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堿金屬單質化學教案

一、堿金屬單質的物理性質

1、相似性：軟可切，銀白色(銫略帶金色光澤)麗光澤、密度小、熔沸點較低，良好的導電導熱性。

2、遞變規律：熔點、沸點逐漸降低，密度呈增大趨勢()

二、堿金屬的原子結構

1、相同點：最外層電子數相同都是一個電子，次外層電子數相同為8電子(Li除外)。

2、不同點：核外電子層數不同。

3、遞變規律：按Li、Na、K、Rb、Cs、順序，原子半徑依次增大，離子半徑依次增大。(同種元素的原子半徑大于離子半徑)。

4、推論性質遞變：隨原子核外電子層數的增多原子半徑依次增大核對外層電子引力的減弱、失去電子的趨勢增強，無素的金屬性增強，單質的還原性增強。

三、堿金屬的化學性質

它們都能跟鹵素、氧氣、硫等非金屬直接化合，在反應中表現出很強的還原性。單質都能與水劇烈反應，生成相應的堿和氫氣。反應的實質可表示為：

2R+2H20=2ROH+H2↑反應的現象各不相同。與水反應不熔化;鈉與水反應時熔化;鉀與水反應熔化，且使產生的H2燃燒;銣、銫都與水猛烈反應。堿金屬與鹽溶液反應，都是先與水反應，若符合復分解反應發生的條件，則生成的氫氧化物繼續同鹽發生復分解反應。堿金屬均不能在水溶液中置換另外的金屬單質。

1、跟非金屬反應

鹵素：氧氣：(K、Rb、Cs與氧氣反應，都生成比過氧化物更復雜的氧化物)。

氫氣：Na、K、Rb、Cs與氫氣反應，都生成RH。

與硫等大多多數的非金屬起反應。

2、跟水的反應

堿金屬都能跟水反應生成氫氧化物和氫氣。。鈉與水反應比鋰與水反應激烈，鉀跟水的反應比鈉更劇烈，常使生成的氫氣燃燒并發生輕微爆炸，據此可得出結論：金屬單質置換出水中氫越容易說明該元素的金屬性越強。因此隨著原子的電子層數增多原子半徑的增大，堿金屬的活動性增強。

與常見鹽溶液反應的離子方程式：(R表示堿金屬元素)

四、焰色反應

定義：某些金屬或它們的化合物在灼燒時使火焰呈特殊的顏色。這在化學上叫做焰色反應。

焰色反應鑒別鹽類的步驟：

①鉑絲在火焰上灼燒至原火焰色②蘸取溶液(沾取固體)放在火焰上灼燒，觀察火焰顏色，觀察鉀火焰顏色要透過藍色的鈷玻璃去觀察。③鹽酸洗鉑絲④鉑絲在火焰上灼燒至原火焰色(如不能灼燒至原火焰色，則需再酸洗，再灼燒)。⑤再蘸取(沾取)另外化學藥品進行實驗。

鉀、鈉焰色反應顏色：鉀——紫色(透過藍色鈷玻璃)

鈉——黃色

五、鉀肥

通常使用的鉀肥：氯化鉀、硫酸鉀、碳酸鉀，由于均易溶于水，在施用時要防止雨水淋失。草木灰中含碳酸鉀。

鉀肥肥效通常以氧化鉀的質量分數表示：

六、常見鈉的化合物的化學式和俗稱：

名稱氫氧化鈉氯化鈉硫酸鈉晶體鈉晶體

化學式NaOHNaClNa2SO4·10H2ONa2CO3·10H2O

俗稱苛性鈉、火堿、燒堿食鹽芒硝蘇打、純堿

名稱碳酸氫鈉硫代硫酸鈉硅酸鈉硝酸鈉

化學式NaHCO3Na2S2O3·5H2ONa2SiO3NaNO3

俗稱小蘇打大蘇打、海波泡花堿、水溶液叫水玻璃智利硝石

重點、難點點撥

1.鈉氧化物制取

當鈉在氧氣中燃燒時，生成的產物是過氧化鈉。這是因為氧化鈉不穩定，會跟氧氣繼續起反應，生成過氧化鈉。所以工業常用鈉在氧氣中燃燒制過氧化鈉：2Na+O2=Na2O2

氧化鈉一般用間接方法來制取，如：

2NaN02+6Na=4Na20+N2↑

2.堿金屬中的一般和特殊之處

(1)Na、K需保存于煤油中，但Li的密度比煤油小，所以Li必須保存在密度更小的石蠟油中或密封于石蠟

(2)堿金屬中，從LiàCs，密度呈增大的趨勢，但ρ(K)=0.862g/cm3

(3)酸式鹽的溶解度一般大于正鹽，但溶解度NaHC03

(4)氧在化合物中一般顯-2價，氫顯+1價，但Na2O2、H202中的氧顯-1價，NaH、CaH2中的氫顯[-1]價。

(5)試劑瓶中的藥品取出后，一般不能放回原瓶，但IA金屬Na、K等除外。

(6)一般活潑金屬能從鹽中置換出不活潑金屬，但對IA非常活潑的金屬Na、K等除外。如：2Na+CuS04+2H20=Cu(OH)2↓=H2↑+Na2S04。

經典解析

1、(2001·上海)堿金屬與鹵素所形成的化合物，大都具有的性質是()

①高沸點②能溶于水③水溶液能導電④低熔點⑤熔融狀態不導電

A.①②③B.③④⑤

C.①④⑤D.②③⑤

[解析]堿金屬與鹵素所形成的化合物大都是離子化合物，因此具有高沸點、能溶于水、熔融態或水溶液都能導電的性質。

[答案]A

2、(競賽題)堿金屬(如鋰、鈉、鉀、銣等)溶于汞中可形成良好的還原劑“汞齊”。取7g某種堿金屬的汞齊與水作用得到0.2g氫氣，并得到幾密度為ρg/cm3的溶液，則溶液中溶質的質量分數可以是()

A.B.C.D.[解析]汞不能與水反應，堿金屬(M)能與水發生反應。

設堿金屬的質量為x(x<7g)，相對原子質量為a。

2M+2H20=2MOH+H2↑x=0.2ag。

因為0.2ag<7g，故a<35，相對原子質量小于35的堿金屬只有Li和Na，分別計算可知答案為A、B。

[答案]AB

3、(上海)甲、乙、丙、丁四個燒杯內分別放人0.1mol的鈉、氧化鈉、過氧化鈉和氫氧化鈉，然后各加入100mL水，攪拌，使固體完全溶解，則甲、乙、丙、丁的質量分數大小的順序是()

A.甲<乙<丙<丁B.丁<甲<乙=丙

C.甲=丁<乙：丙D.丁<甲<乙<丙

[解析]由Na+守恒比較四種溶液中的溶質質量;由溶液凈增重(△m)比較溶液質量。每摩爾Na、Na20、Na202溶于水，分別使溶液凈增重(23-1)g、(62-0)g、(78-16)g，即Na20、Na202使溶液凈增重相等。

[答案]B

4、A為單質，B、C、D是A元素的三種不同的化合物，用鉑絲蘸取B、C、D的溶液進行焰色反應，都呈紫色，按各圖變化，寫出有關反應的化學方程式。

[解]：B、C、D中都含鉀元素，則A為單質鉀，B為鉀的氫氧化物，C為鉀的碳酸鹽，D為鉀的氯化物。

答：①②③④5、8.1g某堿金屬(R)及其氧化物(R2O)組成的混合物，與水充分反應后，蒸發反應后的溶液，得到12g無水晶體，通過計算確定該金屬的名稱。

[解]：假設該混合物為單一成分組成的純凈物。

Ⅰ：若全為金屬，則Ⅱ：若全為氧化物，則因為應滿足：，在此區間的金屬只能鈉，鈉原子量為23。

說明：按常規法解題非常麻煩，亦可得。

6、KHCO3和CaCO3的混合物和與之等質量的NaHCO3分別與鹽酸反應時，消耗酸的量相等，求混合物中KHCO3、CaCO3的質量比。

[解]：設混合

物的質量為m

解得：因為，所以7、現有A、B、C三種白色固體及一種無色氣體D。A、B、C均可溶于水，其中C的溶液為堿溶液，焰色反應均呈黃色，且四種物質中間存在如下反應關系：

①②③④試推斷：A是________B是________C是_________D是________。

答案：A:Na2CO3B:NaHCO3C:NaOHD:CO2

或A:Na2SO3B:NaHSO3C:NaOHD:SO2

8、、NaHCO3和Na2CO3的混合物100g和20gNaOH固體混合物加熱，充分反應后冷卻稱量，剩余固體質量為108g，求原混合物中Na2CO3的質量分數是多少?

[解]：設20gNaOH與足量NaHCO3反應減少質量為x，消耗NaHCO3質量為y

因為，所以肯定有過量的NaHCO3分解。

設：分解的NaHCO3為m

答：(略)。

9、現有和的混合物，為了測定x的值，某同學采用如下圖裝置進行實驗：

(1)A的裝置的作用是_____________________________

(2)B的裝置的作用是_____________________________

(3)C的裝置的作用是_____________________________

(4)若在試管A中裝入和的混合物3.7g，用酒精燈加熱到反應完全，此時B管增重1.89g，C管增重0.22g，則x值為______。

[解]：(1)加熱使失去結晶水，使分解。

(2)吸收反應中生成的水。

(3)吸收CO2。

(4)答：(略)。

10、向5.68gCaCO3和MgCO3組成的混合物中加入足量的鹽酸，將產生的氣體通入500mL0.2mol/LNaOH溶液中，CO2完全被吸收，NaOH無剩余，把吸收CO2后的溶液在減壓低溫條件下蒸干，得無水固體5.92g。求混合物質MgCO3的質量分數。

[解]：0.1molNaOH全部轉變成Na2CO3,則0.1molNaOH全部轉變成NaHCO3，則因為，所以5.92g固體為和的混合物。

答：(略)。