碱金属元素

碱金属元素

碱金属元素 一、碱金属的原子结构 Li Na K Rb Cs 最外层电子 1个核电荷数依次增大电子层数依次增多原子半径依次增大失电子能力依次增强单质的还原性依次增强 M+的氧化性依次减弱

结构决定性质，性质反映结构。这是学习化学的一个重要思维方法。结构决定性质，性质反映结构。这是学习化学的一个重要思维方法。

二、碱金属单质的物理性质（Li →Cs ) 相似性：银白色（铯略带金色）柔软密度小熔沸点低有展性导电和导热性强递变规律：密度增大（钾除外，钾密度比钠小）熔点和沸点逐渐降低

三. 碱金属的化学性质 （与钠相比较）点燃 K + O2 = KO2（超氧化钾） △ 与H2反应：2M+H2 = 2MH （1）与非金属反应与O2反应：请分析化合价变化情况 -1 +1 0 MH与H2O反应：MH+H2O = MOH+H2↑

（2）与水反应 切取绿豆大小的一小块钾投入冷水（滴有2滴酚酞试液）中，实验现象：反应剧烈，钾熔成小球在液面快速游动，生成的氢气燃烧，并发生轻微爆炸。反应后溶液变红。反应： 2K + 2H2O = 2KOH + H2 结论：钾的还原性比钠更强

铯与水的反应

碱金属原子结构及单质的化学性质 决定结构性质易失电子，强金属性（强还原性）相似性最外层只有一个电子与氧气、卤素、硫等非金属反应，生成离子化合物与水反应置换出氢气失电子能力增强，金属性增强从Li→Cs 电子层数增多原子半径增大差异性与非金属反应越来越剧烈与水反应越来越剧烈，与氧气反应产物越来越复杂

四. 碱金属元素的存在、制备和用途 1. 存在：均以化合态存在。钠和钾有较高的丰度，其主要矿物有钠长石、钾长石、光卤石[KCl·MgCl2·6H2O]、明矾石[K2SO4 ·Al2(SO4)3 ·24H2O]等。海水中的KCl约是NaCl的1/40。Li、Rb、Cs在自然界中储量较少而且分散，故列为稀有金属。 2. 制备：要使M+→M，通常采用熔融盐电解法（利用外加电源来迫使M+接受电子转变被还原成为M）。 3. 用途：Li: 制催化剂、电池、合金、高强度玻璃； K: 肥料； Rb、Cs：制光电管。

练习： 写出钾与下列溶液反应的化学方程式 ⑴ 氯化钠 ⑵ 氯化镁 2K + 2H2O = 2KOH + H2 2K + 2H2O = 2KOH + H2 2KOH + MgCl2 = 2KCl + Mg(OH)2↓ 合并：2K + MgCl2+ 2H2O = 2KCl + Mg(OH)2↓ +H2 ↑

练习： 锂与钠、钾的性质相似。钠、钾保存在煤油里，锂是否也可保存在煤油里？（煤油的密度为0.78g/cm3) 不可以。因锂的密度是0.534g /cm3，小于煤油的密度，它不会浸没在煤油里。少量的锂可保存在密度更小的石蜡油里。

问题探究 至今为止，我们鉴定物质，通常用哪些方法（根据什么现象判断）？鉴定钾、钠和它们的化合物，能用这些方法吗？为什么？

检验物质的方法 ⑴ 颜色改变法 Na+ K+无色酸能使紫色石蕊试液变红碘遇淀粉变蓝 ⑵ 生成沉淀法钾盐和钠盐均溶于水 Ag+ + Cl- =AgCl Ba2+ + SO42- = BaSO4 ⑶ 生成气体法 2H+ + SO32- = H2O +SO2 NH4+ + OH- = NH3 + H2O

五、焰色反应 某些金属或金属化合物灼烧时使火焰呈现特殊的颜色，在化学上叫做焰色反应。定义： ⑴ 点燃酒精灯(最好用煤气灯,火焰颜色较浅) ⑵ 铂丝在酒精灯上灼烧至火焰呈原色操作 ⑶ 铂丝蘸取固体或溶液灼烧,观察。若是钾元素，应透过蓝色钴玻璃，滤去遮盖紫色的黄光。 ⑷ 铂丝用稀盐酸洗净，在火焰上灼烧至原色。（能不能用稀硫酸）

焰色反应 注意：是物理性质，属元素性质，与价态无关。钾紫色（透过蓝色钴玻璃）焰色钠黄色钙砖红色锶：洋红色铜绿色锂：紫红色钡：黄绿色

观察钾的焰色反应为什么需透过蓝色的钴玻璃?观察钾的焰色反应为什么需透过蓝色的钴玻璃? 因为在钾的化合物中往往混有一些钠的化合物（不易分离），在进行焰色反应时，由于钠元素的存在（焰色反应呈黄色）干扰了钾的焰色反应（紫色）的观察，必须把黄色的光滤去，由光的互补色原理可知，黄色与蓝色互为互补色，用蓝色的钴玻璃可将黄色的光滤去，即可清楚地观察到钾的焰色------紫色。

常用的钾肥有哪些？ 施用钾肥应注意哪些问题？思考：有 KCl , K2SO4 , K2CO3（草木灰的主要成分）防止雨水淋失氮磷钾三种肥料的合理配合。

规律与特例 1. 通常的合金多呈固态，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. 碱金属单质的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，Li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。

例:在空气中放置的KOH固体，经分析含水2.8%，含K2CO3 37.8%。取1g该KOH样品投到含1.825gHCl的盐酸中，为中和多余HCl 又用去1.85gKOH固体，蒸发中和后的溶液能得到固体多少克？分析：KOH + HCl = KCl + H2O K2CO3 + 2HCl = 2KCl + H2O + CO2 得到的固体是氯化钾，根据氯离子守恒求解 KCl －－－ Cl- －－－ HCl 39+35.5 36.5 x = 3.725g Xg 1.825g

练习： 3.一块表面已部分氧化的钠块质量为1.08g，投入100g水中，放出氢气0.02g。求： ⑴　钠块中所含游离态钠的质量分数； ⑵　原金属钠被氧化的钠的质量分数； ⑶　反应后生成的氢氧化钠溶液中，溶质的质量分数。 ⑴ 2Na ------H2 ------2NaOH 0.02mol 0.01mol 0.02mol m(Na)=0.46g Na%=0.46g/1.08g ≈ 42.59% n(Na2O)=(1.08g－0.46g)/62g·mol-1 = 0.01mol ⑵ 2Na------Na2O ------2NaOH 0.02mol 0.01mol 0.02mol Na(被氧化)%=50% ⑶ m(反应后溶液) = 1.08g+100g－0.02g=101.06g m(NaOH)=0.04mol×40g·mol-1=1.6g ω=1.6g/101.06g ≈ 1.58%

作业将Na2O2和NaHCO3固体混合物置于密闭容器中加热充分反应，放出气体后冷却；若原固体混合物的质量为Wg ；反应后冷却再称其质量减少了△W。设NaHCO3、 Na2O2的物质的量分别为a，b，试确定下述各条件下△W的取值范围（用含W的代数式表示）。（1）当时，△W取值范围是；（2）当时，△W取值范围是；（3）当时，△W取值范围是。

碱 金 属 元 素