考前提分小知识点：碱金属元素[1]

考前提分小知识点：碱金属元素[1]

碱金属元素 考点1 钠与水反应及应用 ‎1．钠与水的反应可以概括为： 五个字来记忆。‎ ‎（1）钠投入水中并浮在水面上——密度 水。‎ ‎（2）钠立即跟水反应，并 ，发出嘶嘶声，产生气体。‎ ‎（3）同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方向迅速游动最后消失—— 。（4）反应后的水溶液使酚酞 ——与水反应生成NaOH。‎ ‎2．钠与酸溶液反应 当钠投入酸溶液中，钠首先与酸电离出的H+反应： ；当酸完全反应后，过量的钠再与水反应，故钠与酸溶液反应比钠与水反应 。‎ ‎3．钠与盐溶液的反应 实质上是先与水反应生成 NaOH，NaOH再与盐反应。‎ 与CuSO4溶液反应：2Na+2H2ONaOH+H2↑ (1) CuSO4+2NaOHNa2SO4‎ ‎+Cu(OH)2 (2) 合并(1)(2)得： ‎ ‎（2）与FeCl3溶液反应： ‎ ‎[特别提醒]：钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，这是因为金属阳离子在水中一般是以水合离子形式存在，即金属离子周围有一定数目的水分子包围着，不能和钠直接接触。钠与熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。‎ ‎ [例1] 下列关于钠与水反应的说法不正确的是 （ ）‎ ‎①将小块钠投入滴有石蕊试液的水中，反应后溶液变红；②将钠投入稀盐酸中，钠先与水反应，后与盐酸反应；③钠在水蒸气中反应时因温度高会发生燃烧；④将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块用锡箔包住，在锡箔上刺些小孔，然后按入水中，两者放出的氢气质量相等。‎ A．①② B．②③ C．②③④ D．①②③④‎ ‎[解析]钠与水反应产生氢氧化钠只能使酚酞变红，而不能使石蕊变红。钠与水的反应本质是钠与H+的反应，所以钠先与盐酸溶液中的酸反应。钠在水蒸气中反应产生的是氢气，尽管温度高且反应放热，因无氧气不能燃烧。钠的密度比水大，浮在水面上时，就有部分钠被氧气氧化，而用锡箔包住的钠不会被氧气氧化，所以与水反应的钠质量不相等，两者放出氢气的质量也不相等。‎ ‎[答案]D ‎[黑色陷阱]忽视了钠与水反应产生H2，无氧气存在而漏选③；忽略了钠直接投入水中，在水面上部分钠被氧化而漏选④。‎ 考点2 过氧化钠的结构与性质 ‎1．Na2O2的结构特点 在Na2O2和H2O2中，氧是 价，这是因为两个氧原子之间以一对共用电子相结合（非极性键），形成了一种不太稳定的结构。‎ ‎2．Na2O2的性质 ‎－1价介于氧的两种较稳定化合价0价和－2价之间，因此Na2O2既可以在一定条件下 获得电子表现 （如与SO2、Fe2+、品红等反应），也可以在一定条件下失去电子 表现 （如与H+和MnO4-反应），还可以在一定条件下发生歧化反应（如与H2O、CO2等反应）；但以 为主。‎ Na2O2与SO2反应：Na2O2+SO2 ‎ ‎ Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊： 。‎ ‎ Na2O2投入品红溶液中， 使品红溶液褪色(褪色原理与SO2 )。‎ ‎[特别提醒]：Na2O2跟CO2和水蒸气组成的混合气体反应时的先后顺序。若先发生反应：2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑，必还发生2NaOH+CO2Na2CO3+H2O，即应先考虑Na2O2跟CO2的反应。‎ ‎[例2]（2006年全国Ⅰ）在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化纳作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品、用上图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。‎ ‎（1）A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式： 。‎ ‎（2）填写表中空格：（请在答题卡上填空）‎ 仪器 加入试剂 加入该试剂的目的 B 饱和NaHCO3溶液 C D ‎（3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： 。‎ ‎（4）试管F中收集满气体后，下一步实验操作是： 。‎ ‎[解析]要证明过氧化钠可作供氧剂，必须验证实验产物是O2，故实验目的就是验证过氧化钠与水或二氧化碳的反应。实验仪器中的A是二氧化碳发生装置，B、D是除杂装置，C是反应装置，E是尾气处理与收集装置。本实验可能存在的杂质气体有：HCl和水，但由于过氧化钠与二氧化碳的反应是离子反应，故水不必除去。试管F中收集满气体后，下一步实验操作应是验证实验产物是O2。为检验生成的O2应将试管F从水槽中取出，然后用带火星的木条伸入管口进行检验，但是取出F前，应将装置A中的反应停止。‎ ‎[答案]（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ ‎ ‎（2）B 饱和NaHCO3 除CO2中的HCl ‎ C Na2O2粉末 反应物 ‎ D NaOH溶液 除去未反应的CO2‎ ‎（3）2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2 （4）将带火星的木条插入试管检验木条能否复燃。 ‎ ‎[方法技巧]做实验首先确立实验目的，确定装置B、C、D的作用是解答本题的关键。易错点是部分考生考虑二氧化碳中的水必须除去，从而认为装置是干燥装置，D是Na2O2与CO2反应装置而出现错误。‎ 考点3 碳酸钠、碳酸氢钠 ‎1．碳酸钠、碳酸氢钠主要性质比较及鉴别 ‎（1）热稳定性不同。分别加热少量固体，若发生分解反应，将产生的气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊的原试剂是 ，另一个为 。‎ ‎（2）和酸反应速率不同。分别取一定质量的固体，加入等浓度、等体积的盐酸，反应快、产生气体多的为 ，另一个为 。‎ ‎（3）阴离子不同。分别取其稀溶液，滴加氯化钡稀溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的原试剂为 ，另一个为 。‎ ‎（4）溶液的酸碱性。测其稀溶液(0.1 mol·L-1)的pH， 溶液的pH在12左右，而 ‎ 溶液的pH在8左右。‎ ‎[特别提醒]：碳酸钠溶液与盐酸反应时，二者滴加的次序不同，产生的现象不同。‎ 向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液（开始时酸过量）：2HCl+Na2CO32NaCl+CO2↑+H2O。若向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸（开始时酸不足）：HCl+Na2CO3NaCl+NaHCO3（无气泡），HCl+NaHCO3NaCl+CO2↑+H2O。由以上分析可知，不同的滴加顺序产生不同的现象，这就是不用其他试剂鉴别Na2CO3溶液和盐酸的原理。‎ ‎2．碳酸氢钠和碳酸钠的制法 ‎ （1）制取NaHCO 3的方法 ‎ ①减压低温蒸干NaHCO3溶液。NaHCO3遇热易分解，其水溶液加热更易分解，所以不可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得NaHCO3晶体。‎ ‎ ②往饱和Na2CO3 溶液中通入CO2，过滤得到晶体。Na2CO 3+CO 2+H2O2NaHCO 3 ‎ ‎ （2）联碱法制纯碱原理 ‎①在饱和食盐水中通 饱和后，再通 ：NH3+CO2+H2ONH4HCO3 ‎ ‎②生成NH4HCO3的溶解度大，而c(Na+)也大，而NaHCO3溶解度小，故产生沉淀：NaCl+ NH4HCO3NaHCO3↓+NH4Cl，总方程式： 。‎ ‎ ③将析出沉淀加热，制得Na2CO3（纯碱）‎ ‎[特别提醒]：不能先通入CO2达饱和后再通入NH3，因为CO2在水中的溶解度很小(1∶1)，即使通入过量的NH3，所生成的NaHCO3、NH4Cl也很少，这样就无法制取NaHCO3。‎ ‎ [例3] 下列实验能成功的是 （ ）‎ ‎①用水鉴别Na2CO3和NaHCO3固体；②用观察法区别Na2O和Na2O2；③用MgCl2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaOH溶液；④用稀盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。‎ A．①②③④ B．①② C．②③ D．①②④‎ ‎[解析]Na2CO3溶解度远大于NaHCO3，取等量水，溶解得多的固体就是Na2CO3。Na2CO3还能与水结合成块状Na2CO3·10H2O，分别取a g固体，各加b mL的水，搅拌，有溶液的为NaHCO3，只形成块状固体的为Na2CO3。Na2O呈白色，Na2O2为黄色，观察即可分辨。MgCO3与Mg(OH)2都难溶于水，故MgCl2溶液不能区别Na2CO3溶液和NaOH溶液。Na2CO3溶液与稀盐酸反应的现象随操作不同而不同，Na2CO3溶液滴入稀盐酸中，立即产生气泡；而将稀盐酸滴入Na2CO3溶液中，先发生反应CO32-+H+HCO3-，没有立即产生气泡，当CO32-完全转化成HCO3-后再滴盐酸，即相当于在NaHCO3溶液中加稀盐酸，立即产生气泡，所以向未知液中逐滴加稀盐酸的方法可区别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。‎ ‎[答案]D ‎[黑色陷阱]本题不仅要考虑物质的性质差异，而且要考虑操作方法的不同对差异性质的影响。Na2CO3、NaHCO3溶液滴入到盐酸中的现象是一致的，而稀盐酸滴入这两种溶液中产生气泡是后者快。因忽略了NaHCO3比Na2CO3与酸反应激烈而误选B。‎ 考点4 碱金属 ‎1．焰色反应 ‎（1）概念： 在燃烧时使火焰呈特殊的颜色，叫焰色反应。‎ ‎（2）用品： （或铁、铬、镍、钨等）、 （或煤气灯）、试剂。‎ ‎（3）焰色反应鉴别盐类的步骤：①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色。②蘸取溶液（沾取固体）放在火焰上灼烧，观察火焰颜色，观察钾火焰颜色要 去观察。③盐酸洗铂丝。④铂丝在火焰上灼烧至原火焰色（如不能灼烧至原火焰色，则需再酸洗，再灼烧）。⑤再蘸取（沾取）另外化学药品进行实验。‎ 钾、钠焰色反应颜色：钾——紫色（透过蓝色钴玻璃）；钠——黄色。‎ ‎2．碱金属的性质规律与特例 ‎（1）通常合金多呈固态，而钠钾合金却是液态。‎ ‎（2）碱金属单质在空气或氧气中燃烧时，生成过氧化物甚至比过氧化物更复杂的氧化物，而Li只生成Li2O。‎ ‎（3）碱金属单质密度一般随核电荷数增大而递增，但K的密度比Na小。‎ ‎（4）碱金属单质一般跟水剧烈反应，但Li跟水反应缓慢（LiOH溶解度小）。‎ ‎（5）碱金属单质因其活动性强，多保存在煤油中，而Li却因密度比煤油更小，只能保存在液体石蜡中。‎ ‎（6）碱金属的盐一般都易溶于水，但Li2CO3却微溶。‎ ‎（7）一般说，酸式盐较正盐溶解度大，但NaHCO3却比Na2CO3溶解度小。‎ ‎（8）试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但IA金属Na、K等除外。‎ ‎（9）一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属，但对IA非常活泼的金属Na、K等除外。如：2Na+CuSO4+2H2OCu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。‎ ‎（10）Fr是放射性元素，所以在自然界中不存在。‎ ‎ [例4] 下列有碱金属铷(Rb)的叙述中，正确的是 （ ）‎ A．灼烧氯化铷时，火焰有特殊颜色 B．硝酸铷是离子化合物，易溶于水 C．在钠、钾、铷三种单质中，铷的熔点最高 D．氢氧化铷是弱碱 ‎[解析]与钠元素相似，铷元素也有焰色反应，选项A正确；与NaNO3相似，RbNO3是离子化合物，易溶于水，选项B正确；碱金属从锂到铯，熔点逐渐降低，选项C错误；碱金属的氢氧化物均为强碱，选项D错误。‎ ‎[答案]AB。‎ ‎[备考反思]由所学物质的结构、性质来推断结构相似、未学物质的性质，是中学化学重要的一类习题。解答此类题目的关键就是要考虑二者的相似性和递变性。对碱金属元素单质及其化合物的性质的相似性和递变性及特殊性一定要熟悉。‎ 碱金属元素参考答案 考点1 钠与水反应 ‎ ‎1．浮、熔、响、游、红 （1）小于 （2）放出热量 （3）熔点低 （4）变红 ‎2．2Na +2H+2Na++H2↑ 更剧烈 ‎3．2Na+2H2O+CuSO4Na2SO4 +Cu(OH)2↓+H2 ↑‎ ‎6Na+6H2O+2FeCl36NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑‎ 考点2 过氧化钠的结构与性质 ‎1．－1 2．氧化性 还原性 氧化性 Na2SO4 3Na2O2+6FeCl2+6H2O2FeCl3+‎ ‎4Fe(OH)3↓+6NaCl Na2O2+H2S2NaOH+S↓ 可 不同 考点3 碳酸钠、碳酸氢钠 ‎1．（1）NaHCO3 Na2CO3 （2）NaHCO3 Na2CO3 ‎ ‎（3）Na2CO3 NaHCO3 （4）Na2CO3 NaHCO3 ‎ ‎2．（2）①NH3 CO2 ②NaCl+ NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl 考点4 碱金属 ‎1．（1）多种金属或它们的化合物 （2）铂丝 酒精灯 （3）②透过蓝色的钴玻璃