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1、第三节碱金属元素一、钠的原子结构和元素的性质钠原子的结构，可用原子结构示意图表示为：钠原子的最外电子层上仅有一个电子，该电子很易失去，使钠原子(Na)变为钠离子(Na+)。因此，钠元素具有很强的金属性。二、钠的典型化学反应1.与非金属化合4Na+O2常温2Na2O2Na+O2Na2O22Na+Cl22NaCl2Na+S2-Na2S2.与水反应2Na+2H2O2NaOH+H22Na+2H2O2Na+2OH-+H2课本知识导学运用课本知识诠解重要提示1.碱金属元素的相似性和递变性LiNaKRbCs碱金属原子结构相似性：最外层都有一个电子递变性核电荷数递增电子层数依次增加原子半径依次增大元素性质相似
2、性均为活泼金属元素最高正价为+1价递变性失电子能力依次增强金属性依次增强单质物理性质相似性都具有银白色光泽(铯略带金色)，质软、密度小、熔点低、导电、导热性强递变性单质熔、沸点逐渐降低密度逐渐增大单质化学性质相似性都能与非金属、O2、H2O、酸反应，而且生成物均为离子化合物递变性：还原性逐渐增强化合物性质相似性：ROH都为强碱递变性氢氧化物ROH的水溶液的碱性逐渐增强1.钠、钾的密度大小出现反常情况。随笔：2.碱金属的化学性质性质碱金属锂钠钾与氧气反应现象剧烈反应(次于Na)生成固体Li2O加热剧烈反应，生成淡黄色固体稍加热剧烈反应，生成固体KO化学方程式4Li+O2点燃2Li2O=2Na+O
3、2点燃或2-Na2 O2=K+O22-小结碱金属单质在空气中燃烧一般生成过氧化物或超氧化物，Li却只生成Li2O，但与氧气反应的速率是不同的，Li缓慢氧化，Na、K易被氧化，Cs常温下自燃。与水反应现象浮在水面，缓慢反应，产生气体浮在水面上，剧烈反应，熔成小球、迅速游动、产生气体浮在水面上，剧烈反应且燃烧化学方程式2Li+2H2O=2LiOH+H22Na+2H2O=2NaOH+H22K+2H2O=2KOH+H2小结都能与水反应，但剧烈程度不同，从左右依次增强，都生成碱和H23.单质的保存方法钾、钠保存在煤油中，锂封存在石蜡中。4.焰色反应(1)焰色反应：很多金属或它们的化合物在灼烧时，使火焰呈
4、现出特殊的颜色，叫焰色反应。(2)钠的焰色反应呈黄色；钾的焰色反应呈紫色，但钾的焰色反应是透过蓝色钴玻璃观察，其原因是滤去黄色的光，避免干扰。(3)焰色反应用来鉴别物质。其优点是现象明显、无污染、用量少。2.从Li到Cs氧化的产物越来越复杂。随笔：3.此性质为元素的性质，与其游离态、化合态无关。4.“灼烧”非“燃烧”。5.不是产生特殊颜色的火焰，而是使火焰呈现特殊的颜色。6.焰色反应为物理变化。基础例题点拨一拖二【例题1】钠和铯都是碱金属元素，下列关于铯及其化合物的叙述中不正确的是()A.少量铯通常可保存在煤油中B.铯与水反应十分剧烈，甚至会发生爆炸C.碳酸铯加热时易分解生成二氧化碳和氧化铯D
5、.氢氧化铯是强碱，碱性比氢氧化钾强【分析】金属铯易与氧气和水反应，保存时必须与空气和水隔绝，故A正确。铯和钠、钾一样，原子的最外层电子数都是一个，而且铯的电子层数比钠、钾的电子层数多，因此铯的金属性比钠、钾强，当它与水反应时，反应十分剧烈，甚至会发生爆炸，故B是正确的。氢氧化铯不仅是强碱，而且碱性比氢氧化钾强，D也是正确的。由于碳酸铯和碳酸钠一样，热稳定性好，受热时一般不易分解，因此C选项是错误的。【解析】C【例题2】 下列关于碱金属元素的叙述中，不正确的是()A.单质有很强的还原性B.其离子的氧化性很强C.电子层数越多，其单质与水反应越剧烈D.随着原子的电子层数的增加，其单质的熔沸点逐渐降低
6、【分析】碱金属元素的原子最外层上都只有一个电子，又有较大的原子半径，容易失去最外层电子而表现出很强的金属性。因此，它们的单质在化学反应中都是很强的还原剂。故A选项是正确的。碱金属元素的原子失去最外层电子后，形成相对稳定的离子，它们很难得到电子，从而表现出较弱的氧化性，故B选项是错误的。随着核电荷数的增加，原子的电子层数增多，原子半径逐渐增大，碱金属的金属性逐渐增强，单质与水反应的剧烈程度也随之增强，故C选项是正确的。碱金属元素随着原子的电子层数的增加，其单质的熔、沸点逐渐降低，因此D选项也是正确的。【解析】B拖1下列关于锂的叙述正确的是() A.在氧气中燃烧生成过氧化锂B.投入冷水中能浮在水面
7、上C.投入冷水中能立即燃烧D.在实验室中应保存在煤油中答案：B(锂在氧气中燃烧时的生成物是稳定产物氧化锂，故A项错。锂的密度比水和煤油的都小，故B项对，D项错。由碱金属的化学性质的递变规律可知，锂的化学性质不如钠活泼，与水反应不发生燃烧，故C项错误)拖2下列对铷的性质的预测中正确的是()A.它极易失去电子B.Rb+ 氧化性很强C.它的密度比水小D.熔点比钠高答案：A(碱金属从Li到Cs，原子电子层数依次增多，原子半径依次增大，越来越容易失去电子形成金属阳离子，形成的离子的氧化性依次减弱，所以Rb+的氧化性极弱，从LiCs密度变化的趋势增大，熔点依次降低)拖3下列关于碱金属的描述中正确的是()A
8、.碱金属都可以保存在煤油里B.硬度小、密度小、熔点低C.在空气中加热均可生成多种氧化物D.碱金属从锂到铯密度依次增大答案：B(锂的密度比煤油小，不能保存在煤油中，应保存在石蜡油中，锂在空气中燃烧只能生成Li2O，碱金属从LiCs密度的变化趋势增大，但钾的密度比钠的密度小)重难点突破重点难点易混点易错点方法技巧重点难点1.碱金属跟氧气的反应及其生成物碱金属是一族很活泼的金属元素，单质和氧气起反应能生成氧化物(M2O)、过氧化物(M2O2)、超氧化物(MO2)等。其中M代表碱金属元素。最简单的氧化物是Li2O、Na2O、K2O等。但是，除Li2O外，M2O都不是最稳定的氧化物。当锂在氧气中燃烧时生
9、成的是氧化锂，同时只有微量的过氧化锂生成。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。有人曾经做过实验，使钠在有限的氧气中起反应，结果生成的是氧化钠(4Na+O22Na2O)。当氧化钠暴露在空气中时，就继续氧化为过氧化钠，这个反应的实际意义：成为过氧化钠的一种工业制法。比钠更活泼的钾、铷、铯，在跟氧气的反应中，主要产物分别是KO2、RbO2和CsO2，这些元素的超氧化物比相应的过氧化物稳定。课本中所说的钾、铷等跟氧气起反应，生成比过氧化物更复杂的氧化物，即是指相应的超氧化物。碱金属的过氧化物和超氧化物，均是离子化合物。2.关于焰色反应的一些
10、问题(1)做焰色反应时如没有煤气灯可用酒精灯代替，但要用其外焰的侧面，这样火焰颜色较浅，干扰较小。(2)用稀盐酸清洗金属丝是为了除去其表面的氧化物或附着的其他化合物。(3)观察钾的焰色时，透时蓝色的钴玻璃片是为了滤去黄光，因为钾在工业上是用钠和氯化钾反应制得的，其中常混有钠杂质。(4)焰色反应不是化学检验方法。焰色反应的显色过程是它们的原子或离子的外围电子受热后被激发跃迁，相应的能量以光的形式释放出来，产生线状光谱。火焰的颜色是相应于强度较大的谱线区域。不同的原子因结构不同而产生各种颜色的光。随笔：易混易错点1.钾、钠密度的大小碱金属单质密度从锂到铯的变化趋势是由小到大，但其中钾的密度有反常，
11、小于钠的密度。这是由于钾的质量增加的幅度小于体积增加的幅度，所以钠到钾密度反而变小。2.锂的保存碱金属钠、钾、铷、铯保存在煤油中，而锂的密度小于煤油的密度，故锂不能保存在煤油中，通常保存在石蜡或凡士林中。3.焰色反应的本质焰色反应为元素的性质，与其游离态、化合态无关，是“灼烧”而不是“燃烧”；是使火焰呈现特殊的颜色，而不是产生特殊颜色的火焰；是物理变化而不是化学变化。随笔：【例题3】 某物质灼烧时，焰色反应为黄色，下列判断中正确的是()A.该物质一定是钠的化合物B.该物质一定含钠元素C.该物质一定是金属钠D.不能确定该物质是否含钾元素【分析】焰色反应不是单质或化合物的性质，故AC不对，B正确。
12、钠元素的焰色反应对钾元素的焰色存在干扰。故D正确。【解析】BD【例题4】实验室里临时需用NaOH溶液和CO2来制取Na2CO3溶液。已知通入NaOH溶液中的CO2极容易过量，从而生成NaHCO3，且无明显的现象。下表列出的是各物质在常温时的溶解度：Na2CO3NaHCO3NaClNa2SO4NaHSO4NaOH15.9g8.4g35g35.5g20g40g(1)请简要叙述制得纯Na2CO3溶液的实验步骤。(2)试利用表中数据求出当NaOH溶液中溶质的质量分数大于多少时，在制取Na2CO3的过程中会有晶体析出？【解析】(1)“通入NaOH溶液中的CO2极容易过量”，说明无法控制条件直接得到Na2
13、CO3。鉴于此，不妨设全部生成了NaHCO3。怎样使NaHCO3溶液转化为Na2CO3溶液呢？因NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O，故应取两等份的NaOH溶液，向其中的一份中通入过量的CO2，然后与另一份混合，即得纯Na2CO3溶液。(2)观察表中各物质的溶解度可知，所用药品溶解度最小的是NaHCO3，只要不析出NaHCO3晶体，就一定不会析出NaOH和Na2CO3晶体。100g水最多可溶解NaHCO38.4g，而生成8.4gNaHCO3时需4.0gNaOH，故NaOH溶液的质量分数为100%=3.85%。可见，当NaOH溶液的质量分数大于3.85%时，配制过程中就会有晶体析出。拖4下
14、列说法中正确的是()A.灼烧时火焰呈黄色的物质一定是金属钠B.灼烧时火焰呈黄色的物质一定是钠的化合物C.灼烧时火焰呈黄色的物质一定是金属钠和钠盐D.灼烧时火焰呈黄色的物质一定是金属钠或钠的化合物答案： D(焰色反应是某些金属元素的性质，可以是单质，也可以是化合物)拖5下列哪种方法可以制得纯净的KHCO3溶液()A.KOH溶液中通入少量的CO2气体B.KOH溶液中通入过量的CO2气体C.K2CO3溶液中滴加适量盐酸D.饱和K2CO3溶液中通入过量CO2气体答案；BD(KOH溶液中通入少量CO2生成K2CO3，K2CO3溶液中加入适量盐酸，有杂质KCl生成)随笔：方法技巧1.碱金属及其化合物的特性
15、碱金属具有典型的代表性，必须掌握以下特性：(1)常温下碱金属很容易被空气中的氧气氧化，也易与水蒸气反应，故所有碱金属都必须保存在煤油中，以隔绝空气和水。(Li的密度小于煤油，只能保存在密度更小的石蜡油中或封在石蜡中)(2)碱金属与足量的氧气反应都能生成过氧化物或超氧化物。但Li与O2反应，只能生成Li2O。(3)碱金属中，随原子序数递增，其密度一般增大，但钾的密度0.862g/ml反比钠0.971g/ml小。出现这一反常现象是由于从钠到钾原子量增大的作用小于原子体积增大的作用。(4)一般酸式盐的溶解度大于正盐的溶解度，但NaHCO3的溶解度却小于Na2CO3的溶解度。(5)通常情况下，氧显-2价，氢显+1价，但在Na2O2、H2O2等过氧化物中氧显-1价，在NaH等碱金属氢化物，氢显-1价。(6)试剂瓶中药品取出以后，剩余药品不允许放回原试剂瓶，但取用后剩余的钠、钾等，应立即放回原瓶。(7)金属
