堿金屬元素(2)

1、堿 金 屬 元 素,Li Na K Rb Cs 最外層電子 1個(gè),一、堿金屬的原子結(jié)構(gòu),堿 金 屬 元 素,核電荷數(shù)依次增大 電子層數(shù)依次增多 原子半徑依次增大 失電子能力依次增強(qiáng) 單質(zhì)的還原性依次增強(qiáng) M+的氧化性依次減弱,結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)。這是學(xué)習(xí)化學(xué)的一個(gè)重要思維方法。,相似性：,二、堿金屬單質(zhì)的物理性質(zhì) （Li Cs ),銀白色（銫略帶金色）,柔軟,密度小,熔沸點(diǎn)低,有展性,導(dǎo)電和導(dǎo)熱性強(qiáng),遞變規(guī)律：,熔點(diǎn)和沸點(diǎn)逐漸降低,密度增大（鉀除外，鉀密度比鈉?。?三. 堿金屬的化學(xué)性質(zhì),（與鈉相比較）,（1）與非金屬反應(yīng),與O2反應(yīng)：,MH與H2O反應(yīng)：MH+H2O = MOH+H2

2、,-1 +1 0,請分析化合價(jià)變化情況,現(xiàn)象：,反應(yīng)劇烈，鉀熔成小球在 液面快速游動(dòng)，生成的氫氣燃 燒，并發(fā)生輕微爆炸。反應(yīng)后 溶液變紅。,反應(yīng)：,2K + 2H2O = 2KOH + H2,結(jié)論：,鉀的還原性比鈉更強(qiáng),（2）與水反應(yīng),銫與水的反應(yīng),堿金屬原子結(jié)構(gòu)及單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),結(jié)構(gòu) 性質(zhì),決 定,相 似 性,差 異 性,最外層只有 一個(gè)電子,從LiCs 電子層數(shù)增多 原子半徑增大,易失電子，強(qiáng)金屬性（強(qiáng)還原性）,與氧氣、鹵素、硫等非金屬反應(yīng)，生成離子化合物,與水反應(yīng)置換出氫氣,與水反應(yīng)越來越劇烈，與氧氣反應(yīng)產(chǎn)物越來越復(fù)雜,與非金屬反應(yīng)越來越劇烈,失電子能力增強(qiáng)，金屬性增強(qiáng),四. 堿金屬元素

3、的存在、制備和用途,1. 存在：均以化合態(tài)存在。,鈉和鉀有較高的豐度，其主要礦物有鈉長石、鉀長石、光鹵石KClMgCl26H2O、明礬石K2SO4 Al2(SO4)3 24H2O等。海水中的KCl約是NaCl的1/40。Li、Rb、Cs在自然界中儲(chǔ)量較少而且分散，故列為稀有金屬。,2. 制備：要使M+M，通常采用熔融鹽電解法（利用外加電源來迫使M+ 接受電子轉(zhuǎn)變被還原成為M）。,3. 用途：Li: 制催化劑、電池、合金、高強(qiáng)度玻璃； K: 肥料； Rb、Cs：制光電管。,練習(xí)：,寫出鉀與下列溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式 氯化鈉 氯化鎂,2K + 2H2O = 2KOH + H2,2KOH + MgCl

4、2 = 2KCl + Mg(OH)2,合并：2K + MgCl2 + 2H2O = 2KCl + Mg(OH)2 +H2 ,2K + 2H2O = 2KOH + H2,練習(xí)：,鋰與鈉、鉀的性質(zhì)相似。鈉、鉀保存在煤油里，鋰是否也可保存在煤油里？（煤油的密度為0.78g/cm3),少量的鋰可保存在密度更小的石蠟油里。,不可以。因鋰的密度是0.534g /cm3， 小于煤油的密度，它不會(huì)浸沒在煤油里。,問題探究,至今為止，我們鑒定物質(zhì)，通常用哪些方法（根據(jù)什么現(xiàn)象判斷） ？,鑒定鉀、鈉和它們的化合物，能用這些方法嗎？為什么？,檢驗(yàn)物質(zhì)的方法, 顏色改變法,酸能使紫色石蕊試液變紅, 生成沉淀法,Ag+

5、 + Cl- =AgCl,Ba2+ + SO42- = BaSO4, 生成氣體法,2H+ + SO32- = H2O +SO2,NH4+ + OH- = NH3 + H2O,碘遇淀粉變藍(lán),Na+ K+ 無色,鉀鹽和鈉鹽均溶于水,某些金屬或金屬化合物灼燒時(shí)使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色，在化學(xué)上叫做焰色反應(yīng)。,定義：, 點(diǎn)燃酒精燈(最好用煤氣燈,火焰顏色較淺),操 作, 鉑絲在酒精燈上灼燒至火焰呈原色, 鉑絲蘸取固體或溶液灼燒,觀察。,若是鉀元素，應(yīng)透過藍(lán)色鈷玻璃，, 鉑絲用稀鹽酸洗凈，在火焰上灼燒至原色。 （能不能用稀硫酸）,濾去遮蓋紫色的黃光。,五、焰色反應(yīng),鉀 紫色（透過藍(lán)色鈷玻璃）,注意： 是物理

6、性質(zhì)，屬元素性質(zhì)，與價(jià)態(tài)無關(guān)。,焰 色,鈉 黃色,鈣 磚紅色 鍶：洋紅色,銅 綠色 鋰：紫紅色,鋇：黃綠色,焰色反應(yīng),觀察鉀的焰色反應(yīng)為什么需透過藍(lán)色的鈷玻璃?,因?yàn)樵阝浀幕衔镏型煊幸恍┾c的化合物（不易分離），在進(jìn)行焰色反應(yīng)時(shí)，由于鈉元素的存在（焰色反應(yīng)呈黃色）干擾了鉀的焰色反應(yīng)（紫色）的觀察，必須把黃色的光濾去，由光的互補(bǔ)色原理可知，黃色與藍(lán)色互為互補(bǔ)色，用藍(lán)色的鈷玻璃可將黃色的光濾去，即可清楚地觀察到鉀的焰色-紫色。,思考：,常用的鉀肥有哪些？ 施用鉀肥應(yīng)注意哪些問題？,有 KCl , K2SO4 , K2CO3（草木灰的主要成分）,防止雨水淋失,氮磷鉀三種肥料的合理配合。,1. 通

7、常的合金多呈固態(tài)，而鈉鉀合金卻是液態(tài)。 2. 堿金屬單質(zhì)在空氣或氧氣中燃燒時(shí)，生成過氧化物甚至比過氧化物更復(fù)雜的氧化物，而Li只生成Li2。 3. 堿金屬單質(zhì)的密度一般隨核電荷數(shù)增大而遞增，但K的密度比Na小。 4. 堿金屬單質(zhì)一般跟水劇烈反應(yīng)，但Li跟水反應(yīng)緩慢(LiOH溶解度小)。 5. 堿金屬單質(zhì)因其活動(dòng)性強(qiáng)，多保存在煤油中，而Li卻因密度比煤油更小，Li只能保存在液體石蠟中。6. 堿金屬的鹽一般都易溶于水，但Li2CO3卻微溶。7. 一般說，酸式鹽較正鹽溶解度大，但NaHCO3卻比Na2CO3溶解度小。,規(guī)律與特例,例: 在空氣中放置的KOH固體，經(jīng)分析含水2.8%，含K2CO3 37

8、.8%。取1g該KOH樣品投到含1.825gHCl的鹽酸中，為中和多余HCl 又用去1.85gKOH固體，蒸發(fā)中和后的溶液能得到固體多少克？,分析： KOH + HCl = KCl + H2O,K2CO3 + 2HCl = 2KCl + H2O + CO2,KCl Cl-, HCl,36.5,1.825g,得到的固體是氯化鉀，根據(jù)氯離子守恒求解,39+35.5,Xg,x = 3.725g,3.一塊表面已部分氧化的鈉塊質(zhì)量為1.08g，投入100g水中，放出氫氣0.02g。求： 鈉塊中所含游離態(tài)鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； 原金屬鈉被氧化的鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； 反應(yīng)后生成的氫氧化鈉溶液中，溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。,練習(xí)：, 2Na -H2 -2NaOH 0.02mol 0.01mol 0.02mol,m(Na)=0.46g Na%=0.46g/1.08g 42.59%,n(Na2O)=(1.08g0.46g)/62gmol-1 = 0.01mol, 2Na-Na2O -2NaOH 0.02mol 0.01mol 0.02mol,Na(被氧化)%=50%, m(反應(yīng)后溶液) = 1.08g+100g0.02g=101.06g m(NaOH)=0.04mol40gmol-1=1.6g=1.6g/101.06g 1.58%,作業(yè),將Na2O2和NaHCO3固體混合物置于密閉容器中加熱充分反應(yīng)