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1、1高中化学高中化学 58 个考点精个考点精讲讲5 5、碱金属元素、碱金属元素 1 复习重点复习重点 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、水、稀酸溶液反应，生成含（为碱金属）的离2O2ClRR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
2、质上的递变性。具体表现为：与反应越来越剧烈，产物越来越复杂，与反应越来越2O2H O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：金属和主要是用电解熔融氯化物的方法制取；金属因为易溶于盐不易分LiNaK 离，且电解时有副反应发生，故一般采用热还原法用从
3、熔融中把置换出来（不是普通的置换，NaKClK 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，然后在火焰上灼烧至无色，以除去能起焰色反应的少量杂质2(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
4、3 例题精讲例题精讲例例 1 已知相对原子质量：6.9，23，39，85。今有某碱金属 M 及其氧化物组成的LiNaKRb2M O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、 B、 C、 D、LiNaKRb 解析解析 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(A17)/Ag 10.8 g10.82(A17)/(2A16)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
5、)/(8)AAAA解得解得：35.3A10.7，从碱金属的相对原子质量可知该碱金属只能是钠。 答案答案 B 例例 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。将质量为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agbg量为。cg（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，测定的碱金属相对原子质量比实际值偏大还是偏小？2CaCl说明理由。 解析解析 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：，只要通过实验，取得一定质量(题设)的碱金属和足量的水反应产生的22
6、222MH OMOHHbg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。2H（1）依题设实验数据，碱金属与足量水反应产生的质量为。设所求碱金属的相对bg2H()abc g原子质量为，有，解得。x2 /2/()xb abc/()xb abc（2）无水氯化钙吸收水蒸气。若不用，则使测定值较实际值偏小。讨论上述表达式，不难知道，2CaCl若装置内的水蒸气外逸(反应放热，更容易使产生的水蒸气被带走)，则值减少，值增大，2Hc()abc3分式的分母增大，分数值即减小。小结小结 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的质MOH 量，本题亦可完成。例例 3 在
7、120时，将气体 A 3.88 g 通过足量的，放出，充分反应后固体的质量增加 2.28 g，22Na O2O试通过计算判断气体 A 的组成及各成分的质量。解析解析 120能和反应放出的气体有可能是和，因此首先判断 A 是什么物质？可22Na O2O2CO2H O采用极端假设法。解解 如果 A 都是，设其质量为，2H O1x2222224Na OH ONaOHOm32 42 182.28g1x，故假设不成立。120.523.88xgg如果 A 都是，设其质量为：2CO1y222232222Na OCONa COOm88 32 56 2.28g1y，故假设不成立。13.583.88ygg所以 A
8、 应为和的混合物2CO2H O设的质量为 g，的质量为 g，则，。2H Ox2COy3.884 /(2 18)(56 /88)2.88xygxyg 0.36 3.52xg yg 4例例 4 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，并得到密度为的溶液 1，则溶液中溶质的质量分数可能是 3g cmALA、 B、 C、 D、(0.8/)%(0.48/)%(0.32/)%(0.7/)%解析解析 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，相对原子质量为，则，故。相对
9、原子质量小于 35 的(7 )x xga0.27xagg35a 碱金属只有和，所以本题中碱金属可能为和。LiNaLiNa 答案答案 A、B 例例 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。 解析解析 发生的反应有： Na2OH2O2NaOH2Na2O22H2O4NaOHO2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 O
10、278 440 32x (440x) / (278) 32x / (278)Na OH O2NaOH62 240y (240y) / 62222222溶液的总质量为：70 g98 g32x(278) 由上述关系量可列二元一次方程组为 xy70 g(440x)(278)(240y)6270 g98 g32x ()278100%50% 解得：x39 g y31 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
11、NaB.可能有 Na、也可能有 KC.一定有 KD.一定有 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53.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 CH3COOHHOCH2CH2OH 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
12、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.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
13、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 L H2(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，其阴离子只有过氧离子 O和超氧离子 O 两126782 2 2种，则此晶体中，O与 O 的物质的量之比为2 2 2A.21B.11C.12D.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 mol。将它们加热至 300,经充分反应后排出气体，写出各容器内
14、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 。611.(10 分)为了制取纯净干燥的气体 A，可用下图所示
15、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。(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
16、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.Na2OB.Na2O2C.KO2D.RbO313.(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 表示原混合物中 NaOH 的物质的量分数，试回答：7(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
17、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/gNaOH100NaHCO39Na2CO330(1)写出制取过程中反应的化学方程式。(2)若提供 100 g 水，则需 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
18、.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 0.5 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
19、常在定量条件下先考虑 CO2和 Na2O2的反应情况。答案：A.1 mol Na2CO3、1 mol NaOH B.1 mol Na2CO3 C.1 mol CaCO3、 1 mol Na2CO3 CAB10.（1）4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2 （2）0.611 （3）138（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=2K2CO33O24RbO32CO2=2R2CO35O2 AB13.(1)0.5A (2)0.75A(3)0x0.5 时，y=0.5A；0.5x1 时，y=xA14.(1)2HCl+CaCO3=CaCl2H2OCO2 CO2NaOH=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