碱金属元素知识点拨(讲稿及文字脚本)碱金属元素重要涉及锂、钠、钾、铷、铯、钫六种元素,由于它们的氧化物相应的水化物是可溶于水的碱,所以通称为碱金属(请默记这六种元素的元素符号:Li、Na、K、Rb、Cs、Fr)它们原子的最外层上都只有一个电子,在化学反映中易失去,而成为带一个单位正电荷的阳离子,它们的原子半径比同周期其它元素的原子半径大,因此,它们都是很活泼的金属元素本章的重点是钠及其化合物,因此,我们以钠元素为主线来概括性地复习本章的重要知识点一、钠与正一价氢的有关反映在金属钠的有关性质中,重要的是钠与正一价氢的有关反映,如:钠与水反映、钠与(非氧化性)酸反映、钠与盐溶液反映、钠与某些具有活泼氢的有机物反映等下面,我们对这些反映进行进一步的剖析1、钠与水的反映2Na+2H2O===2NaOH+H2↑提问1:你能不久写出该反映的离子反映方程式吗?2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑提问2:你能运用化学平衡的知识解释钠是如何与水反映的吗? 〔水的电离平衡移动H2O+H2O<==>H3O++OH-〕提问3:你能联想到其它金属或非金属与水的反映并也能用上面的理论解释吗?如:镁与热水反映;铁与水蒸汽反映; 硅与碱的水溶液反映;铝与碱的水溶液反映等。
Mg+2H2O(沸水)===Mg(OH)2+H2↑(注意:Mg(OH)2后不要打↓)3Fe+4H2O(水蒸汽)===Fe3O4+4H2 (注意:在H2后不要打↑)小结:金属与水反映的规律: K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 与冷水反映置换出氢 加热或与水蒸汽反映置换出氢 不能置换水中的氢 注意:铜与浓盐酸反映也许生成氢气由于会生成稳定的四氯合铜离子请据此写出反映方程式反映式为:Cu+4HCl(浓)== H2[CuCl4]+H2↑) 提问4:你能从本质上理解以上反映中金属或非金属与生成的氢气的物质的量之比吗?其本质是:金属或非金属给出一个电子就生成一个氢原子规定:请熟记其它金属与水(或与(非氧化性)酸)反映时金属与生成的氢气的物质的量之比和质量之比等如:钠:氢气=2:1(物质的量之比);23:1(质量之比)铁:氢气=1:1; 28:1(这是与酸反映时的情况,与水反映呢?)镁:氢气=1:1; 12:1锌:氢气=1:1; 32.5:1铝:氢气=2:3; 9:1硅:氢气=1:2 7:1(要做到:能从电子得失的本质去理解性地记忆,并在实际解题中能得心应手地运用)拓展:钠与液氨的反映:2Na+2NH3(l)===2NaNH2+H2↑(假如液氨可以与水类比的话,请你用化学平衡来解释此反映)(NH3+NH3== NH4++NH2- NH4++ NH4+==2 NH3+H2↑)2、与酸(重要指非氧化性酸)的反映:钠局限性,则反映为:钠与酸直接反映。
2Na+2H+==2Na++H2↑ 钠过量,则反映为:钠先与酸反映,再与水反映3、与盐溶液反映:提醒:先考虑钠与水反映生成氢氧化钠,再考虑氢氧化钠是否与盐反映练习:请预见下列反映的重要现象,并写出也许的反映方程式规定:(请先在草稿纸上练习,再点击各按钮进行比较)a、将适量金属钠投入氯化钠的稀溶液: (有无色无味的气体产生)b、将适量金属钠投入饱和的氯化钠溶液: (尚有晶体析出)c、将适量金属钠投入氯化铵溶液: (尚有刺激性气味的无色气体产生)d、将适量金属钠投入硫酸铜溶液:(尚有淡蓝色的絮状沉淀和少量黑色物质生成)e、将适量金属钠投入氯化铁溶液: (尚有红褐色沉淀产生) (将每个题制成按钮,点击时弹出如下内容:演示实验、现象描述、反映方程式、答案分析)a、2Na+2H2O===2NaOH+H2↑(分析:只与水反映)b、2Na+2H2O===2NaOH+H2↑(分析:溶剂减少且新产生了Na+,使氯化钠晶体析出)c、2Na+2NH4Cl+2H2O===2NaCl+2NH3↑+H2↑(分析:新生成的碱与NH4+反映产生NH3)d、2Na+CuSO4+2H2O===Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑(分析:新生成的碱与铜离子反映)提问:黑色物质也许是什么呢?(氧化铜。
是由具有不稳定性的氢氧化铜受热分解而成)提问:在金属活动顺序表中,前面的金属(总)能将后面的金属从其盐溶液中置换出来,对吗?(不要“总”字,还可认为对,但假如要“总”字,则就不对了e、6Na+2FeCl3+6H2O===6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑(分析:新生成的碱与铁离子反映)4、与某些有活泼氢的有机物反映:钠与乙醇的反映:2Na+2C2H5OH==2C2H5O Na+ H2↑ 钠与苯酚的反映:2Na+2C6H5OH==2C6H5O Na+ H2↑钠与醋酸的反映:2Na+2CH3COOH==2CH3COO Na+ H2↑(将它们与水的反映进行对比:反映的快慢、反映物的结构、反映产物的碱性强弱等)钠与乙醇的反映比钠与水的反映要慢得多,此外两个都要比与水反映快假如你是化学高手,你可从反映物的结构角度进行分析(如:乙基是斥电子基团等),进而,你可以从盐类水解的角度来比较氢氧化钠、乙醇钠、苯酚钠和醋酸钠的碱性强弱,试试吧!不难的!(提醒:先将水、乙醇、苯酚和醋酸等都看作是可电离出氢离子的酸,再将生成的产物都看作相应酸的钠盐,如:将氢氧化钠看作是水的盐,将乙醇钠看作是乙醇的盐等,就可以了啊!再问:假如将碳酸氢钠、碳酸钠放到以上钠盐中进行碱性强弱的比较呢?) (因HCO3-相应的酸是H2CO3,其酸性比醋酸弱,但比苯酚强,所以NaHCO3的碱性就比醋酸钠强,比苯酚钠弱。
而CO32-相应的酸为HCO3-,其酸性比苯酚弱,比水强,所以,Na2CO3的碱性比苯酚钠强,比氢氧化钠弱规定:请熟记常见弱酸的强弱顺序)因此,以上钠盐的碱性从强到弱的顺序为:乙醇钠>氢氧化钠>碳酸钠>苯酚钠>碳酸氢钠>醋酸钠)二、过氧化钠的有关性质钠的氧化物有氧化钠(Na2O 式量为:62)和过氧化钠(Na2O2 式量为78与氢氧化铝的式量相同,其电子式为:Na+[:O:O:]2-Na+)氧化钠是典型的碱性氧化物,为白色固体,它能与水剧烈化合生成氢氧化钠而过氧化钠是淡黄色固体,它有许多特殊的性质,如:能与水、二氧化碳分别反映,放出氧气;具有强氧化性;具有漂白性等1、Na2O2与水、二氧化碳的反映2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO2== 2Na2CO3+O2(不能用气体符号思考:为什么?由于在反映物中有气体物质CO2,新生成的气体O2没能脱离整个反映体系,仍和反映物混在一起思考:以上两个反映的实质是什么,你清楚吗?其实质是:在过氧根离子内的两个负一价的氧原子之间发生了电子的转移一个负一价的氧原子得到一个电子被还原为负二价的氧离子而进入碱或盐中,另一个负一价的氧原子因失去一个电子而被氧化为0价的氧原子,其后,它与另一过氧根离子产生的氧原子结合,从而生成氧气。
练习:请你熟记以上两个反映方程式的系数比,要达成得心应手的限度2:2:4:1);(2:2:2:1)一个共同点是:2mol Na2O2都能产生1mol的O2即:2mol Na2O2∽2mol CO2 (或H2O) ∽1mol的O2 牢记:关系式法很重要啊!提高:当水以气体形式参与反映时,如运用差量法进行有关计算,则以上两个反映可进一步化简为:(注意:这是假想的反映): Na2O2+H2==2NaOH(方程式两边同时去掉两个氧原子后,方程式系数同时除以2) (相称于一个气态的水分子通过时,被Na2O2拉住了两个氢原子,跑了一个氧原子,即每1摩尔Na2O2(78克)参与反映时,固体物质可增长2克)Na2O2+CO== Na2CO3(方程式两边同时去掉两个氧原子后,方程式系数同时除以2)(相称于一个CO2分子通过时,被Na2O2拉住了一个碳原子和一个氧原子,只跑了一个氧原子,即每1摩尔Na2O2(78克)参与反映时,固体物质可增长28克(相称与CO的式量)) 注意:用差量法进行的其他有关计算也可灵活运用类似方法,如硫铁矿的氧化等(自己试着练习将其化简为:4FeS2==2Fe2O3+5O2(或S)↑。
注意:其中一个O2分子(式量32)相称于一个S原子(式量也为32))2、Na2O2的强氧化性提醒:对Na2O2的强氧化性,我们可以作这样的理解,相称于Na2O2先发生岐化,生成Na2O和O2后,O2再和还原性物质作用(虽然不一定符合事实)练习:请预见下列反映的重要现象,并写出也许的反映方程式规定:(请先在草稿纸上练习,再点击各按钮进行比较)a、将适量的Na2O2多次少量地缓慢投入到FeCl2溶液中; b、将适量的Na2O2多次少量地缓慢投入到氢硫酸溶液中;c、将适量的Na2O2多次少量地缓慢投入到Na2SO3溶液中;(在每个题后分别做几个按钮:演示实验、现象描述、反映方程式、答案分析)a、现象:固体物质不久溶解,并有少量气泡产生,但很难冒出液面;溶液的浅绿色逐渐消失,最后变成无色;产生红褐色沉淀(以上现象同时进行) 反映方程式:2Na2O2+2FeCl2+3H2O==2Fe(OH)3↓+4NaCl 答案分析:在强氧化剂Na2O2的作用下,Fe2+被氧化为Fe3+,并进一步和体系中新生成的OH-反映,生成Fe(OH)3↓ b、现象:固体物质不久溶解,并有少量气泡产生,但很难冒出液面;溶液出现浑浊反映方程式:Na2O2+H2S ==S↓+2NaOH (注意:在不加热的情况下,可不考虑S与NaOH的反映。
请思考:如规定考虑S与NaOH的反映,且过氧化钠足量的话,则最后的反映结果会如何?结果为: 4Na2O2+H2S+2H2O ==Na2SO4+6NaOH) 答案分析:可当作是以下两个反映的加合:先是Na2O2与水反映生成氧气等,再是生成的氧气与氢硫酸反映生成硫和水c、现象:固体物质不久溶解,并有少量气泡产生,但很难冒出液面 反映方程式:Na2O2+Na2SO3 +H2O== Na2SO4+2NaOH 答案分析:可当作是Na2O2先与水反映生成氧气,再是还原性的SO32-与氧气反映生成SO42-练习:已知2Na2O2+2CO2== 2Na2CO3+O2,而二氧化硫也有类似的反映,请写出二氧化硫与过氧化钠反映的化学方程式提醒:一定不要受思维定势的影响而完全依葫芦画瓢,要考虑SO32-的还原性答案:Na2O2+SO2== Na2SO4)3、Na2O2的漂白性具有漂白性的物质除Na2O2外,尚有SO2(亚硫酸)、湿润氯气、次氯酸、次氯酸盐、活性炭等,有关具体情况,请见“湿润氯气的漂白性”(做成超链接的形式)三、与碳酸钠和碳酸氢钠有关的重要知识点在碳酸钠和碳酸氢钠的溶液,都存在水解反映,这是考虑很多问题的关键所在。
复习提问:你能写出它们水解的离子方程式来吗?在碳酸钠溶液中,存在两步水解,第一步水解:CO32-+H2O===HCO3-+OH-;第二步水解:HCO3-+H2O===H2CO3+ OH-其中,第一步水解是重要的,第二步水解在很多情况下可忽略不计,所以,通常只写第一步而在碳酸氢钠溶液中,只存。