52碱金属元素Word文档下载推荐.docx

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其中钠元素以Na+形式存在，两个氧原子通过共用一对电子结合成一个整体过氧根离子，（即O22－），因此该化合物中，阴、阳离子个数比为1:

2，其中氧元素呈-1价。

（3）过氧化钠的氧化还原性

由于Na2O2中氧元素是-1价为中间价态，因而既可表现氧化性又可表现还原性。

又因为氧的稳定价态是-2价，因此Na2O2中的氧易得到电子从-1价降到-2价，从而表现强氧化性。

Na2O2的漂白性是其强氧化性的表现。

过氧化钠具有强氧化性，能氧化破坏有机色素的分子结构，可以用来漂白织物、麦秆、羽毛等。

这一点与次氯酸、次氯酸盐相同，它能漂白的物质种类多，很彻底，不会逆转。

（4）过氧化钠与H2O、CO2反应的电子得失

Na2O2与H2O反应时，其反应过程如下：

2Na2O2+4H2O→4NaOH+2H2O2（非氧化还原反应）

2H2O2→2H2O+O2↑（氧化还原反应）

总反应式为：

2Na2O2+2H2O→4NaOH+O2↑

显然，反应物H2O中的氢、氧两元素的化合价始终没有发生任何变化。

反应的实质是-1价氧元素发生了自身氧化还原反应；

Na2O2既是氧化剂，又是还原剂；

O2是氧化产物。

该反应电子转移的方向数目可表示如下：

Na2O2与CO2的反应，相当于在上边反应的基础上增加CO2与NaOH的反应，所以必须是潮湿的CO2才与Na2O2反应。

（5）过氧化钠与还原性物质反应

过氧化钠在与水、二氧化碳反应时，既作氧化剂又作还原剂，而与具有还原性的NO、NO2、SO2反应时只作氧化剂。

Na2O2+2NO→2NaNO2Na2O2+2NO2→2NaNO3Na2O2+SO2→Na2SO3

Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2+氧化成Fe3+，同时生成红褐色的Fe（OH）3沉淀，反应过程中看不到白色沉淀。

Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊。

Na2O2投入Na2SO3溶液中，可将SO32-氧化成SO42-。

Na2O2投入品红溶液中，因其有强氧化性，所以有漂白性，可使品红溶液褪色。

Na2O2投入酚酞溶液中，先变红后褪色。

Na2O2投入石蕊溶液中，先变蓝后褪色。

（6）Na2O2是不是碱性氧化物

碱性氧化物是指和酸反应生成盐和水的氧化物。

它有以下特征：

①与酸反应只生成盐和水；

②与水直接或间接化合生成相应的碱；

③与酸性氧化物反应生成相应的含氧酸盐；

④反应中元素的化合价未发生变化。

过氧化钠与酸、水或CO2反应时，除生成相应的盐和碱外，还生成了氧气，氧元素的化合价也发生了变化：

2Na2O2+2H2SO4→2Na2SO4+2H2O+O2↑2Na2O2+2H2O→4NaOH+O2↑

2Na2O2+2CO2→2Na2CO3+O2

所以，Na2O2是金属氧化物，但不是碱性氧化物。

3．钠的氢氧化物

氢氧化钠易吸收空气中的水而潮解，易溶解于水，并且放出大量的热，水溶液有涩味，有强腐蚀性。

盛NaOH的试剂瓶需用橡胶塞，不能用玻璃塞。

2NaOH+SiO2→Na2SiO3（粘性）+H2O

称量NaOH要放在小烧杯或表面皿里，动作要迅速。

不能放在量筒、量杯、纸上称量。

不慎将浓NaOH溶液沾在皮肤上，应先用大量水冲洗，然后再涂上硼酸稀溶液。

在实验室里常用NaOH溶液吸收氯气，在工业上常用NaOH溶液吸收含一氧化氮和二氧化氮的尾气，以消除污染。

NO2+NO+2NaOH→2NaNO2+H2O

实验室制取少量的NaOH溶液可在饱和的Na2CO3溶液中撒入石灰末，加热、过滤。

Ca（OH）2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH

4．钠盐

（1）碳酸钠和碳酸氢钠的比较

俗名

纯碱（苏打）

块碱

小苏打

化学式

Na2CO3

Na2CO3·

10H2O

NaHCO3

颜色、状态

白色粉末

无色晶体

细小白色晶体

溶解性

易溶于水，溶液呈碱性

可溶于水（<

碳酸钠），溶液呈碱性

热稳定性

不易分解

易风化失水

受热易分解：

2NaHCO3

Na2CO3+H2O+CO2↑

与酸

反应

盐酸

Na2CO3+2HCl→2NaCl+H2O+CO2↑

NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+CO2↑（快）

碳酸

Na2CO3+H2O+CO2→2NaHCO3

不能反应

与碱

NaOH

NaHCO3+NaOH→Na2CO3+H2O

Ca（OH）2

Na2CO3+Ca（OH）2→CaCO3↓+2NaOH

若NaHCO3过量：

2NaHCO3+Ca（OH）2→CaCO3↓

+Na2CO3+H2O

若Ca（OH）2过量：

NaHCO3+Ca（OH）2→CaCO3↓

+NaOH+H2O

与氯化钡反应

Na2CO3+BaCl2→BaCO3↓+2NaCl

制法

Na2CO3+H2O+CO2↑

NH3+NaCl+H2O+CO2→NaHCO3+NH4Cl

用途

制玻璃、肥皂、造纸、纺织作洗涤剂

焙制糕点用作发酵粉，治疗胃酸过多，制泡沫灭火器的主要原料

相互转化

（2）碳酸钠溶液与盐酸反应

Na2CO3溶液与盐酸作用时，滴加顺序不同，反应不同，产生的现象也不同，可以相互鉴别。

滴加顺序

向碳酸钠溶液中滴加盐酸

向盐酸中滴加碳酸钠溶液

发生的反应

CO32-+H+→HCO3-

HCO3++H+→CO2↑+H2O

CO32-+2H+→CO2↑+H2O

呈现的现象

先无气泡，后有气泡

滴入就产生气泡

（3）碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别

碳酸钠和碳酸氢钠固体的鉴别采用加热法，加热能产生CO2气体的是碳酸氢钠；

碳酸钠和碳酸氢钠溶液的鉴别采用沉淀法，加氯化钡溶液，能产生沉淀的是碳酸钠溶液。

5．碱金属元素

（1）碱金属单质性质和用途

碱金属

Li

Na

K

Rb

Cs

颜色状态

银白色晶体

银白色晶体略带金色

密　度

由小到大：

Li<

K<

Na<

1<

Rb<

Cs

（K反比Na小，锂比煤油小，是最轻的金属）

熔　点

依次降低

金属性

依次增强

焰色反应

紫红色

黄色

紫色

（要隔钴玻璃）

跟O2反应产物

Li2O

Na2O、Na2O2

K2O、K2O2、KO2

Rb2O、Rb2O2、RbO2

Cs2O、Cs2O2、CSO2

跟水反应现象产物

不剧烈不融化LiOH和H2↑

剧烈融化NaOH和H2↑

剧烈燃烧

KOH和H2↑

剧烈爆炸

RbOH和H2↑

CsOH和H2↑

跟酸反应

置换出氢气，生成碱金属盐

保存方法

石蜡中

煤油中

电池、心脏起博器

钠光源、Na2O2

化肥、玻璃等

制光电管、真空吸氧剂

（2）碱金属中的一些特殊性

①通常的合金多呈固态，而钠钾合金是液态；

②试剂瓶中药品取出后，不允许放回原试剂瓶。

但取用后剩余的钠、钾应立即放回原试剂瓶中。

③碱金属单质在空气或氧气中燃烧时，生成过氧化物甚至比过氧化物更复杂的氧化物，但Li只生成Li2O；

④碱金属单质的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度小于钠；

⑤碱金属单质一般与水剧烈反应（但锂跟水反应缓慢，因为LiOH的溶解度小）；

且反应后生成可燃气性质H2，因而碱金属着火后不能用泡沫灭火器和水扑灭，一般用沙土盖灭。

⑥碱金属单质因性质活泼，多保存在煤油中，而锂却因密度比煤油小，只能保存在液态石蜡中；

⑦碱金属的盐一般易溶于水，但Li2CO3却是微溶性物质；

⑧一般来说，酸式盐的溶解度大于正盐的溶解度，但NaHCO3较Na2CO3的溶解度小。

⑨活泼金属的制取通常用电解融盐法，但碱金属的制取除了金属Li和Na主要是用电解熔融氯化物的方法制取外，其它的碱金属则用金属还原法。

如K易溶于熔盐不易分离，且电解时有副反应发生，一般采用还原法。

在850℃的高温下，用Na从熔融KCl中把K置换出来：

Na+KCl→K+NaCl，置换出来的K由于密度比Na小，故浮在熔融液上面，同时，由于K的沸点比Na低，在850℃时，K变为蒸气挥发出来，而Na还未气化。

根据化学平衡移动原理，K的挥发导致产物浓度降低，使平衡右移，直至反应完全。

Rb和Cs的金属性更强，电解熔融盐类时，收集金属更困难；

另一方面，Rb和Cs的沸点更低（分别为688℃和678.4℃），有利于气态时收集，故工业上常用活泼金属还原法制取Rb和Cs。

如用金属Mg作还原剂制铷：

2RbCl+Mg

MgCl2+2Rb（g）。

此金属的制取原理并不是活泼金属去置换不活泼金属，而是用平衡移动原理去解释。

6．焰色反应

（1）概念：

某些金属或它们的化合物在灼烧时，火焰呈现特殊的颜色叫做焰色反应。

（2）原理：

灼烧某些金属或它们的化合物时，核外电子获得能量被激发，被激发后的电子不稳定，又恢复到原来状态，以光的形式释放能量，此乃元素的性质，与价态无关。

原子结构不同，发出的光波长就不同，所以各种金属的焰色各不相同，该过程中无新物质生成，故不是化学变化，而是物理变化。

（3）操作步骤（洗、烧、蘸、烧、观）

A、点燃酒精灯。

B、铂丝在酒精灯上灼烧至火焰呈原色，如有色蘸盐酸再烧，直至呈原色。

C、铂丝蘸取固体或溶液灼烧、观察。

（若是钾元素，应通过蓝色钴玻璃，滤去遮盖紫色的黄光。

）

D、铂丝用稀盐酸洗净，在火焰上灼烧至原色，放好。

焰色反应的操作应注意下列几个问题：

①所用火焰本身的颜色要浅，以免干扰观察。

②蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时，应无颜色，同时熔点要高，不易被氧化。

用铂丝效果最好，也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝。

但不能用铜丝，因为它在灼烧时有绿色火焰产生。

③金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净，然后在火焰上灼烧至无焰色，以除去能起焰色反应的少量杂质。

④观察钾的焰色时，要透过蓝色的钴玻璃片。

因为钾中常混有钠的化合物杂质，蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰，以看清钾的紫色火焰。

⑤焰色反应作为鉴别物质的一种方法，一般是在其他化学方法无效时才使用。

由于碱金属盐易溶于水，且其水溶液均为无色，不能通过沉淀反应来检验碱金属离子的存在，因此常采用焰色反应来检验。

（4）钠、钾等金属的焰色

K（K+）紫色（透过蓝色钴玻璃），Na（Na+）黄色，Cu（Cu2+）绿色，Ca（Ca2+）砖红色。

6．钠盐和钾盐性质的异同

钠盐和钾盐性质很相似，但也有差别，重要的有：

（1）溶解度钠、钾盐的溶解度都比较大，相对说来，钠盐更大些。

仅NaHCO3的溶解度不大，NaCl的溶解度随温度的变化不大，这是常见的钠盐中溶解性较特殊的。

（2）吸湿性钠盐的吸湿性比相应的钾盐强。

因此，化学分析工作中常用的标准试剂许多是钾盐，如用邻苯二甲酸氢钾标定碱液的浓度，用重铬酸钾、高锰酸钾标定还原剂溶液的浓度。

在配制炸药时用KNO3或KClO3，而不用相应的钠盐。

（3）结晶水含结晶水的钠盐比钾盐多。

如Na2SO4·

10H2O、K2SO4、Na2HPO4·

10H2O等。

碱金属离子的水合能力从Li→Cs是降低的．这也反映在盐类形成结晶水合物的倾向上。

几乎所有的锂盐是水合的，钠盐约有75%是水合的，钾盐有25%是水合物，铷盐和铯盐仅有少数是水合盐。

（4）复盐钾、钠都能形成一系列复盐。

复盐有以下几种类型：

光卤石类，通式为M（Ⅰ）C1•MgCl2•H2O，其中M（Ⅰ）＝K+、Rb+、Cs+，如光卤石KCl•MgCl2·

6H2O；

通式为M（Ⅰ）2SO4•MgSO4•6H2O的矾类，其中M（Ⅰ）＝K+、Rb+、Cs+，如软钾镁巩K2SO4·

MgSO4·

通式为M（Ⅰ）M（Ⅲ）（SO4）2·

12H2O的矾类，其中M（Ⅰ）=Na+、K+、Rb+、Cs+，M（Ⅲ）＝A13+、Cr3+、Fe3+、Co3+、Ga3+、V3+等离子，如明矾KAl（SO4）2·

12H2O。

（5）稳定性：

钾盐、钠盐都很稳定，唯有硝酸盐热稳定性较低，加热到一定温度就可分解，例如：

2NaNO3

2NaNO2+O2↑2KNO3

2KNO2+O2↑

【例题精析】

【例1】用右图的实验装置可以进行钠跟水的反应实验，并可收集、检验生成的气体。

Na的密度为0.97g·

cm-3，煤油的密度为0.87g·

cm-3。

请回答下列问题：

（1）液体物质添加完毕后，关闭活栓，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞。

反应开始前钠的位置在处（填A、B或C）。

（2）反应后，钠在煤油层和水层界面之间上下跳动，反应平缓连续进行，试说明产生上述现象的原因：

。

（3）写出钠跟水反应的离子方程式。

（4）装置中的漏斗在反应过程中的主要作用是_____________________________。

（5）本实验除能使反应平缓连续进行、收集并检验气体外，还有一个优点是

，这是因为。

【考点分析】本题以钠和水反应的实验设计为背景，要求学生分析实验现象、评价实验装置、说明实验仪器的作用，考查学生对钠知识的掌握、迁移和应用的能力。

【思维点悟】

（1）由于钠的密度度比水小却比苯大，钠将落在苯和蒸馏水的界面上即A处。

（2）钠与水反应形成气泡附着在钠块表面，使浮力增大，同时产生的气体推动钠块，使钠块上浮，脱离水面。

钠脱离水面后，反应逐渐停止，气体不再产生，原附着在钠块表面的氢气泡也逐渐消失，浮力减小，钠块又下沉到水和苯的界面上，又发生反应，重复发生上述现象直至钠块反应耗尽逐渐消失。

所以产生钠在煤油层和水层界面之间上下跳动的现象。

（3）钠与水反应的离子方程式为：

2NaOH+2H2O→2Na++2OH-+H2↑。

（4）钠与水反应产生气体，U型管内压强增大，将水压入U型管的左侧，U型管的左侧的液面上升，装置中的漏斗可以防止水溢出。

（5）安全，此反应是在隔绝空气的条件下进行。

【正确答案】

（1）A　

（2）当钠跟水反应剧烈时，H2气流将Na托入煤油层中，反应停止，随着H2气流减少，Na沉到煤油层和水层的界面，反应又进行。

（3）2NaOH+2H2O→2Na++2OH-+H2↑。

（4）防止水溢出。

（5）安全，此反应是在隔绝空气下进行的。

【例2】某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成。

将该粉末与足量的盐酸反应有气体X逸出，X通过足量的NaOH溶液后体积缩小（同温同压下测定）。

若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量。

下列判断正确的是

　　A．粉末中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3B．粉末中一定不含有Na2CO3和NaCl

　　C．粉末中一定不含有Na2O和NaClD．无法肯定粉末中是否含有Na2CO3和NaCl

【考点分析】本题是一个物质推断题，考查学生对钠的化合物的性质掌握和运用，考查学生的分析推理能力。

【思维点悟】混合粉末加盐酸有气体产生说明其中可能有Na2O2、Na2CO3、NaHCO3。

又由于气体X通过NaOH溶液后体积缩小，说明气体X中同时含有O2和CO2。

则原混合粉末中肯定存在Na2O2，还可能是Na2CO3或NaHCO3中的一种或两种。

　　将原混合粉末加热有气体放出，说明NaHCO3肯定存在。

而混合物经加热后质量增大，只能是发生了如下反应：

2Na2O+O2

2Na2O2

　　综合以上分析得出，肯定存在的物质是：

Na2O、Na2O2、NaHCO3，Na2CO3和NaCl不能肯定是否存在。

【误区警示】此题中“混合物经加热后质量增大”是分析的难点。

另外这些实验无法证实NaCl的存在与否，思考中易将NaCl忽略。

【正确答案】AD

【例3】某混合物含有KCl、NaCl、Na2CO3，经分析含氯为27.08%，含钠为31.5%，则该混合物中Na2CO3的质量分数为

A．0.25%　B．50%C．80%D．90%

【考点分析】这是一题混合物中某元素质量分数的求解，考查学生分析问题、解决问题和计算的能力。

【误区警示】命题者为了考查考生分析问题和解决问题的能力，常常将一些重要的信息隐含在题目当中，导致考生不能领会题意，从而造成解题错误或冗繁，甚至认为题目的条件不足而束手无策。

【思维点悟】本题采用极值法可将三种物质组成的混合物转化为两种物质组成的混合物，从而简化运算。

　　设原混合物质量为100g，

　　则100g中含Cl-的质量为：

100g×

27.08%=27.08g，

　　若混合物中氯化物全部为氯化钠，则氯化钠质量为：

27.08g÷

35.5×

58.5=44.62g，

　　即含Na2CO3为：

100g-44.62g=55.38g，即55.38%。

　　若混合物中氯化物全部为氯化钾，则氯化钾含量为：

74.5=56.83g，

　　即含Na2CO3为100-56.83g=43.17g，即43.17%。

　　∴该混合物中Na2CO3的含量应介于二者之间，从备选答案看只有B符合题意。

【正确答案】B

【例4】下列物质性质的比较，正确的是

A．热稳定性：

Na2CO3>

NaHCO3>

H2CO3B．熔点：

K>

Na>

　　C．溶解度：

Na2CO3D．氧化性：

Li+>

Na+>

K+

【考点分析】此题考查碱金属元素的性质及递变规律。

【思维点悟】A中碳酸盐的热稳定性一般的顺序为正盐>

酸式盐>

碳酸，故A正确；

B中碱金属单质是金属晶体，金属晶体是金属离子与自由电子的相互作用，由于碱金属元素从上到下，离子半径增大，金属键减弱，单质的熔点从上到下逐渐下降，B错；

C中钠的碳酸盐的溶解性比其酸式盐要大，C错；

D随着金属性的增强，碱金属离子的氧化性从上到下也逐渐减弱，D正确。

【例5】

（1）在150℃、1.01×

105Pa条件下，将CO2和H2O（气）的混合气体2.38g缓慢通入装有18.58g足量Na2O2的玻璃管中充分反应后，固体质量变为20.0g。

求混合气体中CO2与H2O（气）的物质的量之比。

（2）已知酚酞的变色范围：

pH<

8时为无色；

pH在8~10之间为粉红色；

pH>

10至c（OH-）为6mol/L之间呈红色。

将0.39gNa2O2溶解在10.0mL水中，再向所得溶液滴入2滴酚酞，先变红，片刻后红色褪去。

某学生认为褪色原因是由于溶液中c（OH-）或pH超出酚酞呈红色的范围，你认为是否合理，通过估算出的c（OH－）或pH数据说明理由。

【考点分析】此题是过氧化钠反应的计算题，考查学生混和物的计算，溶液的物质的量浓度计算。

【思维点悟】二氧化碳和水蒸气通入足量过氧化钠均产生氧气，因为将二氧化碳和水蒸气的混合气体2.38g缓慢地通入装有18.58g足量过氧化钠的玻璃管中充分反应后,固体质量变为20g，所以可用差量法解此题。

（1）1molCO2和1molH2O与足量的Na2O2反应，固体的摩尔增重量分别是28g和2g，由此我们可以设立如下的方程：

设CO2和H2O的物质的量分别是xmol和ymol

则：

44x+18y=2.38

28x+2y=1.42.解出x=0.05y=0.01

CO2和H2O的物质的量之比是5:

1.

（2）0.39gNa2O2溶解在10.0mL水中，所得NaOH溶液的物质的量浓度：

c=

=1mol/L＜6mol/L，所以这样浓的溶液不会使酚酞的颜色改变，酚酞颜色褪去一定是Na2O2和水作用的生成物中有强氧化剂如H2O2，它的氧化作用，破坏了酚酞分子的发色基团，从而使酚酞的颜色褪去，而不是OH-的作用的结果。

OH-的作用是可逆的，加入适当的酸，降低OH-的浓度，酚酞的红色就可以恢复，再降低到pH到小于8时，红色会再次消失。

（1）5：

1

（2）不合理。

估算所得溶液中c（OH-）约为1.0mol/L，故在酚酞呈红色的范围内[10-6mol/L<

c（OH-）<

6mol/L。

【例6】某天然碱（纯净物）可看做由CO2和NaOH反应后的产物所组成。

称取天然碱样品四份，溶于水后，分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30mL，产生的CO2的体积（标准状况）如下表：

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

盐酸溶液的体积（mL）

30

样品（g）

3.32

4.15

5.81

7.74

二氧化碳的体积（mL）

672

840

896

（1）由第Ⅰ组数据的CO2体积与样品质量之比，可以推测用2.49g样品进行同样的实验时，产生CO2mL（标准状况）。

（2）另取3.32g天然碱样品于300℃加热分解至完全（300℃时Na2CO3不分解），产生CO2112mL（标准状况）和水0.45g，计算并确定该天然碱的化学式。

（3）已知Na2CO3和HCl（aq）反应分下列两步进行：

Na2CO3+HCl→NaHCO3+NaClNaHCO3+HCl→NaCl+H2O+CO2↑

由上表中第Ⅳ组数据可以确定所用的HCl（aq）的溶液为mol/L。

（4）依据上表所列