第三讲 碱金属
主要考查点：
钠及其化合物的性质推断；
碱金属元素性质的比较；
钠及其化合物的计算。
难点点拨：
1．钠的化学性质：
⑴．与非金属反应：2Na+Cl22NaCl（白烟）
2Na+S=Na2S（研磨会爆炸）
4Na+O22Na2O（白色，露置于空气中变暗）
2Na+O2Na2O2（淡黄色）
⑵．与水反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2（现象：浮、熔、游、响）
⑶．与酸反应：2Na+2HCl=2NaCl+H2
⑷．与酸反应：（先与水反应，不能置换任何金属）
2Na+CuSO4+2H2O=Cu（OH）2+Na2SO4+H2
⑸．与某些金属氧化物反应
TiCl4+4NaTi+4NaClKCl+NaK+NaCl
（利用K的沸点低于Na，从体系中抽走K蒸气，使得反应能进行）
⑹．与氢气化合：活泼金属（ⅠA、ⅡA）在加热条件下能直接与氢气化合生成氢化物。
2Na+H2=2NaH
⑺．与液氨反应
2Na+2NH3=2NaNH2+H2
例1．把2.3g钠放入水中，要使每100个水分子中含有1个Na+离子，所需水的质量是A．184gB．181.8gC．180gD．183.6g
例2．用金属钠制取Na2O通常采用下法：
2NaNO2+6Na=4Na2O+N2↑
试说明采用此法的原因是
例3碱金属能形成离子型氢化物。如氢化钠的化学式为NaH，其中H-具有较强的还原性。
⑴常用NaH在高温下将TiCl4还原成Ti，反应的化学方程式为
⑵NaH能与水剧烈反应生成对应的碱和氢气，反应的化学方程式为（标明电子的转移方向和数目）
例4．将一小块金属钠久置于空气中，有下列现象：①生成白色粉末；②变暗；③生成白色固体；④发生潮解变为液体，这些现象的先后顺序是
A．①②③④ B．④③②① C．②③④① D．①③④②
2.钠的化合物性质的比较
（1）氧化钠和过氧化钠
物质
比较 Na2O Na2O2 是否是碱性氧化物 色、态 氧元素价态 稳定性 化学
性质 与水反应 与CO2反应 与酸反应 用途
过氧化物的特性：
①不稳定性（过氧键不稳定）
②强氧化性：过氧化物中的氧，可被氧化成O2，又可被还原成O2—，所以过氧化物容易发生歧化反应而放出O2。当有还原性物质存在时，生成的氧原子就会氧化该物质。
③跟水或酸性物质反应时放出氧气，实质上是过氧化物自身发生了歧化反应。
5.钠着火时能用来灭火的是
A.水B.二氧化碳C.干粉灭火剂（NaHCO3）D.四氯化碳E.细沙
例6．有一块在空气中表面被氧化的金属钠，质量为0.261g，放入100mL水中，生成氢气112mL（标况下），所得溶液的密度为1.00g/cm3，求：
（1）所得溶液的物质的量浓度；
（2）若将所得溶液稀释到500mL，求稀释后溶液中钠离子的物质的量浓度
（2）碳酸氢钠和碳酸钠
化学式 NaHCO3 Na2CO3 属类 俗名 色、态 热稳定性 溶解性 与H+反应 与OH-反应 CO2的反应 相互转化
向Na2CO3饱和溶液中通入过量CO2。
例7．100g无水KHCO3与K2CO3的混合物，在加热至质量恒定时，产生13.2gCO2,则混合物中KHCO3的质量分数是
A．23.4% B．40% C．60% D．76.6%
例8．将5.12gKOH和KHCO3混合物在260℃时加热后冷却到原温，发现固体质量减少了0.98g，则原混合物中KOH和KHCO3物质的量的关系是
n（KOH）〈n（KHCO3） B．n（KOH）〉n（KHCO3）
C．n（KOH）=n（KHCO3） D．n（KOH）、n（KHCO3）按任意比混合
（3）NaOH（俗名烧碱、火碱、苛性钠）
露置于空气中，先吸收水分而潮解，继而与空气中CO2反应生成Na2CO3而不是NaHCO3。
由于NaOH与玻璃中SiO2反应生成Na2SiO3，使瓶口与玻璃塞粘结，所以盛装NaOH或其他碱性溶液的试剂瓶要用胶塞或软木塞。
（4）Na2SO4·10H2O（俗名芒硝）
例9．某样品中含水7.24%、K2CO32.76%、KOH90%（均为质量分数）。取此样品1g，加入46mL、1mol/L的盐酸，溶液呈酸性，然后向溶液中滴加1.07mol/LKOH溶液，使溶液刚好呈中性。如果将最终的中性溶液蒸干，可得到固体物质是
A．3.43g B.6.86g C.1.71g D.5.00g
3．碱金属元素：
⑴．碱金属元素性质的相似性和递变性
相似性：
结构特点：最外层都有1个电子，易失去1个电子形成+1价阳离子
都能与氧气反应，生成氧化物、过氧化物等，与H2O反应生成H2和氢氧化物。都能与卤素反应生成卤化物。
碱金属都是热和电的良导体。质较软，密度小，属“轻金属”。
递变性：随着核电荷数的递增，由LiCs
金属性渐强，这是由于原子半径由小到大，失电子能力由弱到强
与氧气反应越来越复杂
与水反应越来越激烈
最高价氧化物的水化物的碱性由弱到强（注：都很强）
单质的熔沸点呈现由高到低趋势，其密度由小到大（例外ρK＜ρNa）
⑵．金属及其化合物的灼烧——焰色反应（注意操作步骤）
钠（Na或Na+）——黄色 钾（K或K+）——紫色
钙（Ca或Ca2+）——砖红色 铜（Cu或Cu2+）——绿色
例10.有关“焰色反应”的几个问题
（1）焰色反应是元素的一种 性质，属 变化过程。
（2）在进行焰色反应时：
①焰色反应所用火焰本身颜色要 ，采用 灯较理想；
②蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应，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、钨丝来代替；
③金属丝在使用前要用将其表面的氧化物洗净，然后在火焰上灼烧至无颜色，以除能起焰色反应的少量杂质。
④在观察钾的焰色时，要，目的是。
巩固练习
1．在一定温度下,向足量的饱和Na2CO3溶液中加入1.06克无水Na2CO3,搅拌后静置,最终所得晶体的质量
A．等于1.06克 B.大于1.06克而小于2.86克
C．等于2.86克 D.大于2.86克
2．将钠投入滴在石蕊的水中，下列有关现象的叙述中错误的是
A．Na浮在水面上 B.Na熔化成小球并在水面上四处游动
C．气体产生 D.水溶液变为红色
3．将2.3g钠放入100g水中，生成溶液中溶质的质量分数是
A.小于4%B.等于4%C.大于4%D.无法确定
4．将一定质量的钠投入24.6gt℃的水中，得到t℃NaOH溶液饱和溶液31.2g。t℃时，NaOH的溶解度是
A.48g B.62.5g C.23gD.31g
5．金属钠分别与下列溶液反应时，既有气体又有沉淀产生的是
A.(NH4)2SO4B.NaHCO3C.BaCl2D.CuSO4
6．将一块钠投入盛5mL饱和澄清石灰水的试管里，不可能观察到的现象是
A．钠熔成小球并在液面上滚动 B.有气体产生
C．溶液底部有银白色物质生成 D.溶液变浑浊
7．质量为4.6g的金属钠(含一种杂质)放入足量的盐酸中可以收集到气体0.18g，则Na中不可能含有的杂质是
A.MgB.KC.CuD.Li
8．下列反应的离子方程式中，错误的是
A.向小苏打溶液中加入稀盐酸：CO32-+2H+=CO2↑+H2O
B.将少量CO2通入NaOH溶液中：CO2+2OH-=CO32-+H2O
C.向苛性钠溶液中通入过量CO2：CO2+OH-=HCO3-
D.钠跟水反应：2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑
9．将10gCO2和CO的混合气体，通过装有足量Na2O2的干燥管，反应后干燥管的总质量增加了5.6g，则原混合气体中CO2的质量分数为
A.32% B.44% C.56% D.88%
10．将a1gNa2O溶于b1g水中，a2gNa2O2溶于b2g水中，均得到溶质质量分数为8%的溶液，若a1:a2=31:39，则b1:b2为
A.1:1B.1:2C.2:3D.1:3
11．把80毫升NaOH溶液加入到120毫升盐酸中,所得溶液的pH值为2.如果混和前NaOH溶液和盐酸的摩尔浓度相同,它们的浓度是
A.0.5摩/升 B.0.1摩/升 C.0.05摩/升 D.1摩/升
12．用NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是
A．2.3gNa与水反应，产生H20.1NA个
B．1molO2在反应中作氧化剂时所得电子数一定为4NA
C．1mol钠与水完全反应，被还原的水分子为NA个
D．1mol/LNaOH溶液中所含的钠离子数为NA
13．下列各组中的两物质作用时，反应条件或反应物用量改变，对生成物没有影响的是
A.Na2O2与CO2Ｂ．Na与O2 C.NaOH与CO2Ｄ．碳与O2
14．已知钡的活动性处于钾和钠之间，则下述说法可能实现的是
可从氯化钾溶液中置换出钾 B.钡可从氯化钠溶液中置换出钠
C．从冷水中置换出氢而得到H2 D.在溶液中钡离子可氧化金属锌
15．下列关于碱金属的描述中正确的是
A．均可保存于煤油中 B．密度都比水小
C．锂的熔沸点最高 D．氢氧化物受热易分解
16．下列离子方程式正确的是
A．钾与水：K+2H2O=K++2OH-+H2↑
B．KHCO3与盐酸：CO32-+2H+=CO2↑+H2O
C．KHCO3和NaHSO4溶液：HCO3-+H+=CO2↑+H20
D．Na2O2和H2O：O2-+H2O=2OH-+O2↑
17．下列关于铯及其化合物的叙述不正确的是
A．硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它易溶于水
B．碳酸铯加热分解为二氧化碳和氧化铯
C．铯与水反应发生爆炸，铯可以从电解它的熔融氯化物中提取
D．在碱金属中，铯的熔点最低
18．下列有关碱金属的如下各项说法中正确的是
A．用作原子反应推导热剂的钠钾合金在常温下呈固态，但熔点却很低。
B．碱金属单质的熔沸点变化规律与卤素单质相同。
C．碱金属单质的化学性质中，都表现出碱金属的强还原性。
D．碱金属与水反应有气体生成，碱金属的氧化物与水反应也可能生成气体。
19．有标号为1、2、3、4的四瓶未知溶液，它们分别是NaCl（0.1mol/L）、HCl（0.1mol/L）、NaOH（0.1mol/L）和酚酞（0.1%）。有人在不用其它任何试剂的条件下，就把它们一一鉴别开来，其实验步骤如下：
（1）各取少许溶液，两两混合，据此将四瓶溶液分成两组；3号未知液和4号未知液混合呈红色；
（2）取呈红色的混合液，不断滴入另一组中的1号液，混合液红色变浅最后消失。
（3）再取已鉴别出的1号液2mL，滴入3滴3号未知液，再加入4号未知液4mL，在这个过程中无明显现象。
综上所述，可推知：
1号液是 ，2号液是 ，3号液是 ，4号液是 。
20．在宇宙飞船中，为了使宇航员得到良好的生存环境，一般在飞船机内安装了盛有Na2O2颗粒的装置，它的用途是再生O2，如果用KO2代替Na2O2也能达到同样的目的，反应产物也很相似。
(1)写出KO2与CO2反应的化学方程式
(2)计算用Na2O2和KO2分别与CO2反应，产生等量的氧气，所需Na2O2和KO2质量比为
1: (精确到小数点后的一位小数，相对原子质量：Na—23，K—39)。
21．一定量的Na2CO3和NaHCO3的均匀混合物分成质量不等的三份，分别与50mL相同浓度的盐酸反应，得到气体的质量与固体混合物的质量关系如下表所示：
组别 1 2 3 固体质量/g 3.80 6.20 7.20 气体质量/g 1.76 2.64 2.64 （1）上表中 组数据表明盐酸参加反应后有剩余，理由是
（2）上表中第2组数据中盐酸 （填“过量”、“适量”、“不足量”）
（3）通过计算求Na2CO3和NaHCO3的质量分数各为 、
22．现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样.请从下图中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，测定Na2O2纯度（可供选择的反应物只有CaCO3固体,6摩尔/升盐酸和蒸馏水）.:
(1)写出实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式.
(2)应选用的装置是(只要求写出图中装置的标号)
。
(3)所选用装置的连接顺序应是(填各接口的字母;连接胶管省略).
。
23.为了测定人体新陈代谢呼出气体中CO2的体积分数，某学生课外小组设计了如下图的实验装置。实验中用过量NaOH溶液吸收气体中的CO2，准确测量瓶I中溶液吸收CO2后的增重及剩余气体的体积（实验时只用嘴吸气和呼气）,请填空。
⑴.图中瓶II的作用是。 (2).对实验装置尚有如下A、B、C、D四种建议，你认为合理的是。（填代号）A.在E处增加CaCl2干燥管 B.在F处增加CaCl2燥管
C.在E和F两处增加CaCl2干燥管 D.不必增加干燥管
(3).将插入溶液的管子丁端改成具有多孔的球泡（图中的皿），有利于提高实验的准确度,其理由是 。
(4)实验时先缓缓吸气，再缓缓呼气，I溶液增重ag，收集到的气体体积（标准状况）为bL，CO2的体积分数是
。(5).实验中若猛吸猛呼，会造成不安全后果，猛吸时会 ，
猛呼时会。
25.现有等物质的量的NaHCO3、KHCO3的混合物ag与100mL盐酸反应。题中涉及的气体体积均以标准状况计，填空时可以用带字母的公式表示。（1）混合物中NaHCO3与KHCO3的质量比为（2）如碳酸氢盐与盐酸恰好完全反应，则盐酸的物质的量浓度为（3）如果盐酸过量，生成CO2的体积为（4）如果反应后碳酸氢盐剩余，盐酸不足量，要计算生成CO2体积还需要知道：。（5）若NaHCO3和KHCO3不是以等物质的量混合，则ag固体混合物与足量的盐酸完全反应时生成CO2的体积范围是
26．在1.00L1.00mol·L-1NaOH溶液中通入16.8L标准状况下的CO2，计算所得溶液中含有的NaHCO3和Na2CO3的物质的量。
27．取一定质量的碳酸钠、碳酸氢钠和硫酸钠的混合物与250mL1.00mol·L-1过量盐酸反应，生成2.016L二氧化碳（标况），然后加入500mL0.100mol·L-1氢氧化钡溶液，得到沉淀质量为2.33g。溶液中过量的碱用10.0mL1.00mol·L-1盐酸恰好完全中和。计算混合物中各物质的质量。
28．18.4gNaOH和NaHCO3固体混合物，在密闭容器中加热到约250℃，经充分反应后排出气体，冷却，称得固体质量为16.6g。试计算原混合物中NaOH的质量分数。
29．某天然碱可以看作是CO2和NaOH反应后的产物组成的一种物质。为了测定该物质的成分，进行如下实验：
（1）称取3.32g天然碱样品，加入30mL过量稀盐酸，产生672mLCO2气体（标准状况）。
（2）另称取3.32g天然碱样品，在300℃下加热至分解完全，产生CO2112mL（标准状况）和0.45g水。
试通过计算，确定天然碱的化学式。
30.30毫升无色混和气体由CO、CO2和O2组成，把这些气体通过Na2O2充分反应后剩余气体是25毫升。引燃25毫升剩余气体冷却到原室温，体积变为20毫升。试确定原混合气体中CO、CO2、O2各多毫升？
高一化学竞赛教案设计：朱德彬2003.10.28
8
熔融
高温
点燃
缓慢氧化
点燃
|
|
