堿金屬元素知識(shí)點(diǎn)整理

1、第五講 堿金屬元素1 復(fù)習(xí)重點(diǎn) 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(shí)驗(yàn)的操作步驟； 原子的核外電子排布?jí)A金屬元素相似性遞變性2難點(diǎn)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 、Cl2 、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(duì)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?cè)谛再|(zhì)上的遞變性。具體表現(xiàn)為：與O2反應(yīng)越來(lái)越劇烈，產(chǎn) 物越來(lái)越復(fù)雜，與

2、 H2O 反應(yīng)越 來(lái)越劇 烈， 隨著核電荷數(shù)的增強(qiáng)，其最 高價(jià)氧 化物對(duì)應(yīng) 的水化 物的堿性增強(qiáng)： CsOH RbOH KOH NaOH LiOH ；（2）實(shí)驗(yàn)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?yàn)樗鼈兊拿芏刃?，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；(3) 堿金屬的制?。航饘?Li 和 Na主要是用電解熔融氯化物的方法制??；金屬 K 因?yàn)橐兹苡邴}不易分離，且電解時(shí)有副反應(yīng)發(fā)生，故一般采用熱還原 法用 Na從熔融 KCl中把 K置換出來(lái)

3、(不是普通的置換，而是采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(xiàng)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(cè)物的金屬絲本身在火焰上灼燒時(shí)應(yīng)無(wú)顏色，同時(shí)熔點(diǎn)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(lái)代替鉑絲但不 能用銅絲，因?yàn)樗谧茻龝r(shí)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(wú)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(shí)，要透過(guò)藍(lán)色的鈷玻璃片，因?yàn)殁浿谐；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

4、知相對(duì)原子質(zhì)量： Li 6.9， Na23， K 39， Rb 85。今有某堿金屬 M 及其氧化物 M 2O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(duì)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(shí)有如下關(guān)系：2M 2H2O 2MOH H 2M 2O H 2O 2MOH10.8 g10.8(A17)/Ag10.8 g10.82(A17)/(2A 16)g但實(shí)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 (A 17)/ A 16 10.8 (A 1

5、7)/(A 8)。解得 ：35.3A10.7，從堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量可知該堿金屬只能是鈉。答案 Bcg。例 2 為了測(cè)定某種堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量，有人設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)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（1）列出計(jì)算該堿金屬相對(duì)原子質(zhì)量的數(shù)學(xué)表達(dá)式；（2）無(wú)水氯化鈣的作用是什么？如果不用CaCl2 ，測(cè)定的堿金屬相對(duì)原子質(zhì)量比實(shí)際值偏大還是偏??？說(shuō)明理由。解析 本題測(cè)定未知堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量，所依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)原理是： 2M 2H2O 2MOH H2 ，只要通過(guò)實(shí)驗(yàn)，取得一定質(zhì)量 （題設(shè)

6、 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(jì)算求得堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量。（ 1）依題設(shè)實(shí)驗(yàn)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 （a b c） g 。設(shè)所求堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量為 x，有 2x/2 b/（a b c），解得 x b/（a b c） 。（2）無(wú)水氯化鈣吸收水蒸氣。若不用 CaCl2 ，則使測(cè)定值較實(shí)際值偏小。討論上述表達(dá)式，不難知道，若裝置內(nèi)的水蒸氣外逸（反應(yīng)放熱，更容易使產(chǎn)生的水蒸氣被 H2帶走），則 c值減少， （a b c）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(cè)定實(shí)驗(yàn)。譬如，若獲得一定質(zhì)量的堿金屬

7、與水反應(yīng)所得 MOH 的質(zhì)量，本題亦可完成。例 3 在 120時(shí)，將氣體 A 3.88 g通過(guò)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(guò)計(jì)算判斷氣體 A 的組成及各成分的質(zhì)量。解析 120能和 Na2O2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 ，2Na2O2 2H 2O 4NaOH O2322 18x12.28gx1 20.52g 3.88g ，故假設(shè)不成立。如果 A 都是 CO2，設(shè)其質(zhì)量為 y1 ：2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2

8、m88 32 56y12.28gy1 3.58g 3.88g ，故假設(shè)不成立。所以 A 應(yīng)為 CO2和 H 2O 的混合物設(shè)H2O的質(zhì)量為 x g ， CO2的質(zhì)量為 y g，則x y 3.88g4x/(2 18) (56 y /88)2.88gx 0.36gy 3.52g3 ggcm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 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 / )%2M 2H

9、 2O 2MOH H 2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：設(shè)M質(zhì)量為 x(x 7g ) ，相對(duì)原子質(zhì)量為 a，則x 0.2ag 7g，故a 35。相對(duì)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(guò)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(guò)氧化鈉和氧化鈉跟水反應(yīng)的化學(xué)方程式，并計(jì)算原混合物中過(guò)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：Na2OH2O2NaOH2Na2O2 2H2O4NaOH O2設(shè)混合物中 Na2O

10、2、Na2O的質(zhì)量分別為 x、y，由化學(xué)方程式分別解出生成的NaOH 的質(zhì)量和放出的 O2質(zhì)量。2Na2O22H 2 O 4NaOH O22 7844032x(4 40x) / (278) 32x / (2 78)Na2OH2O2NaOH622 40y(240y) /62溶液的總質(zhì)量為： 70 g98 g32x(278)由上述關(guān)系量可列二元一次方程組為xy 70 g(4 40x) (278)(2 40y) 62 70 g98 g32x(278)100%50%解得： x39 g y31 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

11、等于 H2O 的質(zhì)量 4實(shí)戰(zhàn)演練1. 用純凈的鉑絲蘸取某無(wú)色溶液在無(wú)色火焰上灼燒，火焰呈黃色，說(shuō)明該溶液中金屬離子A.只有 Na B.可能有 Na、也可能有 K C.一定有 K D.一定有 Na、也可能有 K2. 電子工業(yè)制造光電管時(shí)，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 HCHO3. 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(guò)量的 Na2O 2反應(yīng)，固體質(zhì)量增加 w g。在 H2CO CO和H2的混合氣 CH 3COOH HOCH2CH2 OH 中，符合題意的是A. 均不符合B.只有

12、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(guò)量氧氣中燃燒主要產(chǎn)物是氧化鋰而不是過(guò)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?dú)饣仙傻?(Li 3N )5. 已知鋇的活潑性介于鈉和鉀之間，下列說(shuō)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

13、.與水反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體都能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)B.與水反應(yīng)時(shí)，水都作氧化劑D.二者與鹽酸反應(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(shí)收集到1.13 L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況 )，則另一種金屬可能是K Mg Al Li 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(guò)氧離子 O 22 和超氧離子 O 2 兩種，則此晶體中， O 22 與 O 2 的物質(zhì)的量之比為A.21B.11C.1 2D.13二、非選擇題（共 60 分）9. （8分）在三個(gè)密閉容器內(nèi)分別裝有： A.Na2

14、O2和 NaHCO3，B.Na2O2和 NH4HCO3，C.Na2O2和 Ca（HCO3）2，其中每種物質(zhì)均為 1 mol 。將它們加熱 至 300 ,經(jīng)充分反應(yīng)后排出氣體，寫出各容器內(nèi)殘留的固體物質(zhì)名稱及其物質(zhì)的量。A，B，C，如分別加入相同濃度的足量稀 H2SO4 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 Na2O2也可起同樣的作用。（1）寫出 KO2與 CO 2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。

15、（3）等質(zhì)量的 CO2 分別與足量的 Na2O2、KO2反應(yīng)，生成的 O2 的質(zhì)量比為。（4）你認(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(guò)滴入液體 B的速度控制。已知 A是一種無(wú)色、無(wú)味、不能使酸堿指示劑變色，也不會(huì)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CO2 反應(yīng)產(chǎn)生(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Na2O；過(guò)氧化物，如 Na2O2；超氧化物，

16、如 KO 2；臭氧化物，如 RbO3。其中后三種均能與水或O2，試分別寫出 KO 2、 RbO3與 CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：(填序號(hào) )，現(xiàn)已用平底燒瓶收集得到 CO2，在瓶?jī)?nèi)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(shí)間后，氣球就會(huì)自動(dòng)膨脹起來(lái)。A.Na2OB.Na 2O2C.KO 2D.RbO 3x 表示原混合物13. (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。若以中 NaOH 的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，試回答：(1) 當(dāng) x=25%時(shí)， y

17、 的值；(2) 當(dāng) x=75%時(shí)， 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)的關(guān)系式。14. (12分)用 NaOH、H2O、大理石和鹽酸制取 33 g純 NaHCO3，請(qǐng)參照物質(zhì)的溶解度回答下列問(wèn)題：25溶解度 /gNaOH100NaHCO 39Na2CO330(1)寫出制取過(guò)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(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程。(4) 在上圖反映上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程的圖象中，標(biāo)出 A 點(diǎn)即當(dāng) n(CO2) n(NaOH)=1/3 ，且 n(CO2)0.125 mol 的位

18、置，并判斷此時(shí)所得鹽的組成及其物質(zhì)的量。答案： D參考答案、 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(shí)必須排除黃光的干擾。2.D 3.解析：組成要符合( CO)n(H2)m 的形式答案： D4.BC 5.C 6.D 7.C 8.C二、 9.解析：在 A 中：1 mol NaHCO 3分解生成 0.5 mol CO2和 0.5 mol H2O和 0.5 mol Na 2CO3，若先考慮 0.5 mol CO2與 Na2O 2反應(yīng)則有 2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，故消耗 0.5 mol Na 2O 2，生成 0.5 mol Na 2CO3，然后 0.5 mol H2O和 0.5 mol Na 2O2