堿金屬單質(zhì)化學(xué)教案

時(shí)間:2022-04-07 09:39:00

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堿金屬單質(zhì)化學(xué)教案

一、堿金屬單質(zhì)的物理性質(zhì)

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(diǎn)較低,良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性。

2、遞變規(guī)律:熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸降低,密度呈增大趨勢()

二、堿金屬的原子結(jié)構(gòu)

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

2、不同點(diǎn):核外電子層數(shù)不同。

3、遞變規(guī)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(zhì)遞變:隨原子核外電子層數(shù)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(qiáng),無素的金屬性增強(qiáng),單質(zhì)的還原性增強(qiáng)。

三、堿金屬的化學(xué)性質(zhì)

它們都能跟鹵素、氧氣、硫等非金屬直接化合,在反應(yīng)中表現(xiàn)出很強(qiáng)的還原性。單質(zhì)都能與水劇烈反應(yīng),生成相應(yīng)的堿和氫氣。反應(yīng)的實(shí)質(zhì)可表示為:

2R+2H20=2ROH+H2↑反應(yīng)的現(xiàn)象各不相同。與水反應(yīng)不熔化;鈉與水反應(yīng)時(shí)熔化;鉀與水反應(yīng)熔化,且使產(chǎn)生的H2燃燒;銣、銫都與水猛烈反應(yīng)。堿金屬與鹽溶液反應(yīng),都是先與水反應(yīng),若符合復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件,則生成的氫氧化物繼續(xù)同鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。堿金屬均不能在水溶液中置換另外的金屬單質(zhì)。

1、跟非金屬反應(yīng)

鹵素:氧氣:(K、Rb、Cs與氧氣反應(yīng),都生成比過氧化物更復(fù)雜的氧化物)。

氫氣:Na、K、Rb、Cs與氫氣反應(yīng),都生成RH。

與硫等大多多數(shù)的非金屬起反應(yīng)。

2、跟水的反應(yīng)

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

與常見鹽溶液反應(yīng)的離子方程式:(R表示堿金屬元素)

四、焰色反應(yīng)

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

焰色反應(yīng)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(lán)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(xué)藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

鉀、鈉焰色反應(yīng)顏色:鉀——紫色(透過藍(lán)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(shí)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(zhì)量分?jǐn)?shù)表示:

六、常見鈉的化合物的化學(xué)式和俗稱:

名稱氫氧化鈉氯化鈉硫酸鈉晶體鈉晶體

化學(xué)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(xué)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(diǎn)、難點(diǎn)點(diǎn)撥

1.鈉氧化物制取

當(dāng)鈉在氧氣中燃燒時(shí),生成的產(chǎn)物是過氧化鈉。這是因?yàn)檠趸c不穩(wěn)定,會(huì)跟氧氣繼續(xù)起反應(yīng),生成過氧化鈉。所以工業(yè)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(jià),氫顯+1價(jià),但Na2O2、H202中的氧顯-1價(jià),NaH、CaH2中的氫顯[-1]價(jià)。

(5)試劑瓶中的藥品取出后,一般不能放回原瓶,但I(xiàn)A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?;顫姷慕饘貼a、K等除外。如:2Na+CuS04+2H20=Cu(OH)2↓=H2↑+Na2S04。

經(jīng)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(zhì)是()

①高沸點(diǎn)②能溶于水③水溶液能導(dǎo)電④低熔點(diǎn)⑤熔融狀態(tài)不導(dǎo)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(diǎn)、能溶于水、熔融態(tài)或水溶液都能導(dǎo)電的性質(zhì)。

[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(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以是()

A.B.C.D.[解析]汞不能與水反應(yīng),堿金屬(M)能與水發(fā)生反應(yīng)。

設(shè)堿金屬的質(zhì)量為x(x<7g),相對原子質(zhì)量為a。

2M+2H20=2MOH+H2↑x=0.2ag。

因?yàn)?.2ag<7g,故a<35,相對原子質(zhì)量小于35的堿金屬只有Li和Na,分別計(jì)算可知答案為A、B。

[答案]AB

3、(上海)甲、乙、丙、丁四個(gè)燒杯內(nèi)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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)質(zhì)量;由溶液凈增重(△m)比較溶液質(zhì)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(zhì),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(jìn)行焰色反應(yīng),都呈紫色,按各圖變化,寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。

[解]:B、C、D中都含鉀元素,則A為單質(zhì)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(yīng)后,蒸發(fā)反應(yīng)后的溶液,得到12g無水晶體,通過計(jì)算確定該金屬的名稱。

[解]:假設(shè)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?yàn)閼?yīng)滿足:,在此區(qū)間的金屬只能鈉,鈉原子量為23。

說明:按常規(guī)法解題非常麻煩,亦可得。

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

[解]:設(shè)混合

物的質(zhì)量為m

解得:因?yàn)?,所?、現(xiàn)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(yīng)均呈黃色,且四種物質(zhì)中間存在如下反應(yīng)關(guān)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(yīng)后冷卻稱量,剩余固體質(zhì)量為108g,求原混合物中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?

[解]:設(shè)20gNaOH與足量NaHCO3反應(yīng)減少質(zhì)量為x,消耗NaHCO3質(zhì)量為y

因?yàn)?,所以肯定有過量的NaHCO3分解。

設(shè):分解的NaHCO3為m

答:(略)。

9、現(xiàn)有和的混合物,為了測定x的值,某同學(xué)采用如下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

(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(yīng)完全,此時(shí)B管增重1.89g,C管增重0.22g,則x值為______。

[解]:(1)加熱使失去結(jié)晶水,使分解。

(2)吸收反應(yīng)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(chǎn)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(zhì)MgCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

[解]:0.1molNaOH全部轉(zhuǎn)變成Na2CO3,則0.1molNaOH全部轉(zhuǎn)變成NaHCO3,則因?yàn)?,所?.92g固體為和的混合物。

答:(略)。