中强碱强碱强碱强碱强碱Be(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2Sr(OH)2Ba(OH)2两性中强碱强碱强碱强碱与酸反应Be(OH)2+2H+

→Be2++2H2O与碱反应Be(OH)2+2OH-→[Be(OH)4]2-常见化学反应①能使指示剂变色②碱+酸性氧化物=盐+水③碱+酸=盐+水④碱+盐=新碱+新盐CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSO2+2NaOH=Na2SO3+H2O条件：①生成物中有↑或↓或水②反应物均可溶CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaClCa(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOHNH4NO3+NaOH=NH3↑+H2O+NaNO3（2）氢氧化物的溶解性随着阳离子半径的增大,阳离子与阴离子之间的吸引力减小,易被水分子拆开的缘故。碱金属的氢氧化物易溶于水，

但LiOH溶解度较小。

溶解度

碱土金属的氢氧化物

<

碱金属氢氧化物Be(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2Sr(OH)2Ba(OH)2

溶解度增大因为离子半径M(Ⅱ)<M(Ⅰ)

离子电荷M(Ⅱ)>M(Ⅰ)使阳离子与阴离子之间吸引力M(Ⅱ)>M(Ⅰ)1、氢氧化钠（NaOH）

俗名，烧碱、火碱、苛性钠。白色固体，易溶于水并放热，水溶液有涩味，有强腐蚀性。是最重要、最常见、最常用的一元强碱，具有碱的化学通性。氢氧化钠是重要的化工产品，又是重要的化工原料（用于造纸、印染、纺织、皂化等），另外，还是实验室中重要的化学试剂。二、常用碱介绍

2、氢氧化钾(KOH)

俗称苛性钾。

易溶解于水，水溶液呈碱性，具有很强的腐蚀性。具有碱的一般通性。在工业上，人们用氢氧化钾制造肥皂、精炼石油与制造各种化工产品。用氢氧化钾制造的“钾肥皂”是一种液态肥皂，如理发店用的软肥皂。

3、氢氧化钙

Ca(OH)2

白色粉末状固体，微溶于水，其饱和溶液叫石灰水，碱性较弱。

氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙，有较广的用途。

例如在制糖过程中要用氢氧化钙来中和糖浆里的酸，然后再通入二氧化碳使剩余的氢氧化钙变成沉淀过滤出去，以减少糖的酸味。课程：化学物料识用与分析知识点：硬水及其软化天然水硬水：溶有较多量Ca2+和Mg2+的水；软水：溶有少量Ca2+和Mg2+的水。1．暂时硬水与永久硬水

含有碳酸氢钙Ca(HCO3)2或碳酸氢镁Mg(H