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1、第三节碱金属元素 知识点1碱金属元素的结构 性质 制法问题1 如何从原子结构分析碱金属 碱金属有哪些重要的性质 1 碱金属概述 1 周期表中的位置 第 A族 2 原子结构 3 单质及其化合物的相似性 最高正价为 1 氧化物对应水化物为强碱 典型的活泼金属元素 同类物质结构及性质相似 4 递变性 按原子序数递增的顺序 原子半径由 小到大 元素的金属性增强 对应碱的碱性增强 单质的熔沸点降低 与O2反应越来越剧烈 生成物也不同 如Li只有Li2O Na有Na2O Na2O2 K Rb Cs产物更复杂 与水或酸反应越来越剧烈 如Na与水剧烈反应 K与水反应更剧烈 放出的热可以使生成的氢气燃烧 并发出
2、轻微的爆炸 可结合实验复习 2 物理性质 碱金属除铯略带 金色外 都是 银白色 质 软 有延展性 密度比较小 熔 沸点比较低 是热和电的良导体 3 化学性质 1 与非金属反应 4Li O22Li2ONa能形成Na2O Na2O2两种氧化物 K能形成更加复杂 如KO2 的氧化物 2 与水反应 2K 2H2O2KOH H2 现象 迅速熔化 燃烧 有紫色火焰Rb Cs遇水立即燃烧甚至爆炸 结论 碱金属元素都是金属性较强的元素 且金属性从Li Cs依次增强 3 都能像钠一样与盐溶液发生反应 点燃 问题2 工业上如何制取碱金属 4 1 Li和Na主要是电解熔融氯化物来制取 如 2NaCl 熔融 2Na
3、Cl2 2 金属钾因为易溶于熔融盐而不易分离 且电解时有副反应发生 故一般采用热还原法 在850 的高温下用Na从熔融KCl中把钾置换出来 Na KClK NaCl 在850 时 钾变为蒸气挥发出去 而钠还未被气化 根据化学平衡移动原理 钾的挥发导致产物的浓度减小 故平衡右移 3 铷和铯也常用活泼金属还原制取 2RbCl MgMgCl2 2Rb 通电 700 800 700 800 真空 思维延伸 1 A族元素中的H元素不是金属元素 不是碱金属 2 同一主族元素 原子序数相差可能是2 8 18 32 知识点2焰色反应问题3 焰色反应是化学反应吗 其应用是什么 怎样应用 思维延伸 1 焰色反应是
4、元素的一种性质 2 焰色反应所用火焰颜色要浅 蘸取待测物的金属丝铂丝 效 果最好 也可以用铁丝 镍丝 钨丝来代替 3 金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净 然后在火焰上灼烧至无色 以除去能起焰色反应的少量杂质 4 该法适用于某些活泼金属元素的检验 1 锂在空气中燃烧时可生成Li3N LiOH Li2CO3难溶于水且受热易分解 Li与水反应较慢 2 碱金属中 从Li Cs 密度呈增大的趋势 但 K Cs 密度呈增大的趋势 但 K 0 862g cm 3 Na 0 971g cm 3 3 酸式盐的溶解度一般大于正盐 但溶解度NaHCO3 Na2CO3 4 氧在化合物中一般显 2价 氢显 1
5、价 但Na2O2 H2O2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 但碱金属Na K等除外 6 不是所有金属元素都有焰色反应 但所有碱金属都有焰色反应 观察钾的紫色须将黄色用蓝色钴玻璃滤去 例1 2010 改编题 我国载人航天飞船使用的火箭启动炸药为氢化锂 氘化锂和氚化锂 它们 A 都是共价化合物B 由同位素原子构成的同分异构体C 具有较强还原性D 互为同素异形体解析 题干中的三种物质均为氢化物 氢元素显 1价 锂元素显 1价 均是典型的离子化合物 均具有强的还原性 含 1价H的缘故 答案 C 1 2010 天津八校联考 下列叙述中正确的是 A
6、 在碱金属元素中 所有碱金属的氧化物均属于碱性氧化物B 由于碱金属形成的碱均为强碱 所以碱金属形成的盐均不会水解C 金属锂不能保存于煤油中 金属钾可以保存于煤油中D 虽然自然界含钾的物质均易溶于水 但土壤中钾含量太少 故需施用钾肥解析 对于A 过氧化物 如Na2O2 不属碱性氧化物 对于B 如碱金属的弱酸盐 Na2CO3等 发生水解 对于D 自然界中含钾的物质 如正长石 白云母等矿物 一般不溶于水 答案 C 变式练习 考点2钾肥和从草木灰中提取钾盐 注 氮 磷 钾是作物生长必不可少的三种重要元素 2 从草木灰中提取钾盐 1 实验操作顺序为 称量样品 溶解 过滤 蒸发 冷却结晶 2 在 步操作时
7、 若滤液浑浊 则要重复进行 3 在 步操作时 要用玻璃棒不断小心地搅动液体 当蒸发到只剩下少量溶液时停止加热 利用余热将溶液蒸干 目的是防止液体和晶体飞溅 4 所得产物中主要的钾盐有KCl K2SO4 K2CO3等 例2 2010 杭州学军中学期中考题 从草木灰中提取K2CO3 下列一组为具体操作 二组为可供选择的仪器 一组 a分液 b萃取 c溶解 d降温结晶 e过滤 f加热蒸发 二组 试管 漏斗 滤纸 酒精灯 分液漏斗 玻璃棒 烧杯 铁架台 按下列要求填空回答 1 从草木灰中提取K2CO3的必要操作顺序是 用字母填写 2 操作中所需要的仪器是 填编号 还差的一种重要仪器是 cefd 蒸发皿
8、3 要证明得到的晶体中含有K2CO3 可取晶体少许溶于水中 先用 即可证明晶体中含有钾离子 再向余下的溶液中加入足量盐酸 产生气体通入 即可证明晶体中含CO 要证明晶体中含有SO Cl 操作方法是 洗净的铂丝蘸取待测液 放到酒精灯火焰上灼烧 隔着蓝色钴玻璃观察火焰颜色 看到紫色火焰 澄清石灰水中 石灰水变浑浊 先取溶液少许用HNO3酸化 分成两份 一份加入BaCl2溶液 产生白色沉淀 证明晶体中含SO 另一份加入AgNO3 产生白色沉淀 证明晶体中含Cl 方法总结 从混合物中提取某种物质时 一般经过灼烧或溶解或沉降 除去大部分杂质后 再设计用化学方法进行提纯 2 2010 模拟题 某地出产的粗
9、盐中 所含杂质是CaCl2 通过下面的实验可确定该粗盐样品中NaCl的纯度 并制得纯净的NaCl 称取样品 请回答 1 加入的A是 检验A已过量的方法是 Na2CO3 在上层清液中继续滴加Na2CO3溶液 若不再有沉淀生成 则加Na2CO3溶液已过量 变式练习 2 加入的B是 加入稍过量B的目的是 3 为检验沉淀是否洗净 最好在最后一次洗涤液中加入溶液 4 该样品中的NaCl质量分数的计算式是 盐酸 除尽溶液中过量的Na2CO3 硝酸酸化的AgNO3 解析 1 要除去NaCl中的杂质CaCl2 可以选用Na2CO3溶液 因为CaCl2 Na2CO3CaCO3 2NaCl 若要检验加入的Na2C
10、O3是否已过量 只要检验溶液中是否存在Ca2 即可 方法是在上层清液中继续滴加Na2CO3溶液 若不再有沉淀生成 溶液中无Ca2 则加Na2CO3溶液已过量 2 为除去加入的过量Na2CO3而得到纯净的NaCl 需要在滤液中加入盐酸 Na2CO3 2HCl2NaCl H2O CO2 3 对沉淀物洗涤的目的是为了除去沉淀表面吸附的可溶性物质 为了检验是否洗净 只要检验最后一次的洗涤液中是否含有Cl 即可 其方法是加入硝酸酸化的AgNO3溶液 看是否产生沉淀 4 由于CaCO3的物质的量为 所以混合物中CaCl2的物质的量为 质量为 混合物中NaCl的质量分数为 客观题焰色反应的实验操作 考题一
11、2010 原创题 下列对焰色反应实验操作注意事项的说明 正确的是 观察钾的火焰颜色 要通过蓝色钴玻璃观察 先把铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同 再蘸被检验的物质 每次实验后 要用盐酸把铂丝洗净 实验时最好选择本身颜色较微弱的火焰 没有铂丝 也可用光洁无锈的铁丝代替A 仅有 不正确B 仅有 不正确C 仅有 不正确D 全对 审题视点 根据规范的操作对每一种说明认真思考 思路点拨 为了滤去钠元素产生的黄光 除去铂丝上的杂质 本身颜色越微弱的火焰在反应时干扰越小 被检验物质的火焰颜色越明显 焰色反应除用铂丝外 还可以用光洁无锈的铁丝 镍丝 铬丝等 标准答案 D 高分解密熟练记忆操作程序并清楚每一步规范操作
12、的目的 如焰色反应操作可概括为 一点 点灯 二洗烧 洗净 灼烧 三蘸烧 蘸待检物 灼烧 四洗烧 考题二 钾是活泼的碱金属 钾和氧有氧化钾 K2O 过氧化钾 K2O2 和超氧化钾 KO2 等多种化合物 1 某过氧化钾样品中氧的质量分数 杂质不含氧 为0 28 则样品中K2O2的质量分数为 2 超氧化钾和二氧化碳反应生成氧气 4KO2 2CO22K2CO3 3O2 在医院 矿井 潜水 高空飞行中用作供氧剂 13 2L 标准状况 CO2和KO2反应后 气体体积变为18 8L 标准状况 计算反应消耗的KO2的质量 96 25 思路点拨 1 样品中氧全部来自K2O2 设样品中K2O2的质量分数为x 样品
13、的质量为mg 规范解答 2 71g 高分解密不能分析出题目所给反应隐含的许多有用信息 如 当有2体积气体反应时 会生成3体积的气体 会使气体的体积增加1体积 再如 当气体增加x体积时 肯定会有3x体积的O2生成 不能够利用守恒法 差量法等找出已知与未知之间的关系从而列比例式求算 规律技巧 1 反应原理 2Na2O2 2CO22Na2CO3 O2 4KO2 2CO22K2CO3 3O2 2Na2O2 2H2O4NaOH O2 4KO2 2H2O4KOH 3O2 2 产生氧气量的关系 同等质量的Na2O2和KO2分别与足量CO2或H2O反应放出氧气的量的关系 设Na2O2 KO2的质量均为1kg
14、则放出O2的物质的量之比为 等物质的量的Na2O2和KO2分别与足量CO2或H2O反应放出O2的量的关系 设Na2O2 KO2均为4mol 由 1 中反应 或 中化学计量数关系知 放出O2的物质的量之比为2 3 等物质的量的CO2或H2O分别与足量Na2O2 KO2反应 放出O2的量的关系 设CO2或H2O的物质的量为2mol 由 1 中反应 或 中化学计量数关系知 放出O2的物质的量之比为1 3 由上述分析可知 分别与CO2 H2O反应时总是KO2比Na2O2产生O2多 3 Na2O2 KO2 CaO2均具有强氧化性 常用于杀菌消毒 均易与H2O CO2反应产生O2 常用作供氧剂 特别是Ca
15、O2能缓慢吸收CO2 常用于长途运输鱼苗 1 5分 2010 模拟题 下列有关碱金属元素及其化合物的叙述 碱金属元素原子的次外层电子数是2或8 碱金属元素位于元素周期表的 A族 碱金属的氯化物都是强电解质 碱金属的最高价氧化物的水化物都是强碱 其中正确的是 A 只有 B 只有 C 只有 D 解析 A A 除H外 次外层电子数饱和 正确 RCl R碱金属 是典型离子化合物 正确 答案 D 2 5分 2010 改编题 将一定质量的钠 钾分别投入一定量的稀盐酸中 产生气体的质量随时间变化的曲线如图所示 则下列说法中正确的是 A 投入的Na K一定等质量B 投入的Na的质量小于K的质量C 曲线a为Na
16、 b为KD 稀盐酸的量一定是不足量的解析 本题考查活泼金属与酸反应产生氢气的多少及速率大小 由图可知 二者生成氢气的质量相等 故需钾的质量要大 因K与氢离子反应剧烈 速率快 故生成等质量氢气所需时间短 曲线a为钾 答案 B 3 5分 2010 模拟题 用光洁的铂丝在蘸取了某无色溶液后 在无色火焰上灼烧 直接观察 火焰呈黄色 下列各判断正确的是 A 只含有Na B 一定含有Na 可能有K C 既含有Na 又含有K D 可能有Na 可能有K 解析 本题考查焰色反应 Na元素的火焰颜色呈黄色 观察钾的火焰颜色时要透过蓝色的钴玻璃片 这样可以滤去黄光 避免钠元素杂质的干扰 没法直接观察钾元素的火焰颜色 不能确定 答案 B 4 5分 2010 湖北武钢三中月考 化学与科学 技术 社会 环境密切相关 下列有关说法中错误的是 A 五彩缤纷的烟花是某些金属元素焰色反应所呈现出来的色彩B 加热能杀死甲型H1N1流感病毒是因为病毒中的蛋白质受热变性C 太阳能 氢能 核能都是新型能源D 废旧电池应集中回收 并填埋处理解析 A项 烟花呈现的颜色是金属元素灼烧时呈现的焰色 A项正确 B C两项均正确 D项 将废
