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1、碱金属碱金属本章内容概述本章知识在历届考题占有重要地位，所占比例一般不低于 4%，是历届高考重点考查的元素化合物知识，特别是 Na、Na2O2、NaHCO3、Na2CO3的结构与性质关系几乎年年有题.一、钠及其化合物的知识体系二、碱金属元素的递变规律元素名称：锂、钠、钾、铷、铯；元素符号：Li、Na、K、Rb、Cs原子序数：逐渐增大电子层数：逐渐增多原子半径：逐渐增大失电子能力：逐渐增强金属性：逐渐增强与氧气、氯气反应：逐渐越剧烈氧化物对应的水化物的碱性：逐渐增强第一节钠原子结构、元素性质的总结1.稀有气体元素，如氦、氖、氩等，原子的最外层都有 8 个电子(氦是 2 个)，是一种相对稳定的结构
2、。稀有气体元素的化学性质比较稳定，一般不跟其他物质发生化学反应。2.金属元素，如锂、钠、镁、铝等，它们原子的最外层电子的数目一般少于 4 个，是一种相对不稳定的结构。在化学反应中，金属元素的原子比较容易失去最外层电子而使次外层变成最外层，通常达到 8 个电子(锂是 2 个)的稳定结构，即金属元素的化学性质相对比较活泼。3.非金属元素，如氧、氟、硫、氯等，它们原子的最外层电子的数目一般多于或等于 4 个，也是一种相对不稳定的结构。在化学反应中，非金属元素的原子比较容易获得电子，也使最外层通常达到 8 个电子的稳定结构，即非金属元素的化学性质相对比较活泼。总之，元素的化学性质，跟它的原子的最外层电
3、子数目密切相关。或者说，元素的化学性质，主要是由它的原子的最外层电子数目所决定的。课本知识导学运用课本知识诠解重要提示1.钠的原子结构钠的原子结构示意图，钠原子最外层只有一个电子，次外层为八电子稳定结构。2.钠的物理性质钠是一种柔软，银白色，有金属光泽的金属，具有良好的导电、导热性，密度比水小，比煤油大，熔点低。3.钠的化学性质钠是一种非常活泼的金属，具有强烈还原性，在化学反应中作还原剂。(1)钠与非金属单质反应钠在常温下切开后表面变暗，是钠与氧气反应。4Na+O22Na2O(灰白色)钠在空气中或氧气中充分燃烧，生成淡黄色固体。2Na+O2 点燃Na2O2(常见黄色四物之一)，现象：钠剧烈燃烧
4、，火焰呈黄色，生成淡黄色固体。钠在氯气中燃烧、黄色火焰、冒白烟。2Na+Cl2 点燃2NaCl钠与硫反应，研磨爆炸。2Na+S 点燃2Na2S钠与氢气反应，生成固态离子化合物 NaH。2Na+H22NaH(2)钠与化合物反应钠与水反应，现象：浮、游、球、鸣、红。2Na+2H2O2NaOH+H2。(此反应很重要，近十年中曾四次考查该反应离子方程式正误判断)。4.钠在自然界的存在和主要用途(1)以化合态存在于自然界中，主要以 NaCl、Na2SO4、NaNO3、Na2CO3等形式存在。(2)钠的用途：制 Na2CO3；钠、钾的液态合金用于原子反应堆导热剂；做电光源；作强还原剂将某些稀有金属从它们的
5、卤化物中还原出来。1.最外层一个电子，次外层八电子的结构是一种不稳定结构，在化学反应中，易失去一个电子，而表现出强的还原性，从而钠单质有较强的还原性。2.软到可以用小刀切割。3.故钠要密封，隔绝空气保存。4.对热的稳定性 Na2O2Na2O5.Na2O2中阴离子为 O2-2，即两个氧原子共带两个单位负电荷，氧元素显-1 价。6.钠与水反应的每一现象对应钠相应的性质浮：钠的密度比水的密度小球：钠的熔点低，且低于 100，投入水中，熔成小球，反应放出大量的热游响：反应生成气体，产生摩擦音红：反应生成的 NaOH 是强碱，水溶液显碱性。7.钠在自然界只能以化合态的形式存在。基础例题点拨一拖二【例题
6、1】 下列关于钠的说法不正确的是()A.金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同B.钾钠合金通常状态下呈液态，可作核反应堆的导热剂C.钠的化学活泼性很强，少量的钠可保存在有机溶剂 CCl4中拖 1 下列关于金属钠的说法，哪种是错误的?()A.金属钠通常表面有一层氧化膜，所以表面发暗B.钠极易氧化，故平时保存D.将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块用锡箔包住，在锡箔上刺些小孔，然后放入水中，两者放出的 H2量相等。答案答案: CD(钠着火，如加大量水，钠与水剧烈反应，产生大量氢气，氢气也燃烧钠着火，如加大量水，钠与水剧烈反应，产生大量氢气，氢气也燃烧)【分析】因为：4Na+O22Na2
7、O2Na+O2 点燃Na2O2所以选项 A 是正确的。选项 B 亦是正确的，这是钠的重要用途之一。由于钠的性质很活泼，少量的钠通常保存在有机溶剂中以隔绝空气，但是，由于钠的密度很小，当把它放入密度比钠大的有机溶剂中时，钠将浮于液面上，达不到隔绝空气的保存目的，因此，必须将钠放在密度比它小的有机溶剂中，如煤油中，CCl4的密度比钠大得多，所以不能用以保存钠，故C 项是错误的。D 项亦是错误的，因为钠的密度比水小，它将浮在水面上，这样，就有少部分钠被氧气所氧化，可用锡箔包住的钠不会被氧气所氧化，所以后者放出的氢气多于前者。【解析】CD【例题 2】 下列反应的离子方程式正确的是()A.金属钠溶于水
8、Na+2H2ONa+2OH-+H2B.钠与 CuCl2溶液反应 2Na+Cu2+Cu+2Na+C.钠在空气中燃烧 4Na+O22Na2OD.钠与熔融 TiCl4共热 4Na+TiCl4Ti+4NaCl【分析】A.错误。离子方程式中的产物、反应物及元素原子数目都写对了，但方程式两边的电荷未配平。B.错误。由于钠具有较强的金属活动性，极易与水反应，在盐的水溶液中反应时，钠先与水反应生成NaOH，NaOH 再与盐反应。此题中产物应有 Cu(OH)2沉淀和 H2。C.错误。由于 Na 的金属活动性强，与氧气反应时，只有在缓慢氧化下生成正常产物，而在迅速氧化的条件(如燃烧)下生成过氧化物。钠与其他非金属
9、反应时生成正常产物。在煤油中C.钠着火时，应立即用大量水将火熄灭D.金属钠在自然界中可以游离态存在拖2 将 4.6g 金属钠投入到 95.6g 水中，得到溶液溶质的质量分数是()A.4.6%B.7.6%C.8%D.10%D.对。钠作为还原剂还可以制备其他稀有金属，但只能将钠与稀有金属的化合物混合共热，不能在水溶液中置换。答案答案: C(解此题并不难，但要注意几点：解此题并不难，但要注意几点：Na 投入水中立即反应，得到的溶质是投入水中立即反应，得到的溶质是 NaOH 溶液，所以此题溶液，所以此题是求生成的是求生成的 NaOH 的质量分数；另外反应中有气体的质量分数；另外反应中有气体 H2放出，
10、所以溶液的质量在反应后有改变，因而通过放出，所以溶液的质量在反应后有改变，因而通过方程式找出溶质的质量，再计算设生成方程式找出溶质的质量，再计算设生成 NaOH 和和 H2的质量分别为的质量分别为 x、y2Na+2H2O2NaOH+H2223g240g2g=4.6gxyx=24026 . 423=8gy=226 . 423=0.2gNaOH 质量分数质量分数=86 . 4 8+95.6-0.2100%=8%)【解析】D【例题 3】 将足量的钠投入 100g t的水中，恰好得到 t时的 NaOH 饱和溶液 111g，求投入的钠的质量。【分析】根据 2Na+2H2O2NaOH+H2及质量守恒可知，
11、在 100g 水中投入一定质量的 Na 以后，溶液质量增加 11g 是加入的钠与产生的 H2的质量差，所以此项可用差量法解。解：设投入的钠的质量为 x根据 2Na+2H2O2NaOH+H22m46g2g44gx(111-100)g所以有xg46=gxg114611.5【解析】投入钠的质量为 11.5g随笔：重难点突破重点难点易混点易错点方法技巧重点、难点1.钠与水反应钠与水反应，其实质是钠与水电离出的氢离子反应H2OH+OH-2Na+2H+2Na+H2总反应：2Na+2H2O2Na+2OH-+H2故所得溶液的质量为水的质量+Na 的质量-H2的质量，而小于水与钠的质量和。2.钠与酸的反应由于酸
12、溶液中 H+的浓度远大于与水中 H+的浓度，故钠与酸反应的速率远大于水与反应的速率，一般会发生燃烧甚至爆炸现象。2Na+2HCl2NaCl+H23.钠与盐的反应钠与盐溶液的反应：钠是很活泼的金属，在水溶液中不能置换其他金属阳离子，实质是先与水反应，生成的碱再与盐发生复分解反应。如将一小块钠投入到 CuSO4溶液中，现象跟钠与水反应的现象类似，但稍剧烈(CuSO4溶液显酸性)，并有蓝色沉淀生产。2Na+2H2O2NaOH+H22NaOH+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2总反应方程式：2Na+CuSO4+2H2OCu(OH)2+Na2SO4+H26Na+Fe2(SO4)3+6H2O2Fe(O
13、H)3+3Na2SO4+3H22Na+2NH4Cl2NaCl+2NH3+H2钠跟某些熔融金属卤化物的反应：钠是一种很强的还原剂，可以把钛、锆、铌、钽等金属从它们的卤化物里还原出来。例如：4Na+TiCl4熔融熔融4NaCl+Ti4.碱金属的氢化物碱金属能与 H2在适当温度下反应生成碱金属氢化物，它们都是离子化合物，其中氢以阴离子 H-形式存在，氢显负价。2Na+H22-=2NaH氢化钠是一种 H2发生剂NaH+H2ONaOH+H2(-1 价氢与+1 价氢归中)随笔：随笔：易混易错点1.钠与氧气反应的产物问题钠与氧气反应的生成物可能为 Na2O，也可能为 Na2O2，什么情况下生成 Na2O2，
14、什么情况下生成 Na2O2?一与条件有关?二与 O2的量有关。在空气中，点燃的条件下，生成 Na2O2；常温下生成 Na2O，然后 Na2O 与空气中水蒸气反应生成NaOH，而 NaOH 易潮解而吸水变成 NaOH 溶液，NaOH 又与 CO2反应生成 Na2CO310H2O。在干燥的氧气中，常温下，钠先被氧化成 Na2O，若氧气过量，则 Na2O 继续氧化生成 Na2O2。2.钠与盐溶液的反应同学们知道钠与水反应的本质是与水电离出的 H+反应，即水电离出的 H+将 Na 氧化成 Na+，那么将 Na 投入到 CuSO4溶液中，同学们认为 Cu2+的氧化性比 H+强，Cu2+应优先 H+被还原
15、，而生成铜单质，而实验事实告诉我们，没有铜沉淀产生，而是产生大量的气体和蓝色沉淀，这是因为在 CuSO4溶液中水分子的量远大于 Cu2+离子的量，即 Na 与水接触机会远大于与 Cu2+离子接触的机会，从而 Na 与水生成 H2和NaOH，生成 NaOH 又与 CuSO4反应生成 Cu(OH)2沉淀。即 Na 不可能将不活泼的金属从其盐溶液中置换出来。但在熔融盐中投入钠，如熔融的 TiCl4中投入钠，则可以置换出 Ti 单质。拖 3 一小块钠在空气中久置后，质量变为原来的 62/23 倍，久置后其成分为()A.Na2CO3B.Na2O2C.NaOHD.Na2CO3H2O答案: D(设原钠块的质
16、量为 23g，则增加的质量为 39g，若为 Na2O2则增重 16g，若生成 NaOH，则增重17g；若生成 Na2CO3则增重 30g，若生成 Na2CO3H2O 则增重 39g)拖 4 在加热条件下 NaNO2和 Na 作用可制得氧化钠，同时有 N2生成。反应化学方程式是_。说明不能用金属钠在氧气中燃烧而可以采用上述方法制氧化钠的原因是_。答案答案: 2NaNO2+6Na2-4Na2O+N2因为因为 Na 在在 O2中燃烧时得到的是中燃烧时得到的是 Na2O2而不是而不是 Na2O；用这种方法得到；用这种方法得到的是的是 N2和和 Na2O，N2可将可将 Na2O 与空气隔开，避免与空气隔开，避免 Na2O 被氧化。被氧化。拖 5 将一小块钠投入到 FeCl3溶液中生成物有()A.Fe2+B.FeC.Fe(OH)3D.O2答案答案: C(钠投入
