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第8章 碱金属元素(2)

(1)与氧气反应

4Na+O2=2Na2O4Li+O2=2Li2O2Na+O2点燃Na2O2

2K+O2=K2O2(过氧化钾、淡黄色)

2K+O2=KO2(超氧化钾)

(2)与Cl2、S反应

2Na+Cl2点燃2NaCl(白烟)2K+Cl2=2KCl(剧烈)

2Na+S点燃Na2S(爆炸)2K+S=K2S(剧烈爆炸)

2.与水反应

2Na+2H2O=2NaOH+H2

(轻→浮、热→球、氢→游、烈→叫)

2K+2H2O=2KOH+H2(剧烈、轻微爆炸)

3.与酸反应

2Na+2HCl=2NaCl+H2(剧烈、发生爆炸)

2K+2HCl=2KCl+H2(更剧烈、强烈爆炸)

4.与盐溶液

要点:先与水发生置换,再与盐发生复分解反应。

Na+CuSO4+H2O=Na2SO4+Cu(OH)2+H2(溶液由蓝色变无色,并有蓝色沉淀产生,还有气体生成)。

6K+2FeCl3+6H2O=6KCl+2Fe(OH)3+3H2(溶液由棕黄色变无色,并有红褐色沉淀产生,还原气体生成)。

小结:碱金属元素的性质与原子结构的变化规律随核电荷数的增加,电子层数依次增加,原子半径依次增大,还原性依次增强。即:Li<Na<K<Rb<Cs

(四)焰色反应

1.定义:(见课本第38页第三自然段)

2.作用:利用焰色反应,可以测定金属或金属离子的存在。

【习题精选】

一、选择题

1.下列对碱金属性质的叙述中,正确的是

A.都是银白色的柔软金属,密度都较小

B.单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物

C.碱金属单质与水剧烈反应生成碱和氢气

D.单质的熔、沸点随原子序数的增加而升高

2.在做焰色反应实验时,每次都要用某试剂清洗铂丝,该试剂是

A.Na2CO3溶液B.NaOH溶液C.硫酸D.盐酸

3.下列关于铯及其化合物的说法,不正确的是

A.氢氧化铯是一种强碱,易溶于水

B.铯与水或酸能剧烈反应,易溶于水

C.碳酸铯用酒精灯加热可以生成氧化铯和二氧化碳

D.硫酸铯、碳酸铯、硝酸铯都易溶于水

4.在反应中,钾元素失去电子被氧化的是

A.2K+2H2O=2KOH+H2

B.2K2O2+2H2O=4KOH+O2C.2KCl通电2K+Cl2

D.KOH+HCl=KCl+H2O

5.物质灼烧时火焰呈紫色,说明一定含有

A.钾原子B.钾离子

C.钾元素D.钾的化合物

6.下列各组中等质量的两种物质分别与足量盐酸作用,在相同状态下产生的二氧化碳质量相等的是

A.NaHCO3和KHCO3B.CaCO3和KHCO3

C.NaHCO3和K2CO3D.CaCO3和Na2CO3

7.钾与钠相比,下列叙述不正确的是

A.氧化性K+>Na+B.金属活动性K>NaC.离子半径K+>Na+

D.原子吸引电子的能力K>Na

8.有一无色晶体,放在无色火焰上灼烧呈现黄色火焰,该晶体的水溶液遇Ca(NO3)2产生白色沉淀,取该沉淀能跟浓H2SO4共热产生气体,该气体溶于水形成的溶液可用于刻划玻璃,该晶体是

A.Na2CO3B.NaF

C.NaNO3D.K2SO4

9.下列叙述不正确的是

A.随着电子层数增多,碱金属原子半径逐渐增大B.碱金属具有强还原性,则它们的离子氧化性也强C.随着碱金属原子半径的增大,单质的熔、沸点升高D.碱金属原子易失去电子,呈现+1价

10.两种钠盐晶体混合物,分装两支试管,其中一支加热时有CO2气体产生,另一支加水也有CO2气体产生。这两种盐可能是()

A.Na2CO3、NaHCO3

B.NaHCO3、NaHSO4

C.NaHCO3、NaCl D.Na2CO3、NaHSO3

答案:

1.A、C

2.D(A、B含钠,干扰焰色反应,硫酸难挥发。)

3.C(碱金属的碳酸正盐都很稳定,酒精灯的温度不能使其分解。)

4.A(化合价升高失电子,被氧化。)

5.C(焰色反应的颜色只取决于所含元素种类,而与该元素存在的形态无关,即无论是游离态还是化合态。)

6.B(质量相等时,只有摩尔质量也相等时,物质的量才相等,产生的二氧化碳气体体积才相等。)

7.A、D(金属单质越活泼,一般其离子的氧化性越弱。)

8.B(Ca2+和F-会结合生成难溶于水的CaF2,CaF2与浓H2SO4共热可生成HF,HF的水溶液会腐蚀玻璃。)

9.B、C(碱金属单质原子半径越大,熔沸点越低。)

10.B(HCO-3+HSO-4=H2O+CO2+SO2-4,2NaHCO3△Na2CO3+CO2+H2O)

二、填空题

1.a克固体NaHCO3经加热一段时间后变为b克,则(1)有克NaHCO3尚未分解,产生克;(2)b值为时Na2CO3,表示NaHCO3完全分解。

2.已知A、B、C、D、E、F、G、H、I种物质,它们之间有下述反应关系:根据以上关系写出:

(1)化学式:A;B;H。

(2)化学方程式:H+CF+D;D+IC。

答案:

1.(1)84b-53a31;53(a-b)31(2)53a84

2.A:NaHCO3 B:KClO3 H:Na2O2

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O

三、计算题

某碱金属R及其氧化物R2O的混合物5.4g,与足量的水反应后生成8g碱,判断:(1)此混合物中含有哪种碱金属;

(2)原混合物中R和R2O的质量各是多少克?

答案:

(1)碱金属是钠,(2)Na为2.3g,Na2O为3.1g2R+H2O=2ROH+H2R2O+H2O=2ROH2Rg(2R+34)g(2R+16)g(2R+34)g2R×82R+348g8×(2R+16)2R+348g根据题意有:2R×824+34<5.4<(2R+16)×82R+34

即:10.7<R<35.3该金属为Na(2)2Na+2H2O=2NaOH+H2Na2O+H2O=2NaOH46gx=80gy62g5.4g-x=80g8g-y解方程方式组:x=2.3g5.4g-2.3g=3.1g答:(略)

【典型例题】

例1下面有关碱金属的叙述正确的是

A.碱金属的阳离子随核电荷增加,氧化性渐弱而还原性渐强B.碱金属的原子半径越大,越易失电子,其还原性越强C.随核电荷增大,碱金属单质的熔点一定渐低,密度一定越大D.碱金属单质的金属性强,均易与氯、氧、氮发生反应分析:A不正确。碱金属的阳离子随核电荷加大,得电子还原为单质的能力会越弱,即氧化性越弱,但不是还原性越强。因为它们不能再失电子做为还原剂,所以没有还原性。

C不正确。因为金属钾例外,其熔点和密度均比钠小。

D不正确。因为碱金属中除锂外,均不与氮气直接反应。

解答:B

点拨:注意有些规律性知识的一般性和特殊性,不应绝对化地去认识某些规律性。

例2有4种固体A、B、C、D,将它们分别加水,均得无色溶液。测得A溶液有强碱性,D溶于水时也得强碱并放出无色气体F。将它们的溶液进行焰色反应,则A、B、C的焰色均呈浅紫色;D的焰色为黄色的焰色。A、B、C溶液加入盐酸,则B、C溶液均有气体E放出,A则放出热而无明显现象。气体E与溴水或品红溶液无反应,但遇Ba(OH)2溶液出现白色沉淀。又知反应:①溶液中:A+BC;②B(固)AE+H2O+C;③C+E溶液B溶液;④E+A溶液(不足量)B;⑤E+A溶液(过量)C溶液;⑥D+EF+固体。试回答:(1)写出化学式:A,B,C,D,E。

(2)写出离子方程式:反应①,反应③。

分析:由题给信息的焰色反应可知A、B、C是钾的化合物,D是钠的化合物;且较容易判断出D为Na2O2,A为KOH。随之对E为CO2也较易据题意判断得出。将这些初步判断代入反应①~⑥,不仅检验了原判断正确,还由②知B为KHCO3,并在④中得到证实。由②知C为K2CO3也在⑤中得到证实。这些反应由①~⑥依次为:KOH+KHCO3K2CO3+H2O

2KHCO3AK2CO3+CO2+H2OK2CO3+CO2+H2O2KHCO3

CO2+KOHKHCO3

CO2+2KOHK2CO3+H2O

2CO2+2Na2O2O2+2Na2CO3

解答(1)KOH、KHCO3、K2CO3、Na2O2、CO2

(2)①HCO-3+OH-CO2-3+H2O②CO2-3+H2O+CO22HCO-3

例3钠和铯都是碱金属元素,下列关于铯及其化合物的叙述中,不正确的是

A.无水硫酸铯的化学式是Cs2SO4

B.氢氧化铯是一种强碱

C.铯可以用电解它的熔融氯化物来制取

D.碳酸铯加热生成氧化铯和二氧化碳

分析:同一族元素化学性质相似,可根据我们比较熟悉的钠元素来判断题中的叙述。由于Na2CO3受热不分解,所以Cs2CO3受热也不分解。

答案:D

例4氢化钠(NaH)是一种白色的离子化合物,其中钠是+1价,与水反应放出H2,下列叙述正确的是

A.NaH的水溶液显酸性

B.NaH中的氢离子的电子层结构跟He原子相同C.NaH中的氢离子可被还原成H2

D.NaH的电子式为Na∶H

分析:根据题意,NaH与水反应的化学方程式为NaH+H2eONaOH+H2。

A中由于生成NaOH,溶液应显碱性;C中反应氢离子H-是被氧化生成H2;D中NaH是离子化合物,电子式为Na+[∶H]-;B中H-由电子式可看出,电子层结构与He相同。

答案:B

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