[推薦]高中化學(xué)專題講座---堿金屬

1、堿金屬1鈉鈉的物理性質(zhì)很軟，可用小刀切割；具有銀白色金屬光澤(但常見的鈉的表面為淡黃色)；密度比水小而比煤油大(故浮在水面上而沉于煤油中)；熔點(diǎn)、沸點(diǎn)低；是熱和電的良導(dǎo)體鈉的化學(xué)性質(zhì)(1) Na與O2反應(yīng)：常溫下： 4Na + O22Na2O，2Na2O + O22Na2O2 (所以鈉表面的氧化層既有Na2O也有Na2O2，且Na2O2比Na2O穩(wěn)定)加熱時(shí)： 2Na + O2Na2O2(鈉在空氣中燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成淡黃色固體)(2)Na與非金屬反應(yīng)：鈉可與大多數(shù)的非金屬反應(yīng)，生成+1價(jià)的鈉的化合物例如：2Na + C122NaCl 2Na + SNa2S(3)Na與H2O反應(yīng)化學(xué)方程式

2、及氧化還原分析： 離子方程式： 2Na + 2H2O2Na + 2OH + H2Na與H2O反應(yīng)的現(xiàn)象： 浮 熔 游 鳴 紅(4)Na與酸溶液反應(yīng)例如： 2Na + 2HCl2NaCl + H2 2Na + H2SO4Na2SO4 + H2由于酸中H濃度比水中H濃度大得多，因此Na與酸的反應(yīng)要比水劇烈得多鈉與酸的反應(yīng)有兩種情況：酸足量(過量)時(shí)：只有溶質(zhì)酸與鈉反應(yīng)酸不足量時(shí)：鈉首先與酸反應(yīng)，當(dāng)溶質(zhì)酸反應(yīng)完后，剩余的鈉再與水應(yīng)因此，在涉及有關(guān)生成的NaOH或H2的量的計(jì)算時(shí)應(yīng)特別注意這一點(diǎn)(5)Na與鹽溶液的反應(yīng)在以鹽為溶質(zhì)的水溶液中，應(yīng)首先考慮鈉與水反應(yīng)生成NaOH和H2，再分析NaOH可能發(fā)

3、生的反應(yīng)例如，把鈉投入CuSO4溶液中：2Na + 2H2O2NaOH + H2 2NaOH + CuSO4Cu(OH)2 + Na2SO4注意：鈉與熔融的鹽反應(yīng)時(shí)，可置換出鹽中較不活潑的金屬例如：4Na + TiCl4(熔融) 4NaCl + Ti實(shí)驗(yàn)室中鈉的保存方法 由于鈉的密度比煤油大且不與煤油反應(yīng)，所以在實(shí)驗(yàn)室中通常將鈉保存在煤油里，以隔絕與空氣中的氣體和水接觸鈉在自然界里的存在：由于鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑，故鈉在自然界中只能以化合態(tài)的形式(主要為NaCl，此外還有Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等)存在鈉的主要用途(1)制備過氧化鈉(原理：2Na + O2Na2O2)(2)NaK合

4、金(常溫下為液態(tài))作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑(原因：NaK合金熔點(diǎn)低、導(dǎo)熱性好)(3)冶煉如鈦、鋯、鈮、鉭等稀有金屬(原理： 金屬鈉為強(qiáng)還原劑)(4)制高壓鈉燈(原因： 發(fā)出的黃色光射程遠(yuǎn)，透霧能力強(qiáng))2鈉的化合物過氧化鈉物理性質(zhì)淡黃色固體粉末化學(xué)性質(zhì)與H2O反應(yīng)2Na2O2 + 2H2O 4NaOH + O2現(xiàn)象：反應(yīng)產(chǎn)生的氣體能使余燼的木條復(fù)燃；反應(yīng)放出的熱能使棉花燃燒起來與CO2反應(yīng)2Na2O2 + 2CO2 2Na2CO3 + O2 說明：該反應(yīng)為放熱反應(yīng)強(qiáng)氧化劑能使織物、麥稈、羽毛等有色物質(zhì)褪色用 途呼吸面具和潛水艇里氧氣的來源；作漂白劑說明 (1)Na2O2與H2O、CO2發(fā)生反應(yīng)的電子

5、轉(zhuǎn)移情況如下： 由此可見，在這兩個(gè)反應(yīng)中，Na2O2既是氧化劑又是還原劑，H2O或CO2只作反應(yīng)物，不參與氧化還原反應(yīng)(2)能夠與Na2O2反應(yīng)產(chǎn)生O2的，可能是CO2、水蒸氣或CO2和水蒸氣的混合氣體(3)過氧化鈉與水反應(yīng)的原理是實(shí)驗(yàn)室制氧氣方法之一，其發(fā)生裝置為“固 + 液 氣體”型裝置碳酸鈉與碳酸氫鈉Na2CO3NaHCO3俗名純堿、蘇打小蘇打顏色、狀態(tài)白色粉末碳酸鈉結(jié)晶水合物的化學(xué)式為Na2CO3·10H2O白色晶體無結(jié)晶水合物水溶性易溶于水溶于水，但溶解度比Na2CO3小熱穩(wěn)定性加熱不分解加熱易分解化學(xué)方程式為：2NaHCO3 Na2CO3 + CO2+ H2O與酸反應(yīng)較緩

6、慢反應(yīng)分兩步進(jìn)行：CO32+ H= HCO3HCO3+ H= CO2+ H2O較劇烈，放出CO2的速度快HCO3+ H= CO2+H2O與NaOH反應(yīng)不反應(yīng)NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O酸式鹽與堿反應(yīng)可生成鹽和水與CaCl2溶液反應(yīng)CO32+ Ca2= CaCO3不反應(yīng)。Ca(HCO3)2溶于水鑒別方法固態(tài)時(shí)： 分別加熱，能產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁氣體的是NaHCO3溶液中： 分別加入CaCl2或BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生的是Na2CO3主要用途用于玻璃、制皂、造紙等制燒堿用作制糕點(diǎn)的發(fā)酵粉用于泡沫滅火器治療胃酸過多相互關(guān)系說明 (1)由于NaHCO3在水中的溶解度

7、小于Na2CO3，因此，向飽和的Na2CO3溶液中通入CO2氣體，能析出NaHCO3晶體(2)利用Na2CO3溶液與鹽酸反應(yīng)時(shí)相互滴加順序不同而實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同的原理，可在不加任何外加試劑的情況下，鑒別Na2CO3溶液與鹽酸*侯氏制堿法制NaHCO3和Na2CO3的原理 在飽和NaCl溶液中依次通入足量的NH3、CO2氣體，有NaHCO3從溶液中析出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NH3 + H2O + CO2 NH4HCO3 NH4HCO3 + NaCl NaHCO3+ NH4Cl2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2 3堿金屬元素堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)特征堿金屬元素包括鋰(Li)、鈉(Na

8、)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)和放射性元素鈁(Fr)(1)相似性：原子的最外層電子數(shù)均為1個(gè)，次外層為8個(gè)(Li原子次外層電子數(shù)為2個(gè))因此，在化學(xué)反應(yīng)中易失去1個(gè)電子而顯+1價(jià)(2)遞變規(guī)律：隨著堿金屬元素核電荷數(shù)增多，電子層數(shù)增多，原子半徑增大，失電子能力增強(qiáng)，金屬活動(dòng)性增強(qiáng)堿金屬的物理性質(zhì)(1)相似性：都具有銀白色金屬光澤(其中銫略帶金黃色)；柔軟；熔點(diǎn)低；密度小，其中Li、Na、K的密度小于水的密度；導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好(2)遞變規(guī)律：從Li Cs，隨著核電荷數(shù)的遞增，密度逐漸增大(特殊：K的密度小于Na的密度)，但熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸降低堿金屬的化學(xué)性質(zhì)堿金屬的化學(xué)性質(zhì)與鈉相似由于堿金屬元

9、素原子的最外層電子數(shù)均為1個(gè)，因此在化學(xué)反應(yīng)中易失去1個(gè)電子，具有強(qiáng)還原性，是強(qiáng)還原劑；又由于從Li Cs，隨著核電荷數(shù)的遞增，電子層數(shù)增多，原子半徑增大，原子核對(duì)最外層電子吸引力減弱，故還原性增強(qiáng)(1)與O2等非金屬反應(yīng)從Li Cs，與O2反應(yīng)的劇烈程度逐漸增加Li與O2反應(yīng)只生成Li2O： 4Li + O22Li2O在室溫下，Rb、Cs遇到空氣立即燃燒；K、Rb、Cs與O2反應(yīng)生成相應(yīng)的超氧化物KO2、RbO2、CsO2(2)與H2O反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為：2R + 2H2O = 2ROH + H2 (R代表Li、Na、K、Rb、Cs)從LiNa，與H2O反應(yīng)的劇烈程度逐漸增加K與H2O反應(yīng)時(shí)能夠燃燒并發(fā)生輕微爆炸；Rb、Cs遇H2O立即燃