考點(diǎn)5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、、水、稀酸溶液反應(yīng)，生成含（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：①與反應(yīng)越來(lái)越劇烈，產(chǎn)物越來(lái)越復(fù)雜，②與反應(yīng)越來(lái)越劇烈，③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)：；

（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。凿囍荒鼙４嬖谝后w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�和主要是用電解熔融氯化物的方法制��；金屬因?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從熔融中把置換出來(lái)（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  已知相對(duì)原子質(zhì)量：6.9，23，39，85。今有某堿金屬M(fèi)及其氧化物組成的混合物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(fèi)是[    ]

A、    B、    C、     D、

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：

                          

10.8 g→10.8×[(A＋17)/A]g                              10.8 g→10.8×[2(A＋17)/(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：。

解得：35.3＞A＞10.7，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  B

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。將質(zhì)量為的某堿金屬單質(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，測(cè)定的堿金屬相對(duì)原子質(zhì)量比實(shí)際值偏大還是偏小？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：，只要通過(guò)實(shí)驗(yàn)，取得一定質(zhì)量(題設(shè))的堿金屬和足量的水反應(yīng)產(chǎn)生的的質(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)，堿金屬與足量水反應(yīng)產(chǎn)生的質(zhì)量為。設(shè)所求堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量為，有，解得。

（2）無(wú)水氯化鈣吸收水蒸氣。若不用，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)生的水蒸氣被帶走)，則值減少，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)量的堿金屬與水反應(yīng)所得的質(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，放出，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℃能和反應(yīng)放出的氣體有可能是和，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，設(shè)其質(zhì)量為，

        

                32             4

                                 2.28g

   ，故假設(shè)不成立。

如果A都是，設(shè)其質(zhì)量為：

     

      88                 32          56

                                  2.28g

     ，故假設(shè)不成立。

所以A應(yīng)為和的混合物

設(shè)的質(zhì)量為 g，的質(zhì)量為 g，則，。

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1，則溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能是[     ]

A、    B、    C、    D、

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，相對(duì)原子質(zhì)量為，則，故。相對(duì)原子質(zhì)量小于35的堿金屬只有和，所以本題中堿金屬可能為和。

答案  A、B 

 

例5  (1993年全國(guó))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：

Na2O＋H2O＝2NaOH

2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑

設(shè)混合物中Na2O2、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。

溶液的總質(zhì)量為：70 g＋98 g－[32x(2×78)]

由上述關(guān)系量可列二元一次方程組為

解得：x＝39 g  y＝31 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K＋

2.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.ⅦA族元素?

C.鹵化銀                                                 D.ⅠA族元素

3.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Na2O2反應(yīng)，固體質(zhì)量增加w g。在①H2②CO  ③CO和H2的混合氣  ④HCHO  ⑤CH3COOH

⑥HO―CH2―CH2―OH中，符合題意的是

A.均不符合                                      B.只有①②③?

C.只有④⑤                                       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?Li3N）

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?

B.與水反應(yīng)時(shí)，水都作氧化劑?

C.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)?

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?

①K ②Mg ③Al ④Li ⑤Rb ⑥Fe?

A.①⑤⑥                                                 B.①⑤?

C.②③④                                                 D.①②③④

8.鉀與氧組成的某種離子晶體，含鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是，其陰離子只有過(guò)氧離子O和超氧離子O兩種，則此晶體中，O與O的物質(zhì)的量之比為?

A.2∶1                        B.1∶1                         C.1∶2                         D.1∶3

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.Na2O2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               。

試題詳情

10.（10分）呼吸面具中Na2O2可吸收CO2放出O2，若用超氧化鉀（KO2）代替Na2O2也可起同樣的作用。

（1）寫出KO2與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式                          。

（2）1 kg Na2O2和1 kg KO2 分別跟CO2反應(yīng)，生成的O2的質(zhì)量比為               。

（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               。

試題詳情

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。

試題詳情

 (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               。

(4)洗氣瓶中的試劑是               ，其作用是               。

試題詳情

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，如KO2；臭氧化物，如RbO3。其中后三種均能與水或CO2反應(yīng)產(chǎn)生O2，試分別寫出KO2、RbO3與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：?

試題詳情

                                                                        

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              (填序號(hào))，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.Na2O                        B.Na2O2                       C.KO2                          D.RbO3

試題詳情

13.(12分)由NaOH和NaHCO3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x表示原混合物中NaOH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，試回答：

試題詳情

(1)當(dāng)x=25%時(shí)，y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。

試題詳情

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/g

NaOH

100

NaHCO3

9

Na2CO3

30

試題詳情

 (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。?

試題詳情

(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］的位置，并判斷此時(shí)所得鹽的組成及其物質(zhì)的量。

 

試題詳情

一、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。?

答案：D?

2.D?

3.解析：組成要符合（CO）n（H2）m的形式?

答案：D?

4.BC  5.C  6.D  7.C  8.C?

二、9.解析：在A中：1 mol NaHCO3分解生成0.5 mol CO2和0.5 mol H2O和0.5 mol Na2CO3，若先考慮0.5 mol CO2與Na2O2反應(yīng)則有2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2，故消耗0.5 mol Na2O2，生成0.5 mol Na2CO3，然后0.5 mol H2O和0.5 mol Na2O2剛好完全反應(yīng)生成1 mol NaOH，故因?yàn)镹a2CO3和NaOH不反應(yīng)，結(jié)果相同，但應(yīng)注意，若CO2過(guò)量，則CO2可和生成NaOH反應(yīng)，而轉(zhuǎn)化為H2O過(guò)量，因此通常在定量條件下先考慮CO2和Na2O2的反應(yīng)情況。

答案：A.1 mol Na2CO3、1 mol NaOH  B.1 mol Na2CO3  C.1 mol CaCO3、 1 mol Na2CO3  C＞A＞B?

10.（1）4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2↑?

（2）0.61∶1  （3）1∶3?

（4）KO2  因等質(zhì)量的KO2與CO2反應(yīng)時(shí)放出的O2的量更多?

11.(1)O2?(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH+O2↑?

(3)H2O2  催化劑  (4)濃H2SO4  干燥氧氣?

12.4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O2?4RbO3＋2CO2===2Rｂ2CO3＋5O2  AB?

13.(1)0.5A  (2)0.75A?

(3)0＜­x＜0.5時(shí)，y=0.5A；0.5≤x＜1時(shí)，y=xA

14.(1)2HCl+CaCO3===CaCl2＋H2O＋CO2↑  CO2＋NaOH===NaHCO3?

(2)0.5 mol NaOH?

(3)稱取20 g NaOH放入燒杯中，加100 g H2O，不斷攪拌，使之溶解，等冷卻后，通入過(guò)量CO2氣體。過(guò)濾，用濾紙將濾渣表面的水吸干。?

(4)A點(diǎn)標(biāo)注略  0.125 mol  正鹽?

 

 


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