一硷金属讲课资料

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1、第二章,鹼金屬,一鹼金屬：,鹼金屬元素,這六種元素的原子最外層都只有一電 子，在反應時很容易失去該電子， 因些，它們都是非常活潑的金屬，化 學性質活潑。由於它們的氧化物的水化物都是可溶于水的強鹼，因此，又將它們統稱為鹼金屬元素。,第一節,鈉,二鈉的性質：,實驗準備：,金屬鈉、小刀、濾紙、水、酚酞、酒精燈、 硫酸銅溶液、石棉網、鐵架台等。,(一)鈉的物理性質：,金屬鈉具有銀白色的金屬光澤，是熱的良導體。 金屬鈉很軟，密度是0.97g/cm3，比水的密度小 熔點是97.81，沸點是882.9,切割金屬鈉,1. 與非金屬單質反應,(1) 與O2反應,新切開的金屬鈉的斷面是銀白色的，但在 空氣中因與O

2、2化合為白色Na2O而使其表 面變暗。,4Na + O2 = 2Na2O,(二)鈉的化學性質：,金屬鈉在空氣中燃燒,2Na + O2 = Na2O2,點燃,金屬鈉在空氣中或純O2中燃燒，發出黃色 火焰，生成淡黃色固體(Na2O2)。,(2) 與S反應,鈉與S在研磨下會直接化合生成Na2S，且 發生爆炸。,2Na + S = Na2S,(3) 與Cl2反應,鈉在Cl2中燃燒有NaCl生成。,鈉在Cl2中燃燒,現象：有白色的煙，黃色火焰,2. 與水反應：,鈉與水反應,觀察現象並回答以下問題：,(1) 鈉與水應有什麼現象?,(2) 為什麼有這些現象?,(3) 判斷反應有那些產物?,(4) 應如何儲存

3、金屬鈉?,(5) 該反應是氧化還原反應嗎?若果是，請指 出氧化劑和還原劑，並標出電子轉移的方 向和數目。,實驗現象與分析：,(1) 金屬鈉浮在水面上,(2) 熔化成閃亮小球,(3) 小球在水面游動， 並發出嘶嘶聲響,(4) 滴加酚酞變紅色,鈉的密度小于1，比水 還輕,鈉的熔點較低，反應 放的熱能使其熔化。,因為有氣體(H2)生成， 並受氣流推動。,有鹼(NaOH)生成。,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2,化學方程式：,離子方程式：,2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH- + H2,金屬鈉的儲存：,在實驗室通常將鈉保存在煤油裡,3. 鈉與鹽溶液反應,鈉與硫酸銅溶液反應,觀

4、察現象並回答以下問題：,(1) 培養皿中有沒有紅色的金屬銅?,(2) 反應中有那些產物?,實驗現象與分析,(1) 有藍色沉澱生成,(2) 小球在水面游動， 並發出嘶嘶聲響,生成了Cu(OH)2,有H2生成,化學方程式：,2Na + 2H2O = 2NaOH + H2,2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2 + Na2SO4,離子方程式：,2Na + 2H2O + CuSO4 = Cu(OH)2 + H2 + Na2SO4,2Na + 2H2O + Cu2+ = Cu(OH)2 + H2 + 2Na+,三. 金屬鈉的保存、鈉元素的存在及用途,金屬鈉應保存在煤油中，與空氣和 水隔絶。因為N

5、a的密度大于煤油密 度,且Na不與煤油反應。,1. 保存：,2. 存在：,鈉元素只能以化合態形式存在于自 然界中。如：NaCl、Na2CO3等。,(1) 制取過氧化鈉作供氧劑; (2) 作還原劑，制鈦、鋯、鈮等; (3) 用于電光源(如高壓燈)。,3. 用途：,第二節,鈉的化合物,鈉的化合物很多，用途廣泛，主要有以下 幾種：,1鈉的氧化物：,Na2O,、,Na2O2,2鈉的氫氧化物：,3鈉鹽：,NaOH,NaCl,Na2CO3,NaHCO3,、,、,一.氧化鈉(Na2O)和過氧化鈉(Na2O2),(一) 過氧化鈉：,1. 物理性質：淡黃色的固體物質,2. 化學性質：,(1) 與水反應：,過氧化

6、鈉與水反應(P.32圖2-7和圖2-8),實驗準備：試管、過氧化鈉、水、酚酞、 帶火星木條、滴管,觀察現象並回答問題：,1. 有什麼現象發生?,2. 為什麼會有這些現象?,3. 判斷有哪些產物生成?,4. 該反應是氧化還原反應嗎?若果是，請指 出氧化劑和還原劑，並標出電子轉移的方 向和數目。,實驗現象和分析：,有氣泡，且使帶 火星的木條復燃,(2) 滴入酚酞變紅 且紅色會褪去,生成了氧氣,有鹼(NaOH)生成,且 過氧化鈉有漂白作用,(3) 棉花燃燒,是放熱反應,由此可見，過氧化鈉與水反應生成NaOH和 O2，且該反應是一個放熱反應。Na2O2是強氧 化劑，可作漂白劑。,電子轉移情況：,2Na

7、2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2,-e-x2,+e-x2,可見Na2O2既是氧化劑，又是還原劑,化學方程式：,離子方程式:,2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2,2Na2O2 + 2H2O= 4Na+ + 4OH- + O2,2Na2O2 + 4H2O = 2H2O2 + 4NaOH,2H2O2 = 2H2O + O2,總反應式：,-1,-2,0,(2) 與CO2反應,過氧化鈉與CO2反應,觀察現象並回答問題：,1. 有什麼現象發生?,2. 判斷有哪些產物生成?,實驗現象和分析：,棉花燃燒,有氧氣生成，並且該反應為 放熱反應,化學方程式：,2Na2O2 + 2CO

8、2 = 2Na2CO3 + O2,由此可見，過氧化鈉是一種供氧劑,氧化鈉與過氧化鈉的對比,鹼性氧化物,過氧化物,白色固體,淡黃色固體,2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2,Na2O + H2O = 2NaOH,Na2O + CO2 = Na2CO3,2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2,無,有,制NaOH,作供氧劑和漂白劑,密封干燥,密封干燥,一. 根據差量信息計算:,1.將碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物共150克, 加熱到質量 不再減少為止, 冷卻后稱量剩餘固體物質量為119克, 計算原混合物中碳酸鈉的質量分數,分析: 加熱后,固體物質質量減少的原因是生成的CO

9、2 氣體及H2O(氣)逸散到空氣中, 故固體物質質量的減少 量即為生成的CO2及H2O的質量.,解: 設原混合物中NaHCO3的質量為X克,2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2+ H2O,m減,168g 106g 44g 18g 44 + 18 = 62 X 150 119 = 31g,解得 X = 84g w (Na2CO3)= (15084)/150 = 44 % 答: (略),2.將氫氣通入盛有10克氧化銅的試管中, 加熱一段 時間後得到固體物質8.4克, 計算: 參加反應的氧化銅 的質量及生成的銅的質量.,分析: 加熱后,固體物質質量減少的原因是生成H2O(氣) 逸散到空氣中,

10、 故固體物質質量的減少量即為生成的 H2O中氧的質量,解: 設參加反應的CuO為X克, 生成Y克Cu,H2 + CuO = Cu + H2O ,m減,80g 64g 18g 80 - 64 = 16g X Y 10 - 8.4 =1.6g,解得: X= 8g Y= 6.4g,答: (略),3. 將一塊鐵放入100克CuSO4溶液中, 待CuSO4全部 反應完之後, 固態物質的質量增加1克. 計算原CuSO4 溶液中CuSO4的質量分數,分析: 固體物質質量增加的原因是1摩Fe置換出1摩Cu, Cu的摩爾質量大于Fe, 故固體物質的質量增加 解: 設原CuSO4溶液中CuSO4的質量分數為w,C

11、uSO4 + Fe = FeSO4 + Cu,m增,160g 56g 64g 64 - 6= 8 g 100 w 1g,解得: X=0. 2= 20% 答: (略),第三節,鹼金屬元素,一.鹼金屬元素的原子結構和鹼金屬的性質,1.鹼金屬元素的原子結構,Na,Rb,Cs,K,Li,2 8 1,2 1,2 8 8 1,2 8 1 8 8 1,2 8 1 8 1 8 8 1,2. 原子結構的相似及遞變性,(1) 原子最外層均為1個電子 (2) 核電荷數由Li Cs逐漸增大 (3) 電子層數逐漸增多 (4) 原子半徑逐漸增大,3. 鹼金屬元素的化學性質的相似及遞變性 (1) 由於最外層電子數相同，所以

12、具有 相似的化學性質; 例如都能與非金 屬、氧氣、水等物質起反應，化合 物中均顯 +1價。鹼金屬單質與水 反應都生成相應的鹼(MOH)和氫氣。,(2) 由於原子半徑逐漸增大，化學性質 也有遞變性；例如: a)元素的金屬性逐漸增強; b) 單質的還原性逐漸增強; c) 單質與非金屬反應劇烈程度逐漸增強; d) 單質與水反應劇烈程度逐漸增強; e) 單質與氧氣反應的生成的產物不同; Li + O2 = Li2O Na + O2 = Na2O2 f) 最高價氧化物對應水化物(MOH)的鹼性逐 漸增強;,點燃,點燃,Li、Na、K與水反應,觀察實驗並回答問題： 比較Li、Na、K三種單質的硬度 (2)

13、 比較Li、Na、K三種單質與水反應 的劇烈程度，並比較它們的熔點高低,現象分析： 由Li 到K的硬度逐漸減小; 由Li到K與水反應逐漸劇烈， 它們的熔點逐漸降低。,4. 鹼金屬的物理性質的相似及遞變性,Li,Na,K,Rb,Cs,由表所得，物理性質也具有相似及遞 變性： 均為銀白色( 銫略帶金色)，柔軟； 密度逐漸增大，但鈉、鉀反常； (鋰是最輕的金屬) (3)單質熔、沸點逐漸降低； (4)鹼金屬一般保存在煤油中，但鋰的密 度比煤油小，故保存在液態石蜡中。,逐漸降低,逐漸降低,逐漸增多,金屬性逐漸增強,二.焰色反應 某些金屬或它們的化合物在灼燒 時都會使火焰呈現出特殊的顏色，這 種現象稱為焰

14、色反應。 多種金屬具有焰色反應，如：鋰、鉀、鈉、 銣、鈣、鍶、銅、鋇等。,第二章,鹼金屬,金屬鈉與鈉的化合物 分組實驗指引,實驗一：金屬鈉與水反應,向一盛有半杯自來水的小燒杯裡滴入幾 滴酚酞試液，然後把一小塊金屬鈉投入 小燒杯中,並用玻片蓋住燒杯。觀察反應 的現象和溶液顏色的變化。,回憶該反應的化學方程式,實驗二：金屬鈉與硫酸銅溶液反應,向一盛有硫酸銅溶液的小燒杯裡，加入 小量蒸餾水稀釋，然後把一小塊金屬鈉 投入小燒杯,並用玻片蓋住燒杯。觀察反 應的現象,溶液中有沒有紅色的銅生成。,回憶該反應的化學方程式,實驗三：過氧化鈉與水反應,1.取一潔淨試管加入少量的Na2O2固體， 向試管中加入少量水

15、，用帶火星的線香 放在試管口，檢驗生成的氣體，再向試管 中加入23滴酚酞,觀察現象。,2.向不銹鋼小碟中加入少量Na2O2固體， 再鋪上一薄層棉花，再在棉花上加小量 Na2O2固體,用滴管滴加幾滴水在Na2O2上, 觀察發生的現象。,回憶該反應的化學方程式,實驗四：過氧化鈉與二氧化碳反應,向不銹鋼小碟中加入少量Na2O2固體， 再鋪上一薄層棉花，再在棉花上加少量 Na2O2固體,將二氧化碳發生裝置中生成的 二氧化碳由導氣管輸送到Na2O2固體上， 觀察反應現象。,回憶該反應的化學方程式,實驗五：碳酸氫鈉受熱分解,把盛有少量NaHCO3的試管固定在鐵架台 的鐵夾上(注意試管口要稍向下傾斜)，用 帶導管的膠塞塞緊試管，並將導管插入盛 有澄清的石灰水的小燒杯中,然後加熱試管 觀察澄清的石灰水是否變混濁.試管壁上 是否有水珠.反應完畢要先移走燒杯後撤燈. 回憶該反應的化學方程式,