2012高考碱金属元素复习

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1、碱 金 属,如皋市第一中学 吴 健,碱 金 属,复习目标 1、掌握Na及其化合物Na2O、Na2O2 、NaOH 、 Na2CO3 、NaHCO3的性质。 2、掌握Na及其化合物的相关实验及现象。 3、掌握与Na及其化合物的相关的计算。 4、从原子的核外电子排布，理解碱金属元素单质及化合物的相似性和递变性。 5、了解碱金属离子的检验方法、焰色反应。,一、钠,1.钠的结构,钠是质软,银白色,易传热导电，熔点低， 密度比水小的固体。少量钠保存在煤油里。,药品保存问题： 1.根据药品的性质选择是否密闭。密闭的方法常采用试剂瓶用塞、水封、油封等。 2.瓶的选择：集气瓶、广口瓶、细口瓶、棕色瓶、滴瓶等。

2、 3.塞的选择：胶塞、玻璃塞等。,2.钠的物理性质,3.钠的化学性质：名P31-32,钠与某些非金属单质的反应:如O2,钠与水的反应:实验过程、现象、方程式, 钠与酸的反应,钠与盐溶液的反应, 钠与某些有机物的反应：含OH,4.钠的保存、制取及用途： 名P32,5.钠与水反应的实验问题探究,问题1：请设计尽可能多的实验，完成钠与水的反应实验，并验证产物。,问题3：请设计完成钠与水的反应实验，要求产生氢气必须缓慢并验证产物。,问题2：请利用钠与水反应设计喷泉实验，要求喷出红色喷泉。,问题4：请利用钠与水的反应设计测得钠的相对原子质量的最简便实验，要求不测气体体积。还有其他的实验方法吗？想想看。,

3、问题1的实验设计方案,方法1,方法2,方法3,问题2的实验设计方案,实验步骤及现象:在广口瓶内加适量蒸馏水和2滴酚酞试液,如图2装置好仪器。在广口瓶胶塞的大头针上扎一块比豆粒略大的金属钠,立即盖上胶塞,，接着形成美丽的红色喷泉。同时可看到钠与水剧烈反应，钠熔化成小球,在水面上四处游动。喷泉可维持半分钟。,问题3的实验设计方案,实验说明： 1.分液漏斗中加入水的体积必须大于烧瓶容积的一半，这样流入烧瓶的水与原烧瓶中的煤油充满烧瓶，保证烧瓶中的空气被完全排开，不会给氢气的点燃带来意外事故。 2.烧瓶中煤油的体积不要超过烧瓶容积的一半，并且分液漏斗末端必须恰好接触煤油液面，目的在于：确保煤油能被完全

4、压回漏斗。保证烧瓶中保持一定体积的水。,问题4的实验设计方案,问题1：实验中不用测量产生氢气的体积，就可以得到钠的相对原子质量。请问实验中应该测量那些数据？,问题2：干燥管的作用是什么？若不用，测得的钠的相对原子质量比实际值大还是小？,二、钠的氧化物 实验及说明,Na2O与Na2O2的十大差异：,1.颜色差异： Na2O为白色固体， Na2O2为淡黄色固体,2.结构差异： Na2O和Na2O2都为离子化合物，但Na2O中含有O2-，而Na2O2中含有O22-，过氧根离子。,3.氧元素价态差异： Na2O中O为2价，Na2O2中O为1价。,4.稳定性差异： Na2O不稳定，能继续与氧气反应生成N

5、a2O2，Na2O2比较稳定。,5.属类差异： Na2O属于碱性氧化物，Na2O2不是碱性氧化物，属于过氧化物。,6.化学性质差异： 与水反应：Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2（标方向、数目） 与CO2反应：Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 与酸的反应： Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2 对比以上反应，主要有二方面差异： 反应产物差异，Na2O2参加的反应中有O2产生； 反应类型差异， Na2O参与的反应为非氧化还原反应。,Na2O2与水反应的实验探究问题,问题

6、1：设计实验验证过氧化钠与水反应的产物。,问题2：用脱脂棉包住0.2g Na2O2粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉燃烧起来。 由上述实验现象得出的结论是 。 请设计实验以证明上述结论。,过氧化钠与水反应系列实验的研究报告,重要说明,1.实验8可知道H2O2能将酚酞的分子结构氧化破坏，使得酚酞的红色从反应体系中消失，且这种结构的破坏是不可逆的。因此，不能用酚酞试液像检验钠跟水反应有氢氧化钠生成那样，来检验过氧化钠和水反应有氢氧化钠生成。若要进行这样的验证，必须先加催化剂MnO2直到无气体产生，静置后取上层清夜再滴加酚酞，才能获得稳定红色溶液-表示有NaOH生成。,2.石蕊的分子

7、结构比酚酞分子结构稳定； 3.H2O2的氧化性在加热时比常温下强； 4.Na2O2与水的反应中，以生成H2O2的反应为主。 5.酚酞在稀碱性溶液中才稳定显红色，在浓碱溶液中显红色后又褪色。过氧化钠与水作用后滴加少许酚酞变红后褪色，原因是反应生成的H2O2的漂白作用和所得的碱液较浓两种因素的影响。,7.氧化还原差异： Na2O一般不表现氧化性，但有一定还原性如： 2Na2O+O2=2Na2O2；Na2O2主要表现氧化性（也就是H2O2的氧化性）由于过氧化钠有强氧化性，熔融时遇到棉花、碳粉或铝粉会发生爆炸，所以应小心使用。,8.漂白作用的差异： Na2O无漂白作用， Na2O2是漂白剂，能漂白织物

8、、麦秆、羽毛、品红、酚酞等。,9.制法差异：金属钠常温下跟空气里的氧气反应生成 Na2O钠在空气中受热后燃烧生成 Na2O2。,10.用途差异： Na2O用途不广泛， Na2O2用途比较广泛，可做供氧剂、漂白剂、杀菌剂、消毒剂等。,三、碳酸钠和碳酸氢钠,1.俗名差异：Na2CO3俗名纯碱、苏打、洗涤碱、天然碱等；NaHCO3俗名小苏打。,2.溶解性差异：二者均溶解于水，但Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的。 问题：往饱和氢氧化钠溶液、饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2后有什么现象？原因？,3.水解程度差异：二者均为弱酸盐，水解使溶液显碱性，但Na2CO3水解程度大于NaHCO3的。水解原

9、理应用如泡沫灭火剂、去油污等。,4.热稳定性差异：Na2CO3很稳定，一般不分解；NaHCO3不稳定，受热分解。,5.与酸反应速率差异：二者都能与酸反应 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 从反应过程看：CO32-HCO3-H2CO3H2O+CO2因此跟相同浓度的强酸反应产生CO2的速率NaHCO3大于Na2CO3的。因此泡沫灭火剂常用NaHCO3。,6.与碱反应差异：Na2CO3不能与碱发生中和反应，NaHCO3中含有没完全中和的H+，故能继续与碱反应。HCO3-+OH-= CO32-+H2O,7.与石灰水等溶液反应差异：它们均

10、能与石灰水、 Ba（OH）2溶液反应，现象相同，但反应产物有差异， NaHCO3与石灰水、 Ba(OH)2溶液还涉及量的问题,8.与CaCl2或BaCl2等溶液的反应差异：分别向Na2CO3和NaHCO3的溶液中加入CaCl2或BaCl2溶液， Na2CO3溶液产生沉淀，但NaHCO3很难产生沉淀。故常用加入与CaCl2或BaCl2等溶液的方法鉴别Na2CO3和NaHCO3,9.用途差异：Na2CO3广泛用于玻璃、制皂、造纸、纺织等工业及生活中的洗涤剂；NaHCO3用于泡沫灭火剂、发酵粉及医疗上中和胃酸过多。,碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别：,1、利用热稳定性不同；分别加热少量固体，若发生分解反应，将

11、产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊的是碳酸氢钠，另一个是碳酸钠。 2、利用和酸反应的速率不同：分别取一定量的固体，加入等浓度等体积的盐酸，反应快，产生气体相应多的是碳酸氢钠，另一个是碳酸钠。 3、利用阴离子不同：分别取其稀溶液，滴加氯化钡稀溶液或氯化钙溶液，产生沉淀的为碳酸钠，另一是碳酸氢钠。 4、利用溶液的酸碱性：测其稀溶液（0.1molL）的pH值，碳酸钠溶液pH在12左右，而碳酸氢钠溶液pH在8左右。,俗名：烧碱、火碱、苛性钠 物理性质：易潮解、具有强腐蚀性的白色固体 化学性质： 具有碱的通性：与酸碱指示剂、酸性氧化物、两性氧化物及两性氢氧化物、酸、盐（正盐和酸式盐）反应 （与盐反

12、应,如:NH4+、Al3+、HSO3-、HCO3-、H2PO4-） 与某些非金属单质反应：P、X2、S、Si等 与有机物反应：苯酚、羧酸、氨基酸反应；卤代烃的水解、消去反应；酯的水解（皂化反应）,四、氢氧化钠,NaOH的保存：NaOH固体：密封（防止其吸水和二氧化碳气体）NaOH溶液：瓶口用橡皮塞而不用玻璃塞碱腐蚀玻璃 2NaOHSiO2Na2SiO3H2O NaOH固体的称量：将其放在烧杯内，快速称量。 氢氧化钠固体易潮解，所以可以做干燥剂，常用它与氧化钙一起制成碱石灰，做碱性干燥剂,(7)氢氧化钠的制法：常用电解饱和食盐水的方法2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2石灰纯碱法(饱和Na2

13、CO3溶液与石灰粉末)Na2CO3Ca(OH)2CaCO32NaOH,电解,五、工业制纯碱的方法侯氏制碱法：,基本原理：利用NaHCO3在常见可溶盐中溶解度较小 的特点。先制得NaHCO3，再加热分解制得Na2CO3,基本步骤：制得饱和食盐水,通入足量NH3,得饱和氨盐水,通入足量CO2,析出NaHCO3晶体,总反应：,NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3,2NaHCO3,Na2CO3CO2+H2O,六、钠的其他化合物,它们原子半径的变化规律是：它们还原性的变化规律是：它们熔点、沸点的变化规律是：它们的密度的变化规律:,原子半径逐渐增大,1、碱金属元素的变化规律（按Li、

14、 Na、 K 、Rb 、Cs 的顺序）,还原性逐渐增强,熔点、沸点逐渐降低,七、碱金属元素,密度呈增大趋势,2、碱金属的相似性和递变性结构的相似性和递变性 相似性： 最外层只有一个电子，在化学反应中容易失去一个电子，形成+1价的离子。递变性：电子层数： LiNaKRbCs 原子半径: LiNaKRbCs碱金属的物理性质相似性：银白色（铯略带金色）;硬度小;密度小;熔点低;导热、导电递变规律：从锂到铯密度增大趋势（但钾反常）熔点、沸点逐渐降低,化学性质：从锂到铯，碱金属随着核电荷数增多，原子半径增大，失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强：LiNaKRbCs均为活泼金属，是强还原剂。能与水剧烈反应，

15、生成氢氧化物和氢气， 从锂到铯与水反应越来越剧烈，对应的碱的碱性越来越强LiOHNaOHKOHRbOHCsOH 。 在空气中迅速被氧化从锂到铯反应越来越剧烈，生成物越来越复杂： 锂：氧化物 钠：氧化物；过氧化物 钾、铷、铯：比过氧化物更复杂的氧化物。,金属性逐渐增强,结论,遇水立即燃烧，爆炸,遇水立即燃烧，爆炸,轻微的爆炸，生成H2,剧烈，生成 H2,剧烈，生成 H2,与H2O反应,遇空气立即燃烧，生成更复杂的氧化物,遇空气立即燃烧，生成更复杂的氧化物,燃烧更剧烈，生成比过氧化物复杂的氧化物：KO2,点燃，剧烈燃烧，生成Na2O2,反应不如钠剧烈，生成Li2O,与O2反应,Cs,Rb,K,Na

16、,Li,3、焰色反应,某些金属或其化合物在灼烧时，使火焰呈现特殊的颜色。这在化学上叫做焰色反应。,（1）用途：检验金属和金属离子的存在（2）实验操作要点洗、烧、蘸、烧、洗、烧（3）记住：钠焰色反应颜色：黄色。钾（透过蓝色钴玻璃）焰色反应颜色： 紫色。,注意点： 做焰色反应可以是适用金属单质或它们的化合物（不是任何金属元素都有焰色反应）。 一般钠盐、钾盐易溶于水，且水溶液又是无色，因此不能通过沉淀反应而常常利用焰色反应来检验K+、Na+的存在。 属于物理变化（也伴随有化学变化）。 每次试验完后，为什么都要用盐酸洗净铂丝（或光洁的铁丝或镍、铬、钨丝）， 并在火焰上灼烧到没有颜色为止？ 在观察钾的火焰颜色时，为什么要隔着蓝色的钴玻璃？,