高中人教版化学必修二专题02 碱金属元素结构与性质(教师版)

专题02 碱金属元素结构与性质
一、碱金属元素的原子结构特点
二、碱金属元素的性质
1、碱金属单质物理性质变化规律
随着原子序数的递增，碱金属单质的密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低。

2、碱金属的原子结构与化学性质的关系
（1）相似性
原子都容易失去最外层的一个电子，化学性质活泼，它们的单质都具有较强的还原性，它们都能与氧气等非金属单质及水反应。

碱金属与水反应的通式为2R＋2H2O===2ROH＋H2↑(R表示碱金属元素)。

（2）递变性
随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，碱金属元素的原子失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强，单质还原性增强。

①与O2的反应越来越剧烈，产物更加复杂，如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应还可以生成
Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2等。

②与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb、Cs遇水发生剧烈爆炸。

③最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，CsOH的碱性最强。

3、元素金属性强弱可以从单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度，或其最高价氧化物对应的水化物——
氢氧化物的碱性强弱来判断。

【例1】下列各组比较中不正确的是()
A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈
B．还原性：K＞Na＞Li，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠
C．熔、沸点：Li＞Na＞K
D．碱性：LiOH＜NaOH＜KOH
【答案】B
【解析】A、锂的活泼性比钠弱，与水反应不如钠剧烈；B、还原性，K＞Na＞Li，但K不能置换出NaCl
溶液中的Na ，而是先与H 2O 反应；C 、碱金属元素从Li 到Cs ，熔、沸点逐渐降低，即Li ＞Na ＞K ＞Rb ＞Cs ；D 、从Li 到Cs ，碱金属元素的金属性逐渐增强，对应最高价氧化物的水化物的碱性依次增强，即碱性：LiOH ＜NaOH ＜KOH ＜RbOH ＜CsOH 。

碱金属的化学性质递变探究
（1）碱金属与O 2反应
①已知1.4 g 锂在空气中加热充分反应，可生成3.0 g 氧化物，该反应的化学方程式是 4Li ＋O 2=====△2Li 2O 。

②钠、钾与氧气的反应：将一小块Na 和K 分别投入热坩埚中，观察现象。

（2）碱金属与水反应
按下列实验操作完成实验，并填写下表：
【例2】关于铯及其化合物的以下各种说法中不正确的是()
A．氢氧化铯是一种强碱，比KOH的碱性强
B．铯与水或酸溶液反应剧烈，都生成氢气
C．Cs的还原性比Na强，故Na＋的氧化性强于Cs＋
D．Al的金属性大于Cs的金属性
【答案】D
【解析】A、Cs的最外层电子数也是1，电子层数比K的多，故Cs的金属性比K强，则CsOH的碱性比KOH强；B、Cs与Na性质相似，其与水或酸反应更剧烈，都生成H2；C、Cs的还原性比Na强，单质还原性越强，对应离子的氧化性越弱，所以Na＋的氧化性强于Cs＋；D、因为Cs的金属性强于Na，Na的金属性强于Al，所以Al的金属性弱于Cs。

【例3】关于碱金属元素的说法中正确的是()
A．ⅠA族元素都是碱金属元素
B．碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来
C．金属钾具有强还原性，K＋具有强氧化性
D．Cs常温下与水反应会发生爆炸
【答案】D
【解析】A、ⅠA族元素还有氢元素，错误；B、碱金属单质非常活泼，在水溶液中先与水反应生成强碱再与铜离子反应生成Cu(OH)2沉淀，而不能将铜置换出来，错误；C、由于钾原子的最外层只有1个电子，钾单质具有较强的还原性，但是其失去电子后形成的K＋最外层已经达到8电子的稳定结构，其氧化性非常弱，错误；D、Cs是还原性比Li、Na、K、Rb都强的金属单质，与水反应会发生爆炸，正确。

1．下列各组比较不正确的是()
A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈
B．还原性：K>Na>Li，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠
C．金属性：K>Na>Li
D．碱金属元素原子最外层电子数相同
【答案】B
【解析】锂的活动性比钠弱，与水反应不如钠剧烈，故A正确；虽然钾的还原性大于钠，但K不能置换出NaCl溶液中的钠，而是先和水反应，故B错误；碱金属元素从Li到Cs，金属性逐渐增强，故C正确；
碱金属元素原子最外层电子数均为1，故D正确。

2．如图表示碱金属的某些性质与核电荷数的变化关系，则下列各性质中不符合图示关系的是()
A．还原性
B．与水反应的剧烈程度
C．熔点
D．原子半径
【答案】C
【解析】由图可知，随着核电荷数的增大，碱金属的性质呈递增趋势，而碱金属单质的熔点随核电荷数的增大而降低。

3．已知金属钾有如下性质：
①钾的密度比水小②钾的熔点低③钾与水反应时放出热量④钾与水反应后溶液呈碱性
某学生将一小块金属钾投入滴有酚酞溶液的水中，这一实验能证明上述四点性质中的()
A．①④B．①②④C．①③④D．①②③④
【答案】D
【解析】类比钠与钾性质的相似性与递变性。

钾、钠与水反应的现象相似，但钾比钠活泼，与水反应更剧烈。

4．金属元素钫(Fr)在自然界中含量极少，它的21种已知同位素都有放射性，它是碱金属元素中最重的元素。

根据钫在周期表中的位置预测其性质，其中不正确的是()
A．在已知碱金属元素中具有最大的原子半径
B．在空气中燃烧时生成氧化物Fr2O
C．最高价氧化物对应的水化物是极强的碱
D．其单质的熔点比金属钠的熔点低
【答案】B
【解析】根据“Fr是碱金属元素中最重的元素”，可以得到两个结论：一是它属于碱金属元素；二是它在周期表中处于碱金属元素的最下方。

根据同主族元素性质的递变性规律可以知道它的金属性非常强，所以与氧气反应时得到的是复杂的氧化物。

5．已知元素镭(Ra)是第七周期第ⅡA族的元素，下列有关推断不正确的是
A．RaSO4难溶于水B．RaCO3的热稳定性较好
C．Ra能与冷水反应D．Ra(OH)2的碱性很强
【答案】B
【解析】第ⅡA族从上到下为Be，Mg，Ca，Sr，Ba，Ra，根据同主族元素性质的递变规律分析。

A、硫酸
钙微溶，硫酸钡难溶，可知硫酸镭难溶于水，正确；B、由MgCO3、CaCO3、BaCO3受热均能分解可知，RaCO3的热稳定性不好，错误；C、同主族元素从上到下金属性逐渐增强，与水反应放出氢气越来越剧烈，镭的金属性较强，能与冷水反应放出氢气，正确；D、同主族从上到下，金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性增强，氢氧化钡是强碱，所以镭的氢氧化物碱性很强，正确。

6．某同学为验证同主族元素性质的递变规律，准备了如下药品：①氯化钠溶液②氢氧化钠溶液③硝酸
④水⑤钠⑥镁条⑦铝条⑧钾
（1）准备选用的药品是__________。

（2）所做的实验是______________________________________(用化学方程式表示)，判断依据_______________________________________________________________。

【答案】（1）④⑤⑧
（2）2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2K＋2H2O===2KOH＋H2↑钾与水反应比钠与水反应剧烈，推断钾比钠活泼
【解析】钠、钾与水反应的共同点：①都浮在水面上，②四处游动，③熔化为一个闪亮的小球，④有“嘶嘶”
的响声；
不同点：钾与水反应比钠与水反应更剧烈，反应可产生火焰，并发出轻微的爆炸声。