堿金屬元素知識點整理

1、第五講堿金屬元素1 復(fù)習(xí)重點堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)及物理性質(zhì)比較，堿金屬的化學(xué)性質(zhì)，焰色反應(yīng)實驗的操作步驟；原子的核外電子排布堿金屬元素相似性遞變性2難點聚焦（ 1）堿金屬元素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)：1）相似性：堿金屬元素在結(jié)構(gòu)上的相似性，決定了鋰、鈉、鉀、銣、銫在性質(zhì)上的相似性，堿金屬都是強(qiáng)還原劑，性質(zhì)活潑。具體表現(xiàn)在都能與O2 、Cl 2 、水、稀酸溶液反應(yīng)，生成含R （ R 為堿金屬）的離子化合物；他們的氧化物對應(yīng)水化物均是強(qiáng)堿；2）遞變性：隨著原子序數(shù)的增加，電子層數(shù)遞增，原子半徑漸大，失電子漸易，還原性漸強(qiáng)，又決定了他們在性質(zhì)上的遞變性。具體表現(xiàn)為：與O2反應(yīng)越來越劇烈，產(chǎn)物越來越復(fù)雜，與 H

2、2O 反應(yīng)越來越劇烈， 隨著核電荷數(shù)的增強(qiáng)，其最高價氧化物對應(yīng)的水化物的堿性增強(qiáng)：CsOHRbOHKOHNaOHLiOH ；（ 2）實驗是如何保存鋰、鈉、鉀：均是活潑的金屬，極易氧化變質(zhì)甚至引起燃燒，它們又都能與水、水溶液、醇溶液等發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，是易燃易爆物質(zhì)，存放它們要保證不與空氣、水分接觸；又因為它們的密度小，所以鋰只能保存在液體石蠟或封存在固體石蠟中，而將鈉、鉀保存在煤油中；法用（ 3）堿金屬的制?。航饘貺i 和 Na 主要是用電解熔融氯化物的方法制取；金屬K 因為易溶于鹽不易分離，且電解時有副反應(yīng)發(fā)生，故一般采用熱還原Na 從熔融 KCl 中把 K 置換出來（不是普通的置換，而是采

3、用置換加抽取的方法，屬于反應(yīng)平衡）；銣和銫一般也采用活潑金屬還原法制取。（4）焰色反應(yīng)操作的注意事項有哪些？(1) 所用火焰本身的顏色要淺，以免干擾觀察(2) 蘸取待測物的金屬絲本身在火焰上灼燒時應(yīng)無顏色，同時熔點要高，不易被氧化用鉑絲效果最好，也可用鐵絲、鎳絲、鎢絲等來代替鉑絲但不能用銅絲，因為它在灼燒時有綠色火焰產(chǎn)生(3) 金屬絲在使用前要用稀鹽酸將其表面的氧化物洗凈，然后在火焰上灼燒至無色，以除去能起焰色反應(yīng)的少量雜質(zhì)(4) 觀察鉀的焰色時，要透過藍(lán)色的鈷玻璃片，因為鉀中?；煊锈c的化合物雜質(zhì)，藍(lán)色鈷玻璃可以濾去黃色火焰，以看清鉀的紫色火焰3 例題精講例1已知相對原子質(zhì)量：Li6.9，Na

4、 23， K 39，Rb 85。今有某堿金屬M 及其氧化物2組成的混合物10.8 g，加足量水充分反應(yīng)后，溶液經(jīng)蒸發(fā)和干燥得固體16 g，據(jù)此可確定堿金屬M 是A 、 LiB、 NaC、 KD、 Rb解析設(shè) M 的相對原子質(zhì)量為A，當(dāng)設(shè)混合物全是堿金屬或全是堿金屬氧化物時有如下關(guān)系：2M2H2O2MOHH 2M 2OH 2O2MOH10.8 g 10.8 (A 17)/Ag10.8 g10.8 2(A 17)/(2A 16)g但實際上該混合物中堿金屬及其氧化物都存在，則可建立不等式：10.8( A17) / A1610.8(A17)/(A8) 。解得： 35.3A 10.7，從堿金屬的相對原子

5、質(zhì)量可知該堿金屬只能是鈉。答案B例2為了測定某種堿金屬的相對原子質(zhì)量，有人設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。該裝置(包括足量的水)的總質(zhì)量為ag 。將質(zhì)量為bg 的某堿金屬單質(zhì)放入水中，立即塞緊瓶塞，完全反應(yīng)后再稱量此裝置的總質(zhì)量為cg 。（ 1）列出計算該堿金屬相對原子質(zhì)量的數(shù)學(xué)表達(dá)式；（ 2）無水氯化鈣的作用是什么？如果不用CaCl 2 ，測定的堿金屬相對原子質(zhì)量比實際值偏大還是偏小？說明理由。解析本題測定未知堿金屬的相對原子質(zhì)量，所依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)原理是：2M2H 2 O 2MOHH 2，只要通過實驗，取得一定質(zhì)量(題設(shè) bg ) 的堿金屬和足量的水反應(yīng)產(chǎn)生的H 2 的質(zhì)量，即可根據(jù)化學(xué)方程式的計

6、算求得堿金屬的相對原子質(zhì)量。（ 1）依題設(shè)實驗數(shù)據(jù)，bg 堿金屬與足量水反應(yīng)產(chǎn)生H 2 的質(zhì)量為 (abc) g 。設(shè)所求堿金屬的相對原子質(zhì)量為x ，有 2x / 2b /(abc) ，解得xb /(abc) 。（ 2）無水氯化鈣吸收水蒸氣。若不用CaCl 2 ，則使測定值較實際值偏小。討論上述表達(dá)式，不難知道，若裝置的水蒸氣外逸(反應(yīng)放熱，更容易使產(chǎn)生的水蒸氣被H 2 帶走 )，則 c 值減少， (abc) 值增大，分式的分母增大，分?jǐn)?shù)值即減小。小結(jié)還可以另想其他方法進(jìn)行測定實驗。譬如，若獲得一定質(zhì)量的堿金屬與水反應(yīng)所得MOH 的質(zhì)量，本題亦可完成。例 3 在 120時，將氣體 A 3.88

7、 g 通過足量的Na2O2 ，放出 O2 ，充分反應(yīng)后固體的質(zhì)量增加2.28 g，試通過計算判斷氣體A 的組成及各成分的質(zhì)量。解析120能和 Na2 O2 反應(yīng)放出 O2 的氣體有可能是CO2 和 H 2 O ，因此首先判斷A 是什么物質(zhì)？可采用極端假設(shè)法。解如果 A 都是 H 2O ，設(shè)其質(zhì)量為x1 ，2Na2O22H 2 O 4NaOHO2m218324x12.28gx120.52 g3.88g ，故假設(shè)不成立。如果 A 都是 CO2 ，設(shè)其質(zhì)量為y1 ：2Na2O22CO22Na2 CO3O2m883256y12.28gy13.58 g3.88g ，故假設(shè)不成立。所以 A 應(yīng)為 CO2和

8、 H 2O 的混合物x y3.88gx0.36g設(shè) H 2O 的質(zhì)量為 x g ， CO2的質(zhì)量為 y g ，則，。4x /(2 18) (56 y /88) 2.88gy3.52g3例 4堿金屬 ( 如鋰、鈉、鉀、銣等 ) 溶于汞中形成良好的還原劑“汞齊” 。取某種堿金屬的汞齊7g，與足量水作用得到0.2g 氫氣，并得到密度為g cm的溶液 1L ，則溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能是 A、 (0.8/ )% B 、 (0.48/ )%C 、 (0.32/ )% D 、 (0.7 / )%解析汞不能與水反應(yīng)，堿金屬 (M) 與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2M 2H 2O2MOH H2 。設(shè) M 質(zhì)量為 x

9、( x7g ) ，相對原子質(zhì)量為a ，則 x 0.2ag7 g ，故 a 35。相對原子質(zhì)量小于 35 的堿金屬只有Li 和 Na ，所以本題中堿金屬可能為 Li 和 Na 。答案A 、B例 5將 70 g 過氧化鈉和氧化鈉的混合物跟98 g 水充分反應(yīng)后， 所得氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%。試分別寫出過氧化鈉和氧化鈉跟水反應(yīng)的化學(xué)方程式，并計算原混合物中過氧化鈉和氧化鈉的質(zhì)量各多少克。解析發(fā)生的反應(yīng)有：Na2O H 2O 2NaOH2Na O 2HO4NaOH O2222設(shè)混合物中 Na O、 Na O 的質(zhì)量分別為x、 y，由化學(xué)方NaOH 的質(zhì)量和O2質(zhì)量。程式分別解出生成的放出

10、的2222Na2 O 2 2H 2 O 4NaOHO2 27844032x(4 40 x) / (278) 32x / (278)Na2 OH 2 O 2NaOH62240y(240y) / 62溶液的總質(zhì)量為：70 g98 g 32x(2 78)由上述關(guān)系量可列二元一次方程組為xy 70 g(4 40 x) (278) (240y) 62 70 g 98 g 32x(2 78)100%50%解得： x 39 gy 31 g本題也可從下列角度入手列關(guān)系：由于NaOH溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50% ，因此在溶液中NaOH的質(zhì)量等于H2O的質(zhì)量4實戰(zhàn)演練1.用純凈的鉑絲蘸取某無色溶液在無色火焰上灼燒

11、，火焰呈黃色，說明該溶液中金屬離子A. 只有 NaB.可能有 Na 、也可能有K C.一定有 K D.一定有 Na 、也可能有K 2.電子工業(yè)制造光電管時，需要一種經(jīng)強(qiáng)光照射就失電子而接通電路的材料，制造這種材料的物質(zhì)應(yīng)屬于A. 放射性元素B.A族元素C.鹵化銀D. A 族元素3.某溫度下，w g 某物質(zhì)在足量氧氣中充分燃燒，其燃燒產(chǎn)物立即與過量的Na2O2 反應(yīng)，固體質(zhì)量增加w g。在 H2 COCO 和 H2的混合氣 HCHO CH3COOH HO CH2 CH2 OH 中，符合題意的是A. 均不符合B.只有C.只有D.全部符合4.已知鋰及其化合物的許多性質(zhì)與堿金屬差異較大，卻與鎂相似。下

12、面有關(guān)鋰及其化合物性質(zhì)的敘述不正確的是A. 鋰在過量氧氣中燃燒主要產(chǎn)物是氧化鋰而不是過氧化鋰B.碳酸鋰受強(qiáng)熱很難分解C.碳酸鋰的溶解度比碳酸氫鋰的大D.鋰可以與氮氣化合生成氮化鋰(Li 3N ）5.已知鋇的活潑性介于鈉和鉀之間，下列說法中正確的是A. 鋇可以從氯化鈉溶液中置換出鈉B.鋇可以從氯化銅溶液中置換出銅C.鋇可以從冷水中置換出氫而得到氫氣D.在水溶液中，鋇離子可以氧化金屬鈉6.Na3N 與 NaH 均為離子化合物，都能與水反應(yīng)放出氣體。下列有關(guān)敘述正確的是A. 二者中 Na 半徑都比陰離子大C.與水反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體都能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)B.與水反應(yīng)時，水都作氧化劑D.二者與鹽酸反

13、應(yīng)，前者可產(chǎn)生兩種鹽，后者只有一種鹽生成。7.將 2.3 g鈉與另一種金屬元素組成的合金放入足量鹽酸中，完全反應(yīng)時收集到1.13 LH2 (標(biāo)準(zhǔn)狀況 )，則另一種金屬可能是K Mg AlLi Rb FeA. B. C.D.8.鉀與氧組成的某種離子晶體，含鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是78126，其陰離子只有過氧離子O 22 和超氧離子O 2兩種，則此晶體中，O22與O 2 的物質(zhì)的量之比為A.2 1B.1 1C.1 2D.1 3二、非選擇題（共60 分）9.（ 8 分）在三個密閉容器分別裝有：A.NaO 和 NaHCO，B.NaO和 NH HCO ，C.Na O和 Ca（HCO ），其中每種物質(zhì)均為1 mol

14、 。將它們加熱至22 3224 32 232300 ,經(jīng)充分反應(yīng)后排出氣體，寫出各容器殘留的固體物質(zhì)名稱及其物質(zhì)的量。A， B， C相同濃度的足量稀 H 2SO4 與殘留物完全反應(yīng)，則消耗硫酸的體積從大到小的順序依次為。10.（ 10 分）呼吸面具中Na2O2 可吸收 CO2 放出 O2，若用超氧化鉀（KO 2）代替 Na2 O2 也可起同樣的作用。（1）寫出 KO 2 與 CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式。（2） 1 kg Na2O2 和 1 kg KO 2 分別跟 CO2 反應(yīng)，生成的O2 的質(zhì)量比為。（3）等質(zhì)量的 CO2 分別與足量的Na2O2、 KO 2 反應(yīng)，生成的 O2的質(zhì)量比為。（4）你

15、認(rèn)為選用作補(bǔ)氧劑更合適，理由是。11.(10 分 )為了制取純凈干燥的氣體A ，可用下圖所示裝置，生成A 的速度可通過滴入液體B 的速度控制。已知A 是一種無色、無味、不能使酸堿指示劑變色，也不會在空氣中燃燒的氣體。(1)A是。(2)若C 是一種淡黃色固體，則燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)若C 是一種黑色粉末，則B 物質(zhì)是， C物質(zhì)的作用是。(4)洗氣瓶中的試劑是，其作用是。12.(8 分 )已知氧化物有：普通氧化物，如Na 2O；過氧化物，如Na 2O2；超氧化物，如KO 2；臭氧化物，如RbO3。其中后三種均能與水或CO2 反應(yīng)產(chǎn)生O2，試分別寫出KO 2、 RbO3 與CO2 反應(yīng)

16、的化學(xué)方程式：現(xiàn)已用平底燒瓶收集得到CO2，在瓶有一只緊扎在玻璃管末端的氣球，如上圖所示。打開塞子迅速往瓶里加入下列物質(zhì)中的立即塞緊塞子，一段時間后，氣球就會自動膨脹起來。A.Na 2OB.Na 2O2C.KO 213.(12 分 )由 NaOH 和 NaHCO 3 組成的固體混合物 A mol 置于密閉容器中加熱至 200，充分反應(yīng)后排出氣體，得殘余固體y mol 。若以 x 表示原混合物中 NaOH 的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，試回答：(1)當(dāng) x=25% 時， y 的值；(2)當(dāng) x=75% 時， y 的值；(3)若以 x 為橫坐標(biāo)， y 為縱坐標(biāo)，在圖中畫出x、 y 的關(guān)系曲線，并求出y=f( x

17、)的關(guān)系式。14.(12 分 )用 NaOH 、 H O、石和鹽酸制取33 g 純 NaHCO ，請參照物質(zhì)的溶解度回答下列問題：2325溶解度 /gNaOH100NaHCO 39Na2CO330(1)寫出制取過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)若提供 100 g 水，則需 NaOH 的物質(zhì)的量為多少?(3)簡述實驗的操作過程。(4)在上圖反映上述實驗過程的圖象中，標(biāo)出A 點即當(dāng)n(CO2) n(NaOH)=1/3 ，且 n(CO2)0.125 mol 的位置，并判斷此時所得鹽的組成及其物質(zhì)的量。參考答案一、 1.解析：鈉的焰色反應(yīng)為黃色，鉀的焰色反應(yīng)為淡紫色，在觀察鉀的焰色時必須排除黃光的干擾。答

18、案：D2.D3.解析：組成要符合（CO） n（ H2） m 的形式答案：D4.BC5.C6.D7.C8.C二、 9.解析：在 A 中： 1 mol NaHCO3 分解生成0.5 mol CO 2 和 0.5 mol H2O 和 0.5 mol Na 2CO3，若先考慮0.5 mol CO 2 與 Na2O2 反應(yīng)則有2CO +2Na O =2NaCO+O ，故消耗 0.5 mol Na O ，生成 0.5 mol Na CO ，然后 0.5 mol H O 和 0.5 mol Na O23222232222322剛好完全反應(yīng)生成 1 mol NaOH ，故因為 Na CO2和 NaOH 不反應(yīng)，結(jié)果相同，但應(yīng)注意，若CO2 過量，則 CO2 可和生成 NaOH 反應(yīng)，而轉(zhuǎn)化為H2O 過量，因此通常在定量條件下CO2 和 Na2O先考慮2 的反應(yīng)情況。答案： A.1 mol Na 2CO3、 1 mol NaOHB.1 mol Na 2CO3C.1 mol CaCO 3、 1 mol Na 2CO3CA B10.（ 1） 4KO+2CO=2K2+3O（ 2） 0.61 1（3） 1 322CO32（4） KO 2因等質(zhì)量的 KO 2 與 CO2 反應(yīng)時放出的O2 的量更多11.(1)O(2)2