4碱金属元素.docx

1、4碱金属元素碱金属元素1钠及其化合物的转化关系2碱金属元素的相似性和递变性Li、Na、K、Rb、Cs、Fr相似性差异性原子结构及元素性质最外层电子数 1易失电子，金属性强最高化合价 +1价核电荷数依次增大，原子半径依次增大失电子能力依次增强，金属性依次增强有不同的焰色反应单质的物理性质颜色：银白色硬度：柔软密度：轻金属熔、沸点：较低铯略有金色硬度依次减小密度增大，但K比钠小，反常。熔沸点依次降低单质的化学性质强还原性与非金属单质化合与H2O反应生成MOH+H2还原较不活泼的金属活泼性依次增强 Li Li2O；与O2的燃烧产物： Na Na2O2； K、Rb、Cs更复杂与水反应剧烈程度依次增大氧

2、化物及其水化物M2O都是易与水反应的碱性氧化物，水化物都是强碱MOH的碱性依次增强 物质比较 Na2O Na2O2 属 类 碱性氧化物 过氧化物 颜色、状态 白色固体 淡黄色固体 氧元素价态 -2价 -1价 稳定性 不稳定 较稳定化学 与水反应 Na2O+H2O2NaOH2Na2O2+2H2O4NaOH+O2性质 与CO2 反应 Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO22Na2CO3+O23氧化钠和过氧化钠的比较化 学 式 NaHCO3 Na2CO3属 类 酸 式 盐 正 盐俗 名 小 苏 打 纯碱、苏打颜色、状态 细小的白色晶体 白色粉末 热稳定性 不稳定，受热易分解2NaHCO

3、3Na2CO3+H2O +CO2 稳定，加热不易分解 溶解性 接近易溶，溶解度比Na2CO3小 易溶于水与酸反应 迅速放出大量气体 HCO3+H+H2O+CO2 放出气体相对较缓和酸不足：CO32+H+=HCO3酸足量：CO32+2H+H2O+CO2与碱反应 生成正盐 HCO3+OH=CO32+H2O 不反应 与CO2 反应 不反应Na2CO3+CO2 +H2O=2NaHCO3水解水解程度小，溶液碱性弱HCO3+H2OH2CO3+OH水解程度大，溶液碱性较强CO32+H2OHCO3+OH用途作发酵粉成分，治疗胃酸过多症广泛用于玻璃、制皂、造纸、纺织等工业，也用于制其它钠化合物相互转化HCO3C

4、O32-鉴别加热(固体)看有无气体生成； 加酚酞(等浓度稀溶液)看红色深浅； 加CaCl2稀溶液看有无沉淀4碳酸氢钠和碳酸钠（一）碱金属元素：元素周期表中IA族元素(除H外)称为碱金属，包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)。由于它们的氢氧化物（MOH）均易溶于水，呈强碱性，因而统称碱金属。碱金属是典型的活泼金属，在自然界没有单质存在，只能由人工（一般用电解法）制取。钠是碱金属的代表物，以钠为参照物，根据递变关系可以推论出其它碱金属的主要性质。碱金属不仅是有关金属性质理论学习和研究的典型物，在实际生产上也有重要用途。如钠可用于制取Na2O2等重要化合物，可用作

5、冶炼钛、锆、铌、钽等金属的还原剂，可用于制高压钠灯，钠、钾合金可用作原子反应堆的导热剂。（二）金属钠1钠的化学性质钠的化学性质很活泼，易失去电子被氧化，表现出强还原性：Na e = Na+（1）Na跟非金属（如Cl2、S、O2等）发生化合反应2Na+O2Na2O2(淡黄色) Na+S=NaS （反应剧烈，可能爆炸）（2）Na跟水、酸、醇发生置换反应2Na+2H2O=2NaOH+H2 (剧烈) 离子方程式：2Na+2H2O=2Na+2OH+H22Na+2C2H50H 2C2H5ONa+H2 (平稳)（3）Na与盐溶液反应。一般不跟溶液中金属离子作用，而是与水反应。必须考虑其产物(NaOH)与金属

6、离子间的作用。例如，钠与硫酸铜溶液的反应，可认为是两步反应： 2Na+2H2O=2NaOH+H2； 2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2 也可合并写为总反应方程式： 2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2+H2钠与硫酸铜溶液反应的现象为：钠块浮于液面，熔成闪亮的小球，四处游动，放出气体并逐渐消失(以上现象与钠跟水的反应现象相同)；溶液中则产生蓝色絮状沉淀。（4）Na还原其它金属4Na+4TiCl4Ti+4NaCl(工业制钛)；2 钠的存在、保存、制备在自然界中，钠元素只能以化合态存在。主要存在形式有NaCl及Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等。金属钠是

7、人工制取的。制取原理：2NaCl（熔融） 2Na+Cl2实验室中通常将钠保存在煤油里，以使其与空气隔绝。这是利用钠比煤油密度小，且不溶于煤油，也不与煤油反应的性质。（三）过氧化钠(Na2O2)1Na2O2是浅黄色的固体。其主要反应为：（1）与水反应: 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 （2）与二氧化碳反应： 2Na2O2+2CO2 =2Na2CO3+O2 （3）与酸反应： 2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2 （4）氧化性：过氧化钠（或其它过氧化物如过氧化氢、过氧化钾等）有强氧化性，不但可以氧化常见的还原性物质还可以起漂白、杀菌作用。2Na2O2的用途：过氧化钠常

8、用作生氧剂和漂白剂。（四）NaOHNaOH是最重要的常用碱。实验室使用强碱时一般用NaOH。工业上广泛用于制肥皂、造纸、纺织、印染等。1NaOH的重要理化性质（1）白色固体，易潮解，易溶于水，溶解时放出大量热，有很强的腐蚀性。（2）强吸水性，可用作干燥剂。为防吸水后结块，常和CaO混合制成“碱石灰”。（3）强碱，俗称火碱、烧碱、苛性钠。具有碱的通性。对玻璃有腐蚀作用。2NaOH的主要反应（1）与酸碱指示剂作用；（2）与酸或酚发生中和反应；（3）与酸性氧化物如SO2、SO3、CO2 、SiO2、P2O5等反应；（4）与两性物质如Al、Al2O3、Al(OH)3等反应；（5）与盐类发生复分解反应，

9、如与铵盐反应生成NH3，与MgCl2等一些盐反应生成氢氧化物沉淀，与酸式盐反应生成正盐等；（6）与多种非金属单质（如Cl2）反应；（7）在有机反应中作催化剂或反应物，例如卤化烃的水解反应、卤代烃的消去反应、酯类的水解反应、油脂的皂化反应等。3有关NaOH（及其它强碱）的实验问题（1）防止对玻璃的腐蚀。保存的试剂瓶不能用磨口玻璃塞；酸式滴定管、分液漏斗等有玻璃活塞的仪器一般避免与碱液接触；制取氨气用熟石灰而不用NaOH；制甲烷时要加入多量的石灰稀释NaOH；熔化固体NaOH要选金属铁、镍等金属质料的坩埚而不选用玻璃、陶瓷等硅酸盐质料的坩埚。 （2）注意其潮解性。取用后应随时塞（盖）瓶口；保存应注

10、意密封；称量时应放在玻璃器皿中而不是常规的垫纸的方法。 （3）注意安全。NaOH对肌肤有很强的腐蚀性，应尽量避免与皮肤直接接触，万一碱溶液溅到皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后再涂上硼酸溶液。如果溅到眼睛中应立即用大量水冲洗，并急送医务室治疗。4NaOH的工业制备：电解饱和食盐水 2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH（五）Na2CO3和NaHCO31Na2CO3的工业制法：把CO2 通入饱和了氨和食盐的溶液中NaCl+NH3+CO2 +H2O=NaHCO3（结晶）+NH4Cl然后加热过滤出的NaHCO3晶体 2 NaHCO3Na2CO

11、3+CO2 +H2O “侯氏制碱法”的发明人是中国化学家侯德榜。产品为纯碱和NH4Cl。2碳酸及碳酸盐的热稳定性规律。（1） 正盐酸式盐H2CO3 (盐含同种金属阳离子)，如稳定性 Na2CO3NaHCO3H2CO3。（2）IA族碳酸盐IIA族碳酸盐，如 Na2CO3CaCO3。3正碳酸盐和酸式碳酸盐的溶解性 IA族碳酸盐的溶解性：正盐酸式盐，如Na2CO3NaHCO3。 IIA族碳酸盐的溶解性： 酸式盐正盐， 如Ca(HCO3)2CaCO3。 （六） 焰色反应1实验操作要领：所用火焰应该无色。所用金属丝本身没有明显焰色。铂丝（或其代用品）要洗干净，以避免其它离子的干扰。用盐酸洗涤，灼烧，并反

12、复多次，直至火焰变为无色。检验K+时要透过蓝色钴玻璃片观察焰色。2焰色反应不属于化学反应；焰色是元素的性质，一种元素的游离态和化合态都具有同样的焰色反应。（七）碱金属中的某些特殊性1钠、钾等常浸于煤油中保存，但锂的密度比煤油小，不能用煤油保存。可浸于密度更小的油中或用石蜡封存。2随相对原子质量的增加，碱金属密度增大，但钾的密度比钠小。 3碱金属在足量氧气中燃烧生成过氧化物或更复杂的氧化物，但Li与O2反应只能生成正常的氧化物Li2O。 4较活泼金属能把较不活泼金属从它们的盐溶液中置换出来，但碱金属不能。而是首先与水反应。 【命题战略】高考经典聚焦一、选择题（每小题有1-2个选项符合题意）1 在

13、允许加热的条件下，只用一种试剂就可以鉴别硫酸铵、氯化钾、氯化镁、硫酸铝和硫酸铁溶液，这种试剂是（2003年江苏） ANaOH BNH3H2O CAgNO3 DBaCl2 2按图4-1装置持续通入x气体，并在管口P处点燃，实验结果使澄清的石灰水变浑浊；则x、Y可以是 (1993 全国)AH2和NaHCO3 BCO和Na2CO3CCO和CuO DH2和Fe2O33下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是 (1996 上海) A干冰 B黄沙 C干粉(含NaHCO3)灭火剂 D，泡沫灭火剂4在10mL 0.01molL-1的纯碱溶液中不断搅拌并逐滴加入1.2mL 0.05mol L-1HCl，完全反应后在标

14、准状况下生成二氧化碳的体积为 （1998上海） A1344mL B2240mL C0672mL D0mL5用1L 1.0mol L-1 NaOH溶液吸收0.8mol CO2 所得溶液中的CO32 和HCO3 的物质的量浓度之比约是 （2000春京皖） A13 B12 C23 D326碱金属与卤素所形成的化合物大都具有的性质是：高沸点 能溶于水 水溶液能导电 低熔点 熔融状态不导电 (2001上海)A. B. C. D.二、非选择题7(1994全国)现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，请从图4-2中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，测定Na2O2试样的纯度(可供选用的反应物只有CaCO3固体，6mol L-1 HCl和蒸馏水)。 请填写下列空白：(1)写出实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式_(2)应选用的装置是(只要求写出图中装置的标号)_。 (3)所选用装置的连接顺序应是_ (填各接口的字母，连接胶管省略)。 8（1997上海） 某课外活动小组学生模拟呼吸面具中的原理(过氧化钠与潮湿二氧化碳反应)，设计用图4-3所示仪器