碱金属及其化合物专题文档格式.docx
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A．由二氧化碳合成金刚石是氧化还原反应B．金刚石是碳的一种同位素
C．钠被氧化最终生成碳酸钠D．金刚石是碳的一种同素异形体
下列关于碱金属的描述中正确的是（）
A．均可保存于煤油中B．密度都比水小C．锂的熔沸点最高D．氢氧化物受热易分解
（7）碱金属化学物的用途
①碱金属的盐中，只有钾盐可作化肥，如氯化钾、硫酸钾、碳酸钾等都是钾肥。
②钠和钾的合金在室温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。
钠也应用在电光源上，
高压钠灯发出黄光射程远，透雾的能力强，对道路平面的照度比高压水银灯高几倍。
一、碱金属的制备
由于碱金属的活泼性强，碱金属一般用电解熔融氯化物制取，如金属钠的制备：
而制取钾用钠与熔融氯化钾在850℃反应，使钾生成后气化而分离出来：
我们知道，根据金属活动顺序表，金属活动性顺序强的置换出活动性弱的金属，如Fe置换出硫酸铜里的Cu。
而K的活动性强于Na，那么为什么在以上反应中，Na可以置换出钾呢？
这是因为，金属性活动性强的金属置换出活动性弱的金属这个规律只适用于溶液体系。
而以上反应不是溶液体系，其利用的原理是高沸点（NaCl）置换低沸点（K）。
有关钠的说法错误的是（）
A.钠很软，熔点低于100℃B.钠在焰色反应时，火焰显黄色
C.Na有强还原性，Na+有强氧化性D.电解熔融氯化钠的过程中，Na+被氧化成Na
二、金属钠
（1）与氧气反应
常温条件下：
点燃条件下：
①说明Na2O2的热稳定性比Na2O强（生成Na2O2是在高温条件下的反应。
）；
②说明常温下Na迅速转变为Na2O而非Na2O2；
③制取Na2O2可以用Na在氧气中燃烧的办法，但Na2O一般不能用Na与氧气直接反应的方法来制取。
（条件不好控制）
用金属钠制氧化钠，常采用下法：
说明为什么不用金属钠在氧气中燃烧法，而采用此法的原因是什么?
。
（2）与水反应
实验现象：
①剧烈：
钠与水反应十分剧烈，说明钠是一种既活泼的金属。
②熔融：
钠熔化成小球，说明钠与水反应放出大量的热，钠的熔点低。
③浮：
Na球浮在水面上，说明钠的密度比水小。
④动、气：
钠与水反应时，在再钠球表面产生气体推动钠球在水面运动。
⑤酚酞变红:
生成碱（NaOH）
以上现象说明：
①实验现象可以印证Na的相关性质：
密度小、熔点低、还原性强；
②说明Na不能用手拿的道理：
③Na着火后灭火的问题：
④Na保存的问题：
把一小块钠投入盛有煤油和水的烧杯中可以观察到的现象是（）
A.钠浮在烧杯中的液面上B.煤油会燃烧起来，产生很浓的黑烟
C.钠会在水和煤油的交界面上下浮动，直到反应结束D.钠沉在烧杯的底部
（3）钠与盐溶液反应
以下是钠与铜（Cu2+）盐、铁（Fe3+）盐的反应：
①
②
以上反应说明Na不能从不活泼金属的盐溶液中置换出金属。
将一小块金属钠投入过量的硫酸铜溶液中，主要生成物是（）
A.Na2SO4和Cu B.Na2SO4和H2
C.Cu（OH）2和H2 D.Na2SO4、Cu（OH）2和H2
（4）钠置于空气中的反应
所以金属Na长期放置于空气中，最后会变成白色固体Na2CO3。
金属Na长期置于空气中，最终变成（）
A.Na2O2 B.Na2O C.Na2CO3 D.Na2CO3·
10H2O
（5）与CO2反应
Na在点燃的条件下可以与CO2发生反应：
由此可见，活泼金属如Na、Mg等着火不能用泡沫或者二氧化碳灭火器灭火，而应该用细沙盖灭。
（6）钠与酸的反应
可分为以下两种情况：
①酸过量，钠只与酸反应。
②酸少量时，钠先与酸反应，当酸反应完后剩余的钠与水反应。
三、钠的重要化合物
（1）氧化钠（Na2O）
氧化钠为白色固体，是一种碱性氧化物（碱性氧化物的定义是：
和酸反应只生成盐和水的氧化物。
）加热的条件下不稳定，氧化钠可与水、二氧化碳反应：
①与水（酸）反应：
（非氧化还原反应）
②与CO2反应：
对金属铷的单质及化合物的叙述不正确的是（）
A．Rb的金属性比Cs强B．RbOH的碱性比KOH弱
C．Rb遇水剧烈反应并发生爆炸D．Rb2O暴露在空气中易变质
（2）过氧化钠（Na2O2）
电子式：
既存在离子键，还存在非极性键。
过氧化钠既有氧化性又有还原性,而以氧化性为主
是强氧化剂。
过氧化钠为淡黄色固体，其热稳定性较好。
过氧化钠可与水、二氧化碳反应，其类型均为歧化反应：
①与水（酸）反应：
（歧化反应）
注意：
活泼金属的氧化物一般都是典型的碱性氧化物，但碱金属的过氧化物和超氧化物都不是碱性氧化物，它们跟酸反应时不仅生成盐和水，还有氧气生成，如过氧化钠与水反应：
（用作潜水艇中的供氧剂）
这类反应的实质是Na2O2先与H2O作用生成H2O2，其后H2O2再分解产生O2：
①
Na2O2作氧化剂时，可以使FeCl2氧化为Fe（OH）3，H2S氧化为单质S：
③与FeCl2反应：
④
⑤与H2S反应：
Na2O2遇强氧化剂时，Na2O2被氧化，此时作还原剂，如与酸性KMnO4反应：
过氧化物的漂白作用与氯气、H2O2漂白作用类似，是不可逆过程，表现了过氧化钠的强氧化性。
将Na2O2投入到FeCl2溶液中,可观察到的现象是（）
A.最终生成白色沉淀B.最终生成红褐色沉淀
C.有气泡产生D.无变化
标准状况下，将20LCO2和CO的混合气全通过足量的Na2O2粉末，在相同状况下，气体体积减少到16L，则原混合气体中CO的体积为：
（）
A.4LB.8LC.12LD.16L
呼吸面具中的Na2O2可吸收CO2放出O2，若用超氧化钾（KO2）代替Na2O2也可起到同样的作用。
实验测得相同体积的CO2气体通过足量的Na2O2和KO2，充分反应后，后者生成O2的体积是前者的3倍。
①若将30mlCO2通过盛有足量KO2的装置，充分反应后，逸出气体的体积变为多少毫升？
②若将一定体积的CO2通过盛有足量KO2和Na2O2均匀混合物的装置，充分反应后，逸出
气体的体积变为原CO2体积的1.3倍。
求混合物中KO2和Na2O2的质量比。
解析：
（1）45mL
（2）284:
39
下列反应中，Na2O2只表现强氧化性的是（）
A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
B.Na2O2+MnO2=Na2MnO4
C.2Na2O2+H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑
D.5Na2O2+2KMnO4+8H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
（3）碳酸钠（Na2CO3）
碳酸钠为白色粉末，又名纯碱，苏打。
其结晶水合物十水碳酸钠（Na2CO3·
10H2O）
为白色晶体。
一般来说，酸式盐的溶解度大于正盐，如Ca（HCO3）2（易溶于水）>
CaCO3（沉淀）。
但Na2CO3的溶解度大于NaHCO3。
Na2CO3可与酸发生如下分步反应：
（酸不足，
）
（继续加入酸）
总反应：
③
（酸足量）
由于为分步反应，所以反应速度较碳酸氢钠（小苏打）慢，碳酸钠主要用于制作玻璃、制皂、造纸、纺织、制其他钠的化合物。
其还可与钡盐、钙盐反应：
④
⑤
Na2CO3的水溶液呈碱性，这是因为发生了水解反应：
⑥
⑦
所以热的纯碱溶液可以用于除去油污，且同浓度的Na2CO3溶液的pH大于NaHCO3。
对于钠和钠的化合物的性质或用途相关叙述不正确的是（）
A．用Na作还原剂可以从K的氯化物中制备K
B．钠和钾的合金常温下为液体，用于原子反应堆作热交换剂
C．苏打固体的pH强于小苏打固体的pH
D．热的碳酸钠溶液有去油污的作用
（4）碳酸氢钠（NaHCO3）
又名小苏打，为细小白色晶体，是一种酸式盐，是发酵粉的主要成分之一，可用于
治疗胃酸过多症。
可发生如下反应：
①与酸反应：
（发酵粉、治疗胃酸过多）
②与碱反应：
（
由此可见，碳酸氢盐如NaHCO3既能与酸反应，又能与碱反应。
此外，NaHCO3加热
易分解，而Na2CO3则很稳定：
③加热分解：
由此可见，碳酸盐的稳定性：
正盐（如Na2CO3）>
酸式盐（如NaHCO3）。
下列物质中，既能与氢氧化钠溶液反应，又能与盐酸反应的是：
A.Na2CO3B.NaClC.NaHCO3D.K2CO3
小苏打和胃舒平（含有难溶于水的Al（OH）3）他们都是可用于治疗胃酸过多的药物。
①写出胃酸过多患者服用胃舒平后在胃中发生反应的离子方程式：
②若患者胃酸过多且又胃穿孔时，医生嘱咐患者禁服小苏打，原因是：
下列干燥的物质不能与CO2反应的是（）
A.K2O2 B.KOH C.K2CO3 D.KHCO3
（5）碳酸和碳酸盐的热稳定性一般规律
①
（M为碱金属）
（金属性越强，对应的碳酸盐越稳定）
③
（碱金属碳酸盐的稳定性大于同周期的碱土金属）
碱土金属：
指元素周期表中ⅡA族元素，包括铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、
钡（Ba）、镭（Ra）。
（6）碳酸正盐与酸式盐相互转化规律
即：
（往澄清石灰水中通CO2至过量）
向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2，会有白色固体析出，因为在水中的溶解度小于在水中的溶解度，该反应的化学方程式为。
将足量CO2通人KOH和Ca（OH）2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（y）的关系正确的是（）
ABCD
（7）CO2与NaOH反应产物的判断
①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O（CO2不足）
②CO2+NaCO3+H2O=2NaHCO3
③CO2+NaOH=NaHCO3（CO2过量）
由上述反应原理可推出：
①除去NaHCO3溶液中混有的NaCO3，可采用通入CO2的方法。
②除去Na2CO3中混有的NaHCO3，可以加热将NaHCO3转化为成Na2CO3
③用NaOH制备NaHCO3，可采用NaOH溶液中通入过量CO2。
用1L1.0mol/LNaOH溶液吸收0.8molCO2，所得溶液中CO32-与HCO3-的物质的
量之（）
A.1∶3 B.3∶1 C.2∶3 D.3∶2
（8）NaCO3和NaHCO3的鉴别
①固体鉴别：
分别加热固体NaCO3和NaHCO3，有气体放出的是NaHCO3。
②溶液鉴别：
将稀酸逐滴加入Na2CO3溶液和NaHCO3中，一开始就有气体放出的是NaHCO3溶液；
也可加入少量BaCl2溶液或CaCl2溶液，产生白色沉淀者为Na2CO3溶液。
①鉴别KCl溶液和K2CO3的试剂是：
，离子方程式为：
②除去混入NaCl溶液中少量NaHCO3杂质的试剂是：
。
③除去Na2CO3粉末中混入的NaHCO3杂质用 方法。
四、焰色反应
焰色反应是元素的性质，是某些金属或它们的挥发性化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应，如Na显黄色，K显紫色。
焰色反应属于物理变化。
其操作方法为：
钾的焰色反应颜色的观察需透过蓝色钴玻璃,以排除钠的干扰。
焰色反应时要用某试剂洗净铂丝，这种溶液是（）
A．Na2CO3B．NaOHC．硫酸D．稀盐酸
物质灼烧时，火焰呈紫色的一定含有：
A.钾原子B.钾离子C.钾元素D.钾的化合物
实验室里，欲从草木灰中除去不溶于水的固体杂质来提取固体碳酸钾。
①该实验操作的主要步骤排列顺序为（用A、B、…表示）。
A.蒸发B.过滤C.溶解D.冷却
②怎样用实验证明提取的固体主要成分是K2CO3。
答：
③检验在粗制碳酸钾溶液中含少量SO42-的方法是。
④检验在粗制碳酸钾溶液中含少量Cl-的方法是。
⑤要制得纯度更高的碳酸钾晶体的方法是。
①C、B、A、D
②取少量固体加入盐酸，反应产生无色地味气体，并使澄清石灰水变浑浊，证明有CO32－，取少量固体进行焰色反应，透过蓝色钴玻璃看到紫色，证明有K+。
③先加稀HNO3,至气泡放尽后再加BaCl2溶液，有白色沉淀。
④先加稀HNO3，至气泡放尽后再加AgNO3溶液，有白色沉淀。
⑤重结晶
有一包白色粉末是由Na2SO4、K2CO3、KNO3、BaCl2中的两种化合物组成，其焰色反应为紫色（透过蓝色钴玻璃）；
当加水配成溶液时，有沉淀生成。
此白色粉末由和组成，生成沉淀反应的化学方程式为。
五、计算问题
（1）碱金属与水或酸反应产生氢气的量的计算
①计算通式
②注意：
Na与酸反应时，若酸不足，Na不会剩余，产生H2的量由Na的量决定。
把0.3g下列金属分别放入100mL0.1mol/L的盐酸中，产生H2量最多的是（）
A.钠B.镁C.铝D.锌
（2）物质溶于水形成溶液浓度的计算
溶质是碱（NaOH）、溶液的总质量m=mH2O＋m（投）－m（逸）
把1.15gNa投入9g水中，则溶液中水分子和Na+的物质的量之比是（）
A.1∶9 B.9∶1 C.10∶1 D.100∶1
（3）极值法的应用
极值法与平均值法相反，这种方法适合定性或定量地求解混合物的组成。
将混合物看作是只含其中一种组分A，即其质量分数或气体体积分数为100%（极大）时，另一组分B对应的质量分数或气体体积分数就为0%（极小），可以求出此组分A的某个物理量的值N1，用相同的方法可求出混合物只含B不含A时的同一物理量的值N2，而混合物的这个物理量N平是平均值，必须介于组成混合物的各成分A、B的同一物理量数值之间,即N1<
N平<
N2：
将某碱金属R及其氧化物R2O的混合物4g投入足量水中，待反应后蒸干得5g碱，则R为下列哪种碱金属（）
A.Li（3）B.Na（23）C.K（39）D.Rb（85）
用极值法可求得R的相对原子质量介于28～68，符合的只有K（39）。
Na2CO3和NaHCO3的混合物100g，与20gNaOH固体混合后，加热到250℃，充分反应后排出气体，冷却，称量剩余固体为108g。
求原混合物中的Na2CO3的质量。
该题首先要搞清混合物在加热条件下的反应，一般认为，由于NaHCO3与NaOH在溶液中很容易反应，在加热条件下的固体也比NaHCO3的分解要容易些，故可认为混合物中能够发生的反应有：
①NaHCO3＋NaOH＝Na2CO3＋H2O②2NaHCO3
Na2CO3＋H2O＋CO2↑
用极值法确定是只发生反应①，还是同时存在反应②。
假设NaHCO3与NaOH正好完全反应（得出固体质量减9g）即实际固体质量减小的量大于假设的情况，这就是说NaHCO3不仅要参与①，还要发生反应②。
可以计算得出原混合物中Na2CO3质量为49.88g。
（6）守恒法的应用
物质在参加反应时，化合价升降的总数，反应物和生成物的总质量（质量守恒），各物质中所含的每一种原子的总数（元素种类数量守恒），各种微粒所带的电荷总和等等（电荷守恒），都必须守恒。
利用守恒法可以很快建立等量关系，达到速算效果：
8gNa2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH的混合物，与200g质量分数为3.65％的盐酸恰好完全反应，蒸干溶液，最终得到固体质量为（）
A.8gB.15.5gC.11.7gD.无法计算
此题利用守恒法可速解。
根据电荷守恒，终态时Na＋与Cl－个数相等，在依据元素原子个数守恒，Cl－全部由盐酸提供，所以最终固体物质的质量为11.7g。
一块表面已被氧化成Na2O的金属钠，质量为10.8g，将它投入到500g水中，完全反应后，收集到H22.24L（标准状况）。
若将反应后溶液稀释到1L，则该溶液的物质的量浓度为（）
A.0.5mol/L B.0.4mol/L C.0.3mol/L D.0.2mol/L
将一定量的Na2CO3·
10H2O与NaHCO3的混合物完全溶解于水，配成100mL溶液，测得溶液中Na+的浓度为0.4mol/L，若将溶液蒸干并灼烧到质量不变，可得到固体的质量是（）
A.0.92g B.1.68g C.2.12g D.2.55g
【教学效果检测】
1.下列叙述正确的是（ ）
A.碱金属性质相似均为银白色金属B.按原子序数增加则碱金属的密度依次增
C.钠可保存在煤油中而锂不能D.碳酸氢盐的溶解度大于其正盐的溶解度
2.下列关于“焰色反应”的理解正确的是（）
A．只有金属单质才有焰色反应 B．只有金属化合物才有焰色反应
C．只有某些金属或其化合物才有焰色反应D．只有金属离子才有焰色反应
4.某烧碱溶液中不断地通入CO2，已知该溶液吸收5.28gCO2后，将溶液蒸发至干即停止加热，得固体产物17.32g，则该固体可能是（）
A.Na2CO3 B.NaHCO3 C.Na2CO3和NaHCO3 D.Na2CO3和NaOH
5.有A、B、C、D、E、F六种物质。
A、B、C、D四种都是在焰色反应中显黄色的化合物，E、F是两种无色，无气味的气体。
A和B反应能生成C；
给B加热可得到C和E，E和C的水溶液反应可生成B；
E和A发生反应时，由于反应物用量不同，可能生成B，也可能生成C；
E与D发生反应生成C和F，D和水反应可生成A和F。
试推断：
A：
，B：
，C：
，D：
，E：
，F：
6.下列物质能使品红溶液褪色的是（）
①干燥的氯气②Na2O2③活性炭④SO2⑤漂白粉
A.除①外都可以B.①只有④、⑤C.只有②、③D.全部可以
7.钙和钠相似，也能形成含O22-离子的过氧化物，下列叙述不正确的是
A．过氧化钙的化学式是CaO2
B．1mol过氧化钙或过氧化钠跟足量的水反应都生成1mol氧气
C．O22-离子的电子式为
D．过氧化钙在未开放的花朵旁边,可以延缓花朵的开放
8.少量NaOH最好贮存在（）
A.敞口塑料瓶中B.玻璃塞的棕色瓶中
C.橡胶塞的广口瓶中D.铁制容器中
9.按Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+的顺序递增的是（）
A.金属性B.氧化性C.离子半径D.熔点和沸点
金属性是相对于金属原子而言，离子没有金属性的概念；
熔点和沸点是相对于宏观物质而言，离子同样没有熔点和沸点的概念。
10.碱金属与卤素所形成的化合物大都具有的性质是（）
①高沸点②能溶于水②水溶液能导电④低熔点⑤熔融状态不导电
A.①②③B.③④⑤C.①④⑤D.②③⑤
碱金属与卤素所形成的化合物大都是离子化合物，因此具有高沸点、能溶于水、熔融态或水溶液都能导电的性质。
课后习题
一、不定项选择题
1.在一定温度下，向饱和烧碱溶液中放入一小块金属钠，充分反应后恢复到原来的温度，下列说法正确的是（）
A.溶液中Na+浓度增大，有H2放出
B.溶液中Na+数目减少，有H2放出
C.溶液中OH-浓度不变，有H2放出
D.溶液中Na+与OH-浓度都增大，有H2放出
2.下列物质性质的比较，正确的是（）
A.热稳定性：
Na2CO3＞NaHCO3＞H2CO3B.熔点：
K＞Na＞Li
C.溶解度：
NaHCO3＞Na2CO3D.氧化性：
Li＋＞Na＋＞K＋
3.已知钡的金属活动性处于钾和钠之间。
下列反应可以实现的是（）
A.钡可以从氯化钾水溶液中置换出钾
B.钡可以与冷水反应并产生氢气
C.钡可以从熔化状态下的四氯化钛中置换出钛
D.在水溶液中，钡离子可氧化金属锌，使之成为锌离子
4.下列离子方程式正确的是（）
A.石灰石溶于盐酸：
CO32―+2H＋→CO2↑+H2O
B.NaHCO3溶液中加入过量的Ca（OH）2溶液：
2HCO3―+Ca2＋+2OH―→CaCO3↓+H2O+CO32―
C.Ca（OH）2溶液中加入过量的NaHCO3溶液：
Ca2＋+2OH―+2HCO3―→CaCO3↓+H2O+CO32―
D.金属钠投入到水中：
Na+2H2O→Na＋+2OH―+H2↑
5.除去NaCl中少量的Ca2＋、Mg2＋、SO42―、HCO3―等离子，通常采用下列四种试剂：
①Na2CO3；
②BaCl2；
③NaOH；
④盐酸，加入试剂的顺序是（）
A.①②③④B.②①③④C.④②①③D.③②①④
6.把NH4Cl从几乎饱和的NaHCO3溶液中分离出来是联合制碱法中的关键。
为此，应向溶液中通入某种气体，同时加入磨细的食盐，可析出不含NaHCO3的NH4Cl。
NH4Cl和NaCl共同存在时的溶解度曲线如右下图所示。
下列操作正确的是（）
组别
通入气体
控制温度
A
CO2
30℃～40℃
B
0℃～10℃
C
NH3
D
7.有
组成的混合物27.2g，把它们溶于水后，溶液中
均转化为沉淀，将反应后的溶液蒸干，最后得到白色固体物质共29g，则原混合物中
的质量是（）
A.10.6gB.5.3gC.5.9gD.无法确定
8.
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