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1、第五讲 碱金属元素1复习重点碱金属元素的原子结构及物理性质比较，碱金属的化学性质，焰色反应实验的操作步骤 原子的核外电子排布碱金属元素相似性递变性2 难点聚焦（周期表中的位置（周期、族）原子结构 主要性质碱表示比较原子结构示意图：钠电子式：帥Rb/相同点：最外层电子数相同 （不同点：电子层数不同相似性（最高正价为+ 1价，无气态氢化物，但能形成属 离子化合物的氢化物。如NaH氧化物对应水化物为可溶性强碱，典型的活泼 金属元素原子半径由小到大递变性（按原子序元素的金属性增强 数递增的顺序）j氧化物对应水化物的碱性增强、单质的熔点、沸点逐渐降低离子的检验方法：焰色反应（1）碱金属元素单质的化学性质
2、：1）相似性：碱金属元素在结构上的相似性，决定了锂、钠、钾、铷、铯在性质上的相似性，碱金属都是强还原剂，性质活泼。具体表现在都能与O、2Cl、水、稀酸溶液反应，生成含R +（R为碱金属）的离子化合物；他们的氧化物对应水化物均是强碱；22）递变性：随着原子序数的增加，电子层数递增，原子半径渐大，失电子渐易，还原性渐强，又决定了他们在性质上的递变性。具体表现为：写2反应越来越剧烈，产物越来越复杂，与HO反应越来越剧烈，随着核电荷数的增强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性增强：2CsOH RbOH KOH NaOH LiOH ；（2）实验是如何保存锂、钠、钾：均是活泼的金属，极易氧化变质甚至引起燃烧
3、，它们又都能与水、水溶液、醇溶液等发生反应产生氢气，是易燃易 爆物质，存放它们要保证不与空气、水分接触；又因为它们的密度小，所以锂只能保存在液体石蜡或封存在固体石蜡中，而将钠、钾保存在煤油中；(3) 碱金属的制取：金属Li和Na主要是用电解熔融氯化物的方法制取；金属K因为易溶于盐不易分离，且电解时有副反应发生，故一般采用热还原 法用Na从熔融KCl中把K置换出来(不是普通的置换，而是采用置换加抽取的方法，属于反应平衡)；铷和铯一般也采用活泼金属还原法制取。(4) 焰色反应操作的注意事项有哪些？(1) 所用火焰本身的颜色要浅，以免干扰观察(2) 蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色，同时
4、熔点要高，不易被氧化用铂丝效果最好，也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝但不 能用铜丝，因为它在灼烧时有绿色火焰产生(3) 金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净，然后在火焰上灼烧至无色，以除去能起焰色反应的少量杂质(4) 观察钾的焰色时，要透过蓝色的钴玻璃片，因为钾中常混有钠的化合物杂质，蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰，以看清钾的紫色火焰3例题精讲例1已知相对原子质量：Li 6.9，Na 23, K 39，Rb 85。今有某碱金属M及其氧化物MO组成的混合物10.8 g,加足量水充分反应后，溶液经蒸2发和干燥得固体16 g，据此可确定碱金属M是A、 LiB、 NaC、 KD、 Rb解析 设M
5、的相对原子质量为A，当设混合物全是碱金属或全是碱金属氧化物时有如下关系：2M + 2H O 二 2MOH + H TM O + H O 二 2MOH2 2 2 210.8 gT10.8X (A+17)/Ag10.8 g10.8X 2(A+17)/(2A+16)g但实际上该混合物中碱金属及其氧化物都存在，则可建立不等式：108x (A +17)/ A 16 10.8x (A +17)/(A + 8)。解得：35.3A10.7，从碱金属的相对原子质量可知该碱金属只能是钠。答案 B例2为了测定某种碱金属的相对原子质量，有人设计了如图所示的实验装置。该装置(包括足量的水)的总质量为ag。将质量为bg的
6、某碱金属单质放 入水中，立即塞紧瓶塞，完全反应后再称量此装置的总质量为eg。星无水I:(1)列出计算该碱金属相对原子质量的数学表达式；( 2)无水氯化钙的作用是什么？如果不用 CaCl ，测定的碱金属相对原子质量比实际值偏大还是偏小？说明理由。2解析 本题测定未知碱金属的相对原子质量，所依据的化学反应原理是：2M + 2 HO = 2M0H + H T，只要通过实验，取得一定质量(题设bg )的22碱金属和足量的水反应产生的H的质量，即可根据化学方程式的计算求得碱金属的相对原子质量。2(1) 依题设实验数据，bg碱金属与足量水反应产生H的质量为(a + b - c) g。设所求碱金属的相对原子
7、质量为x,有2 x/2二b /(a + b - c)，解得2x = b /(a + b 一 c)。(2) 无水氯化钙吸收水蒸气。若不用CaCl，则使测定值较实际值偏小。讨论上述表达式，不难知道，若装置内的水蒸气外逸(反应放热，更容易使2产生的水蒸气被H带走)，则c值减少，(a + b-c)值增大，分式的分母增大，分数值即减小。2小结还可以另想其他方法进行测定实验。譬如，若获得一定质量的碱金属与水反应所得MOH的质量，本题亦可完成。例3在120C时，将气体A 3.88 g通过足量的Na 0，放出0，充分反应后固体的质量增加2.28 g,试通过计算判断气体A的组成及各成分的质2 2 2量。解析12
8、0C能和Na 0反应放出0的气体有可能是CO和H 0，因此首先判断A是什么物质？可采用极端假设法。2 2 2 2 2解 如果A都是H 0，设其质量为x ,212NaO +2H O = 4NaOH + OAm2 2 2 22x18324x2.28g1t二20.52g 3.88g ,故假设不成立。如果A都是CO,设其质量为y：2 12Na O + 2CO = 2Na CO + OAm222232883256J2.28g1珂=3.58g v3.88g ,故假设不成立。所以A应为化和耳的混合物设的质量为兀g,2x+ j 二 3.88g4x/(2xl8) + (56j/88)x = 0.36g= 2.8
9、8g，y = 3.52g例4碱金属(如锂、钠、钾、铷等)溶于汞中形成良好的还原剂“汞齐”。取某种碱金属的汞齐7g,与足量水作用得到0.2g氢气，并得到密度为P g十m-3 的溶液1 L，则溶液中溶质的质量分数可能是A、 (0.8/ P)% B、 (0.48/ P)% C、 (0.32/ P)% D、 (0.7 / P )%解析 汞不能与水反应，碱金属(M)与水反应的化学方程式为：2M + 2HO = 2M0H + H T。22设M质量为x(x 7g)，相对原子质量为a，则x = 0.2ag 7g，故a 35。相对原子质量小于35的碱金属只有Li和Na，所以本题中碱金属可能为Li 和 Na 。答
10、案 A、 B例 5 将 70 g 过氧化钠和氧化钠的混合物跟98 g 水充分反应后，所得氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为50%。试分别写出过氧化钠和氧化钠 跟水反应的化学方程式，并计算原混合物中过氧化钠和氧化钠的质量各多少克。解析 发生的反应有：Na20 + H20 = 2Na0H2Na202 + 2H20=4NaOH+O2f设混合物中Na?。？、Na?。的质量分别为x、y,由化学方程式分别解出生成的NaOH的质量和放出的0?质量。2Na O + 2H O = 4NaOH + O t2 2 2 22 X 784X 4032x(4X 40x)/ (2 X 78) 32x / (2 X 78)Na
11、O+H O = 2NaOH22622X 40y(2X 40y) / 62溶液的总质量为：70 g+98 g32x(2X78)由上述关系量可列二元一次方程组为x+y= 70 g(4 x 40x)F (2 X 78) +(2X 40y) -F 62 F 70 g+ 98 g-32x-F (2 X 78) X 100% =50%解得：x = 39 g y = 31 g本题也可从下列角度入手列关系：由于NaOH溶液中溶质的质量分数为50%，因此在溶液中NaOH的质量等于H2O的质量4实战演练1.用纯净的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，火焰呈黄色，说明该溶液中金属离子A.只有Na+ B.可能有Na+
12、、也可能有K+C. 一定有K+D.-定有Na+、也可能有K+2. 电子工业制造光电管时，需要-种经强光照射就失电子而接通电路的材料，制造这种材料的物质应属于A. 放射性兀素B. VIIA族兀素C. 卤化银D. I A族兀素3某温度下，wg某物质在足量氧气中充分燃烧，其燃烧产物立即与过量的Na2O2反应，固体质量增加wg。在丐COCO和丐的混合气 HCHOCHCOOH3HOCH CH OH中，符合题意的是22A. 均不符合B. 只有C.只有D. 全部符合4. 已知锂及其化合物的许多性质与碱金属差异较大，却与镁相似。下面有关锂及其化合物性质的叙述不正确的是A. 锂在过量氧气中燃烧主要产物是氧化锂而
13、不是过氧化锂B.碳酸锂受强热很难分解C. 碳酸锂的溶解度比碳酸氢锂的大D.锂可以与氮气化合生成氮化锂（Li）5. 已知钡的活泼性介于钠和钾之间，下列说法中正确的是A.钡可以从氯化钠溶液中置换出钠B. 钡可以从氯化铜溶液中置换出铜C钡可以从冷水中置换出氢而得到氢气D在水溶液中，钡离子可以氧化金属钠6. Na3N与NaH均为离子化合物，都能与水反应放出气体。下列有关叙述正确的是A.二者中Na+半径都比阴离子大 C.与水反应所产生的气体都能使湿润的红色石蕊试纸变蓝B与水反应时，水都作氧化剂D. 二者与盐酸反应，前者可产生两种盐，后者只有一种盐生成。7将2.3 g钠与另一种金属元素组成的合金放入足量盐
14、酸中，完全反应时收集到1.13 L H2（标准状况），则另一种金属可能是KMgAlLiRbFeA.B.C.D.788.钾与氧组成的某种离子晶体，含钾的质量分数是126A.2 ： 1B.1 ： 1C.1 ： 2D.1 ： 3，其阴离子只有过氧离子0亍和超氧离子0 -两种，则此晶体中2-与 -的物质的量之比为二、非选择题（共60分）9. （8分）在三个密闭容器内分别装有:A.NaO和NaHCO , B.Na O和NH HCO , C.Na O和Ca （HCO ），其中每种物质均为1mol。将它们加热至300C,2 232 2432 232经充分反应后排出气体，写出各容器内残留的固体物质名称及其物质的量。A, B, C，如分别加入相同浓度的足量稀H2SO4与残留物完全反应，则消耗硫酸的体积从大到小的顺序依次为。10. （10分）呼吸面具中Na O可吸收CO放出O,若用超氧化钾（KO）代替Na O也可起同样的作用。2 2 2 2 2 2 2（1） 写出ko2与CO2反应的化学方程式。2 2（2） 1 kg Na2O2和1 kg KO2分别跟CO2反应，生成的O?的质量比为。（3）等质量的CO分别与足量的NaO、KO反应，生成的O的质量比为。2 2 2 2 2（4） 你认为选用作补氧剂更合适，理由。11. （10分）为了制取纯净干燥的气体A，
