犯其至难 图其至远 2013届化学备课组 马海林
五、碱金属的共性、递变性、和特性（M代表碱金属） 1．碱金属元素原子结构、单质性质、制法： 名称和符号 锂（Li） 钠（Na） 钾（K） 原子序数 3 11 19 原子结构结结 构简图 Lix Nax Kx 电子式 构 主要化合价 +1 +1 +1 相同点 最外层电子数相同，都是1个电子 不同点 原子核外电子层数不同，依次增多 原子、离子半依次递增 径 金属活动性 依次递增 单质还原性 依次递增 阳离子氧化依次递减 性 物理颜色和状态 银白色固体 333性质 密度 0．534g/cm 0.97g/cm 0.86g/cm 熔点 依次递减 沸点 依次递减 化学跟氧气反应 4Li+O2 性质 2Li2O 铷（Rb） 37 铯（Cs） 55 Rbx +1 Csx +1 1.523g/cm 31.8793g/cm 4Na+O2 2Na2O 2K+O2 K2O2 Rb+O Δ Cs+O2 2 Δ RbO2 2Na+O2 Δ K+O2 Δ Na2O2 KO2 CsO2 跟卤素反应 2M+X2 2MX（M、X2表示碱金属、卤素） 跟硫反应 2M+S M2S 与水反应 2M+2H2O 2MOH+H2↑ 反应剧烈程度：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs ++与酸反应 2M+2H 2M+H2↑ 与盐溶液反应如CuSO4） 制法 2MCl电解2M+Cl2↑（K：Na+KCl850℃K + NaCl ——此反应符合热平衡移动原理） 问题： 1、碱金属元素的物理性质随着核电荷数的增加有何递变规律？
（随着核电荷数的增加，密度逐渐增大，但钾的密度比钠的小，熔点和沸点逐渐降低） 2、碱金属单质的熔点和沸点递变规律与卤素单质的是否相同？试分析其原因。
（随着核电荷数的增加，碱金属单质的熔点和沸点逐渐降低；而卤毒单质的则是逐渐升高。原因是
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碱金属单质为金属晶体，卤素单质为分子晶体，故受热熔化时，破坏的作用力不同）
3、碱金属单质化学性质有那些共同点？
（1）最高正价均为+1价，无气态氢化物，能形成离子化合物，如NaH. （2）均为典型的活泼金属元素，其氧化物对应的水化物均为可溶性强碱 （3）均能与非金属元素单质反应
（4）与水反应均可表示为：2M+2H2O 2MOH+H2↑ （5）与盐溶液反应均是先与水反应，如与硫酸铜：
4、碱金属的碳酸盐与相应酸式盐相比，热稳定性那一种强？
（热稳定性：M2CO3＞ MHCO3 ＞H2CO3；溶解性：M2CO3＞MHCO3（Li除外） 5、“碳酸盐的溶解性大于其相应酸式盐的溶解性” ，这句话是否正确？ （碱金属的碳酸盐溶解性大于其酸式盐，如Na2CO3＞NaHCO3,但碳酸盐的溶解性不一定大于其酸式盐的，如：CaCO3＜Ca（HCO3）2，MgCO3＜Mg(HCO3)2 )
6、碱金属单质化学性质有什么递变性？
（1）与氧反应产物越来越复杂，反应剧烈程度：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs （2）与水反应越来越剧烈
（3）最高价氧化物对应的水化物的碱性越来越强 7、碱金属元素单质在性质上有哪些特殊性？
（1）氧化产物的特殊性：碱金属单质在空气中燃烧，只有锂生成氧化锂，其它的生成过氧 化物或更复杂的氧化物。
（2）碱金属单质的密度较小，其中锂的密度是所有金属中最小的 （3）碱金属单质的熔点都较低，只有锂高于100℃
（4）碱金属的碳酸盐中，只有碳酸锂难溶于水且受热易分解（与碳酸镁相似）
（5）碱金属的氢氧化物中，只有氢氧化锂的溶解度较小（仍可溶于水）且受热易分解（与氢 氧化镁相似），其它均易溶于水且受热难分解。
（6）钾、钠在常温下为固态，但钾钠合金在常温下为液态，可作原子反应堆的导热剂 （7）碱金属单质通常保存在煤油中，但因锂的密度小于煤油而只能保存在石蜡中。 8、工业上如何制备碱金属单质？
2MCl电解2M+Cl2↑（K：Na+KCl
850℃K + NaCl ——此反应符合热平衡移动原理）
六、焰色反应
1、焰色反应是物理变化还是化学变化？焰色反应实验的操作步骤是什么？应注意哪些问题？
（焰色反应是碱金属元素表现的性质，是物理变化。火焰尽可能无色，铂丝要洗干净，一般是在化学方法无效时才使用）
2、做焰色反应实验时，为什么铂丝用稀盐酸洗净而不用稀硫酸？
（因为多数金属氯化物的沸点低、易气化、不易在铂丝上残留，而金属硫酸盐的沸点高，易在铂丝上残留，干扰其它金属离子的检验。） 七、从草木灰中提取钾盐
1、草木灰的有效成分是什么？ （K2CO3、KCl 、K2SO4）
2、提取的实验步骤包括那几步？实验过程中每一步都分别用到哪些仪器？
（溶解——过滤——蒸发——冷却结晶；溶解——烧杯、玻璃棒；过滤——烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸；蒸发——蒸发皿、酒精灯、玻璃棒）
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3、在各个实验步骤中常用到玻璃棒，在每个过程中玻璃棒分别起了什么作用？
（溶解——搅拌，是为了加速溶解。过滤——引流； 蒸发——搅拌，为了防止液体受热飞溅）
4、过滤操作中有“二低三靠” 的说法，指的是什么？ 5、蒸发过程中是否应加热到水份完全蒸干才停止？
（当蒸发皿中有较多量的晶体析出时，应停止加热，用余热蒸干剩余的水分即可）
经典题例
1、将70g过氧化钠和氧化钠的混合物跟98g水充分反应后，所得的氢氧化钠溶液的质量分数为50%。试分别写出过氧化钠和氧化钠跟水反应的化学方程式，并计算混合物中过氧化钠和氧化钠的质量各为多少g？
思路分析：设混合物中Na2O2物质的量为x，Na2O物质的量为y，则有：
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ Na2O+H2O=2NaOH x 2x x/2 y 2y
78g/mol x+62g/mol y=70g 根据题意得方程组：(2x?2y)?40g/mol?100%?50%
98g?70g?(x/2)?32g/mol 解得：x=0.5mol y=0.5mol
则：m(Na2O2)=0.5mol×78g/mol=39g m(Na2O)=0.5mol×62g/mol=31g
答案：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、Na2O+H2O=2NaOH；Na2O2：39g、Na2O：31g 一题多解：上述反应式知，Na2O2与H2O反应Na2O2中既是氧化剂又是还原剂，产生的O2来自Na2O2，相当于2Na2O2=2Na2O+O2↑；若设Na2O2的物质的量X，则混合物与H2O反应可理解为将（70-16X）g Na2O与H2O作用。
根据题意，由钠离子守恒：
70g?16g/molX(70g?98g?16g/molX)?50%?2? 得：X=0.5mol。（以下略）
62g/mol40g/mol2、在长期载人太空飞行的宇航器中，每个宇航员平均每天需要消耗0.9 kg氧气，呼出1.0 kg二氧化
碳。为了能保持飞船座舱内空气成分的稳定，宇航科学家进行了大量的科学探索。有的科学家提出“金属过氧化物处理系统”，即不断把座舱内的空气通过盛有金属过氧化物（以过氧化钠为例）的容器，并把处理后的气体充入座舱。有关反应的化学方程式是①____________；②_________________；将处理后的气体充入座舱时，应注意采取的一项措施是____________。有人提出用超氧化钾（KO2）代替过氧化钠供氧，预计其优点是_________________。
解析：过氧化钠可与飞船座舱内的CO2和水蒸气反应：2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑，由于人呼出的CO2的质量远大于水蒸气的质量，故考虑CO2与Na2O2反应生成O2，由方程式计算知，宇航员呼出1.0 kg CO2与Na2O2反应产生的O2为0.36 kg，小于宇航员需要消耗的0.9 kg氧气，故需通过补充水蒸气，既用于补充所需的氧气，又能维持空气成分的稳定。KO2与CO2的反应方程式为：4KO2+2CO2====2K2CO3+3O2，可以计算1.0 kg CO2与KO2反应生成O2的质量为1.1 kg，与Na2O2相比释放的O2多。
答案：2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2 2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑ 补充适量的水蒸气 消耗等质量的CO2，KO2释放出的O2比Na2O2更多
3、18.4g 由NaOH和NaHCO3组成的固体混合物，在密闭容器中加热到250℃，经充分反应后排出气体，冷却后称得剩余固体质量为16.6g，试计算原混合物中NaOH的质量分数。
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解：若固体混合物18.4g全部为NaHCO3
2NaHCO3===加热==Na2CO3+CO2↑+H2O固体质量减少 168g------------------------------62g
18.4g----------------------------？=6.8g〉18.4-16.6=1.8g
所以，固体混合物不可能全为Na2CO3，必为NaOH和Na2CO3组成， 既然有NaOH剩余，所以放出的气体只能为水。
NaOH+NaHCO3 ===Na2CO3+H2O↑，该反应中，NaOH过量 ------84--------------18 -----?=8.4g-----------1.8g
NaOH质量分数：（18.4-8.4）/18.4*100%=54.35%
4、我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：
（1）上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为 。 （2）沉淀池中发生的化学反应方程式是 。 （3）写出上述流程中X物质的分子式 。 （4）使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了 （填上述流程中的编号）的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是 （5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加 （6）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有
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（a） 增大NH4的浓度，使NH4Cl更多地析出 （b） 使NaHCO3更多地析出
（c） 使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度
5、向100ml3mol/L的 NaOH溶液中缓慢通入一定量的 CO2，充分反应，测得最后溶液的PH＞7。
(1)、此时溶液的溶质如果是单一成分，可能是：_______________.如果是多种成分，可能是：________ (2)、在上述所得溶液中,逐滴缓慢滴加1mol/L的盐酸,所得气体(不考虑溶解于水)的体积与所加盐酸的体积关系如图所示: V(CO2) B
A 0 100 200 300 V[HCl]（aq)]/ml ① 加入盐酸200ml之前，无气体产生，写出OA段发生反应的离子反应方程式：________________ ② 产生的CO2在标准状况下的体积为_______________L ③ B点时，反应所得溶液中溶质的物质的量浓度是_____________mol/L(溶液体积变化忽略不计)
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