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1、学习必备欢迎下载第五讲碱金属元素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（1）碱金属元素单质的化学性质：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2O、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；2）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：与2O反 应 越 来 越 剧 烈 ， 产
2、物 越 来 越 复 杂 ， 与2H O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 ：CsOHRbOHKOHNaOHLiOH；（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，它们又都能与水、水溶液、醇溶液等发生反应产生氢气，是易燃易精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 11 页学习必备欢迎下载爆物质，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、
3、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
4、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：Li6.9，Na23，K39，Rb85。今有某碱金属M 及其氧化物2M O组成的混合物10.8 g，加足量水充分反应后，溶液经蒸发和干燥得固体16 g，据此可确定碱金属M 是 A、LiB、NaC、KD、Rb解析设 M 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：22222MH OMOHH222M OH OMOH10.8 g10.8(A 17)/Ag 10.8 g10.82(A
5、 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：10.8(17) /1610.8(17) /(8)AAAA。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cg。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 11 页学习必备欢迎下载（1）列出计算该碱金属相对原子质量的数学表达式；
6、（2）无水氯化钙的作用是什么？如果不用2CaCl，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。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：22222MH OMOHH，只要通过实验，取得一定质量(题设bg)的碱金属和足量的水反应产生的2H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。（ 1）依题设实验数据，bg碱金属与足量水反应产生2H的质量为()abc g。设所求碱金属的相对原子质量为x，有2 / 2/()xbabc，解得/()xbabc。（2）无水氯化钙吸收水蒸气。若不用2CaCl，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
7、逸(反应放热，更容易使产生的水蒸气被2H带走 )，则c值减少，()abc值增大，分式的分母增大，分数值即减小。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 120时，将气体A 3.88 g 通过足量的22Na O，放出2O，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量。解析120能和22Na O反应放出2O的气体有可能是2CO和2H O，因此首先判断A 是什么物质？可采用极端假设法。解如果 A都是2H O，设其质量为1x，2222224Na OH ONaOHOm精选学习资料 - - - -
8、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 11 页学习必备欢迎下载2 18 32 4 1x 2.28g 120.523.88xgg，故假设不成立。如果 A 都是2CO，设其质量为1y：222232222Na OCONa COOm 88 32 56 1y 2.28g 13.583.88ygg，故假设不成立。所以 A 应为2CO和2H O的混合物设2H O的质量为x g ，2CO的质量为y g ，则3.884 /(2 18)(56 /88)2.88xygxyg，0.363.52xgyg。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
9、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3g cm的溶液 1L，则溶液中溶质的质量分数可能是 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 11 页学习必备欢迎下载A、(0.8/)% B、(0.48/)% C、(0.32/)% D、(0.7 /)%解析汞不能与水反应，碱金属(M) 与水反应的化学方程式为：22222MH OMOHH。设 M 质量为(7 )x xg，相对原子质量为a，则0.27xagg，故35a。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。答案A、B例 5 将
10、 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：Na2OH2O2NaOH 2Na2O2 2H2O4NaOHO2设混合物中Na2O2、Na2O 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O2质量。2Na O2H O4NaOH O278 440 32x (440 x) / (278) 32x / (278)Na OH O2NaOH62 240y (240y) / 62222222溶液的总质量为：70
11、g98 g32x(2 78) 由上述关系量可列二元一次方程组为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 11 页学习必备欢迎下载xy70 g(440 x)(278)(240y)6270 g98 g32x ()278100%50%解得： x39 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 NaB.可能有 Na、也可能有KC.一定有 KD.一定
12、有 Na、也可能有K2.电子工业制造光电管时，需要一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.放射性元素B.A 族元素C.卤化银D.A 族元素3.某温度下，w g 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w g。 在 H2CO CO 和 H2的混合气 HCHO CH3COOH HOCH2CH2OH 中，符合题意的是A.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不是过氧化锂B.碳酸锂受强热很难分解C.
13、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(Li3N）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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 11 页学习必备欢迎下载B.与水反应时，水都作氧化剂D.二者与盐酸反
14、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酸中，完全反应时收集到1.13 LH2(标准状况 )，则另一种金属可能是K Mg Al Li Rb FeA.B.C.D.8.钾与氧组成的某种离子晶体，含钾的质量分数是12678，其阴离子只有过氧离子O22和超氧离子O2两种，则此晶体中，O22与 O2的物质的量之比为A.21 B.11 C.1 2 D.13 二、非选择题（共60 分）9.（8 分）在三个密闭容器内分别装有：A.Na2O2和 NaHCO3，B.Na2O2和 NH4HCO3，C.Na2O2和 Ca（HCO3）2，其中每种物质均为1 m
15、ol。将它们加热至 300,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Na2O2可吸收 CO2放出 O2，若用超氧化钾（KO2）代替 Na2O2也可起同样的作用。（1）写出 KO2与 CO2反应的化学方程式。（2）1 kg Na2O2和 1 kg KO2分别跟 CO2反应，生成的O2的质量比为。（3）等质量的CO2分别与足量的Na2O2、KO2反应，生成的O2的质量比为。（4）你认为选用作补氧剂更合适，理由是。11.(10 分)为了
16、制取纯净干燥的气体A，可用下图所示装置，生成A 的速度可通过滴入液体B 的速度控制。已知A 是一种无色、无味、不能使酸碱指示剂变色，也不会在空气中燃烧的气体。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 11 页学习必备欢迎下载(1)A 是。(2)若 C 是一种淡黄色固体，则烧瓶中发生反应的化学方程式为。(3)若 C 是一种黑色粉末，则B 物质是，C 物质的作用是。(4)洗气瓶中的试剂是，其作用是。12.(8 分)已知氧化物有：普通氧化物，如Na2O；过氧化物，如Na2O2；超氧化物，如KO2；臭氧化物，如RbO3。其中后三种均能与水
17、或CO2反应产生O2，试分别写出KO2、RbO3与 CO2反应的化学方程式：现已用平底烧瓶收集得到CO2，在瓶内有一只紧扎在玻璃管末端的气球，如上图所示。 打开塞子迅速往瓶里加入下列物质中的(填序号 )，立即塞紧塞子，一段时间后，气球就会自动膨胀起来。A.Na2O B.Na2O2C.KO2D.RbO3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 11 页学习必备欢迎下载13.(12 分)由 NaOH 和 NaHCO3组成的固体混合物A mol 置于密闭容器中加热至200，充分反应后排出气体，得残余固体y mol。若以 x 表示原混合物
18、中 NaOH 的物质的量分数，试回答：(1)当 x=25%时， y 的值；(2)当 x=75%时， y 的值；(3)若以 x 为横坐标， y 为纵坐标，在图中画出x、y 的关系曲线，并求出y=f(x)的关系式。14.(12 分)用 NaOH、H2O、大理石和盐酸制取33 g 纯 NaHCO3，请参照物质的溶解度回答下列问题：25溶解度 /g NaOH 100 NaHCO3 9 Na2CO3 30 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 11 页学习必备欢迎下载(1)写出制取过程中反应的化学方程式。(2)若提供 100 g 水，则
19、需 NaOH 的物质的量为多少?(3)简述实验的操作过程。(4)在上图反映上述实验过程的图象中，标出A 点即当n(CO2) n(NaOH)=1/3 ，且 n(CO2)0.125 mol 的位置，并判断此时所得盐的组成及其物质的量。参考答案一、 1.解析：钠的焰色反应为黄色，钾的焰色反应为淡紫色，在观察钾的焰色时必须排除黄光的干扰。答案： D2.D3.解析：组成要符合（CO）n（H2）m的形式答案： D4.BC 5.C 6.D 7.C 8.C二、 9.解析：在A 中： 1 mol NaHCO3分解生成 0.5 mol CO2和 0.5 mol H2O 和 0.5 mol Na2CO3，若先考虑0
20、.5 mol CO2与 Na2O2反应则有2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2， 故消耗 0.5 mol Na2O2， 生成 0.5 mol Na2CO3， 然后 0.5 mol H2O 和 0.5 mol Na2O2刚好完全反应生成1 mol NaOH ， 故因为 Na2CO3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 11 页学习必备欢迎下载和 NaOH 不反应，结果相同，但应注意，若CO2过量，则CO2可和生成NaOH 反应，而转化为H2O 过量，因此通常在定量条件下先考虑CO2和 Na2O2的反应情况。答案： A.
21、1 mol Na2CO3、1 mol NaOH B.1 mol Na2CO3C.1 mol CaCO3、 1 mol Na2CO3CAB10.（ 1）4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2（2）0.611 （3）1 3（4）KO2因等质量的KO2与 CO2反应时放出的O2的量更多11.(1)O2(2)2Na2O22H2O=4NaOH+O2(3)H2O2催化剂(4)浓 H2SO4干燥氧气12.4KO22CO2=2K2CO3 3O24RbO32CO2=2R 2CO35O2AB13.(1)0.5A(2)0.75A(3)0 x0.5 时， y=0.5A ；0.5x1 时， y=xA14.(1)2HCl+CaCO3=CaCl2H2OCO2CO2 NaOH=NaHCO3(2)0.5 mol NaOH(3)称取 20 g NaOH 放入烧杯中，加100 g H2O，不断搅拌，使之溶解，等冷却后，通入过量CO2气体。过滤，用滤纸将滤渣表面的水吸干。(4)A 点标注略 0.125 mol 正盐精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 11 页