高三化学碱金属人教版知识精讲

高三化学碱金属人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：碱金属二. 重点、难点：1. 掌握金属钠的物理性质和化学性质；了解金属钠的存在和用途。

2. 了解钠的化合物的主要用途。

3. 掌握钠的两种氧化物及碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其性质之间的差异。

4. 了解碳酸钠和碳酸钠的鉴别方法。

5. 碱金属元素结构性质的相似性，递变性及其原因。

6. 掌握碱金属元素性质的异同，能够用原子结构的初步知识来理解它们性质上的差异和递变规律，为今后学习元素周期律打好基础。

7. 了解焰色反应的操作及应用。

三. 知识分析（一）钠1. 物理性质：银白色金属、硬度小、比水轻、熔点低、易传热、导电2. 化学性质：（1）与氧气反应常温：4Na + O22Na2O点燃：2Na + O2 Na2O2（2）与卤素、硫等非金属反应2Na + Cl22NaCl2Na + S Na2S（3）与水反应（加酚酞）：①现象：浮、熔、游、响、红。

②表明：比水轻、反应放热、钠易熔化、反应激烈，生成H2和碱。

③实质：钠置换水中的氢（4）与酸反应：直接与H+发生氧化还原反应（置换）（5）与盐反应：① 水溶液：先与水反应，生成的碱再与盐发生复分解反应。

2Na+2H 2O+CuSO 4=2)(OH Cu ↓+Na 2SO 4+H 2↑② 熔融：直接发生置换反应4Na+TiCl 4（熔融）Ti+4NaCl3. 存在：只以化合态存在，以NaCl 为主，还有Na 2SO 4、Na 2CO 3、NaNO 3等4. 保存：密封保存，通常保存在煤油中5. 用途：制取Na 2O 2等化合物，钠钾合金（常温下为液体）作原子反应堆导热剂，还原金属，用于电光源6. 制法：2NaCl 2Na+Cl 2↑7. 钠在空气中放置发生的变化钠放置在空气中，首先被氧气氧化成Na 2O ；Na 2O 进一步与空气中的水蒸气反应生成NaOH ；NaOH 吸收空气中的水蒸气和CO 2生成碳酸钠晶体；碳酸钠晶体会逐渐风化而成Na 2CO 3。

即其变化过程是这里发生的反应有：① 4Na+O 2=2Na 2O② Na 2O+H 2O=2NaOH③ 2Na+2H 2O=2NaOH+H 2↑④ 2NaOH+CO 2+9H 2O=Na 2CO 3·10H 2O⑤ Na 2CO 3·10H 2O=Na 2CO 3+10H 2O（二）钠的氧化物1. Na 2O ：白色，具有碱性氧化物的通性，不稳定，可继续氧化成Na 2O 22. Na 2O 2：淡黄色固体① 淡黄色，跟水反应放出O 2→供氧剂、漂白剂。

2Na 2O 2+2H 2O==4NaOH+O 2↑② 跟CO 2反应放出O 2→供氧剂、漂白剂。

2Na 2O 2+2CO 2═2Na 2CO 3+O 2↑（三）氢氧化钠1. 俗名：烧碱、火碱、苛性钠2. 物理性质：白色固体、易溶于水且放热，有强腐蚀性，易潮解（可作干燥剂）3. 化学性质：① 具有强碱通性；与羧酸、酚等酸性有机物反应；② 提供碱性环境，使某些有机物发生反应，如卤代烃水解、消去反应，酯类水解，油脂皂化等4. 制法：① 电解食盐水法：2NaCl+2H 2O 2NaOH+Cl 2↑+H 2↑② 石灰纯碱法：2)OH (Ca +Na 2CO 3＝CaCO 3↓+2NaOH5. 用途：用于肥皂、石油、造纸、纺织、印染等工业6. 保存：（1）盛装烧碱的试剂瓶不能用玻璃塞，应该用橡胶塞。

因为玻璃的主要成分是二氧化硅（SiO 2），二氧化硅是酸性氧化物，能与烧碱反应：2NaOH+SiO 2＝Na 2SiO 3+H 2O 生成有粘性的Na 2SiO 3，故不可用磨口玻璃塞，否则瓶塞与瓶口粘结在一起。

（2）盛装烧碱的试剂瓶不能敞口存放。

因为烧碱易潮解，易与空气中的二氧化碳反应而变质。

（四）钠盐1. Na 2CO 3：（1）物理性质：易溶于水的白色粉末（2）化学性质：① 与酸反应放出CO 2，与2)OH (Ca 反应生成NaOH ；② Na 2CO 3·10H 2O 易风化，水解显碱性（3）用途：制玻璃、造纸、制皂、洗涤剂（4）制法：氨碱法（索尔维法）、侯氏制碱法2. NaHCO 3：（1）物理性质：易溶于水的白色细小晶体，溶解度比Na 2CO 3小（相同温度下）（2）化学性质：① 与酸反应放出CO 2（剧烈） HCO 3－+H +=H 2O+CO 2↑碳酸氢钠、碳酸钠分别与同浓度、同种酸作用时前者反应速率快② 与NaOH 反应生成Na 2CO 3HCO 3－+OH －＝CO 32－+H 2O③ 受热易分解2NaHCO 3Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑一般说来，碳酸和碳酸盐的热稳定性有下列规律：<1> H 2CO 3＜MHCO 3＜M 2CO 3（M 为碱金属）<2> 同一主族元素（如碱金属元素）的碳酸盐：Li 2CO 3＜Na 2CO 3＜K 2CO 3＜Rb 2CO 3<3> 碱金属的碳酸盐＞碱土金属的碳酸盐＞过渡元素的碳酸盐。

④ 水解显弱碱性 CO 32－+H 2O HCO 3－+OH －（3）用途：发酵粉、灭火剂、治胃酸过多3. Na 2SO 4：（1）晶体Na 2SO 4·10H 2O ，俗名芒硝（2）用途：制玻璃、造纸、染色、纺织、制水玻璃、缓泻剂4. 常见碳酸盐及碳酸氢盐溶解性规律（1）易溶于水的碳酸盐其溶解度大于相应碳酸氢盐。

例：Na 2CO 3溶解度大于NaHCO 3的溶解度。

（2）难溶于水的碳酸盐其溶解度小于相应碳酸氢盐。

例：CaCO 3的溶解度小于23)HCO (Ca 的溶解度。

（五）碱金属元素 （Li 、Na 、K 、Rb 、Cs ）1. 原子结构：（1）相似性：最外层均为1个电子（2）递变性：核电荷数依次增多，电子层数依次增多，原子半径依次增大2. 元素性质：（1）相似性：均为活泼金属元素，最高正价均为+1价（2）递变性：失电子能力依次增强，金属性依次增强3. 单质性质：（1）相似性：均具强还原性，均具轻、软、易熔的特点（2）递变性：还原性依次增强，密度趋向减小，熔沸点依次降低，硬度趋向减小由锂到铯熔点逐渐降低，与卤素单质恰恰相反。

这是因为碱金属中存在金属键，金属键随原子半径的增大而减弱。

卤素单质中存在分子间作用力，分子间作用力随相对分子质量的增大而增强。

4. 化合物性质：（1）相似性：氢氧化物都是强碱（2）递变性：氢氧化物的碱性依次增强（六）焰色反应许多金属或它们的化合物在燃烧时火焰呈特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应，是一种物理变化，是元素的性质而不仅属化合物。

钠是黄色；钾是紫色（透过蓝色钴玻璃）；钙是砖红色。

1. 焰色反应原理电子在原子核外不同的轨道上运动，当其受热时，处在能量较低轨道的电子会吸收能量从低能级跃迁到能量较高的轨道。

这些处于高能量轨道的电子不稳定，又会跃迁到能量较低的轨道，并释放出能量，这些能量以一定波长的光的形式释放。

而且不同的元素产生不同波长的光，故此原理常用于光谱分析。

按此理论，任何元素的原子灼烧时都应呈现一定的焰色，但我们所说的焰色实际为可见光，故只有部分金属元素才有特殊的焰色。

焰色反应指的是元素的性质，相应金属不管是离子还是单质灼烧时都会呈现其焰色。

做焰色反应的实验时应注意：①火焰本身尽可能无色，②铂丝要洁净，③焰色反应鉴定物质的方法，一般是在其他化学方法无效时才采用。

2. 焰色反应的操作步骤：①铂丝放在酒精灯上灼烧至与铂的原来颜色相同；②蘸取待测溶液；③在酒精灯上灼烧，观察焰色；④用稀盐酸洗净铂丝，在酒精灯上灼烧。

进行焰色反应之前，灼烧铂丝是为了防止操作之前铂丝上的残留物对实验产生影响。

用盐酸洗铂丝灼烧可除去铂丝上的残留物对后面实验的干扰。

不用硫酸是由于盐酸盐比硫酸盐更易挥发，对实验的影响小。

焰色反应所用铂丝昂贵，实验室常用光洁的铁丝、铬丝、钨丝等无焰色的金属代替。

【典型例题】[例1] 以下各叙述中错误的是（）A. 原子半径由小到大的顺序是Li＜Na＜K＜Rb＜CsB. 同一种碱金属元素的离子半径比原子半径小C. 碱金属单质的密度比较Li＜K＜Na＜RbD. 碱金属离子的氧化性比较为Li+＜Na+＜K+＜Rb+解析：碱金属元素的原子半径和离子半径都随核电荷的递增、电子层数的递增而递增。

即：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs；Li+＜Na+＜K+＜Rb+＜Cs+。

同一碱金属元素的原子半径＞离子半径，即：Na＞Na+，K＞K+，所以A、B正确。

碱金属单质的密度，总趋势随核电荷数递增而加大，Na、K例外，所以C也正确。

碱金属金属性随核电荷数递增而增强，即还原性增强，对应的阳离子氧化性递减，所以D是错误。

答案：D[例2] 欲观察氢气的焰色，烯气导管口的材料最好是（）A. 钠玻璃（含Na元素）B. 钾玻璃（含K元素）C. 石英玻璃（主要是SiO2）D. 铜管解析：钠玻璃、钾玻璃中都有焰色反应的干扰，石英玻璃灼烧时SiO2无焰色反应，铜管也有焰色反应。

答案：C[例3] 某碱金属及其氧化物的混合物2克，与水完全反应后生成了3克碱，则此碱金属是什么？解析：若全为金属：R ～ROHM （M+17）g2g 3gM = 34若全为金属氧化物：R2O ～2ROH（2M+16）g [2（M+17）]g2g 3gM = 10则：10 < M < 34 M为钠答案：见解析。

[例4] 下列关于铯及其化合物的叙述不正确的是（）A. 无色硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它易溶于水B. 碳酸铯加热分解为二氧化碳和氧化铯C. 铯与水反应发生爆炸，铯可以从电解它的熔融氯化物中提取D. 在碱金属中，铯的熔点最低解析：碱金属的碳酸盐一般受热不易分解，其它按照碱金属族的性质变化规律和特点可推断。

答案：B[例5] 下列有关碱金属的如下各项说法中正确的是（）A. 用作原子反应堆导热剂的钠钾合金在常温下呈固态，但熔点却很低。

B. 碱金属单质的熔沸点变化规律与卤素单质相同。

C. 碱金属单质的化学性质中，都表现出碱金属的强还原性。

D. 碱金属与水反应有气体生成，碱金属的氧化物与水反应也可能生成气体。

解析：错误解法一：认为金属与合金中，除汞外常温下都呈固态，错选A，其实书中明确指出“钠和钾的合金（含50%～80%钾）在室温下呈液态”。

错误解法二：认为所有同一族元素都是序数递增，单质的熔沸点也递增，错选B，应是卤素单质的熔沸点随原子序数递增而递增，而碱金属却降低。

错误解法三：认为碱金属的化学性质不只还原性，认为C说法不正确，其实碱金属的所有化学反应都体现了M－e = M+的实质，被氧化具有还原性。

错误解法四：认为碱金属的氧化物就是碱性氧化物，按定义与水反应不应有气体生成，认为D不正确，忽略了过氧化物的性质如：2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 答案：C、D[例6] M元素的氧化物中含有M+离子。