《碱金属元素及其化合物》 导学案

《碱金属元素及其化合物》导学案
一、学习目标
1、了解碱金属元素（锂、钠、钾、铷、铯）的原子结构特点及递
变规律。

2、掌握碱金属元素单质的物理性质和化学性质的相似性和递变性。

3、理解碱金属元素化合物（氧化物、氢氧化物、盐等）的性质。

二、知识梳理
（一）碱金属元素的原子结构
1、碱金属元素包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、
铯（Cs），位于元素周期表的第ⅠA 族。

2、相同点：最外层电子数均为 1 个。

3、递变性：随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径
逐渐增大。

（二）碱金属单质的物理性质
1、相似性：都具有银白色金属光泽（铯略带金黄色），质软，密
度较小，熔点较低，有良好的导电性和导热性。

2、递变性：
密度：总体上呈增大趋势，但钾的密度比钠小。

熔点和沸点：逐渐降低。

（三）碱金属单质的化学性质
1、与氧气反应
锂：在空气中燃烧生成氧化锂（Li₂O）。

钠：在空气中燃烧生成过氧化钠（Na₂O₂），常温下与氧气反应生成氧化钠（Na₂O）。

钾、铷、铯：在空气中燃烧生成更复杂的氧化物。

递变性：反应越来越剧烈，产物越来越复杂。

2、与水反应
锂：与水反应较缓慢，生成氢氧化锂（LiOH）和氢气。

钠：与水剧烈反应，浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，溶液变红，生成氢氧化钠（NaOH）和氢气。

钾：与水反应更剧烈，甚至发生轻微爆炸。

递变性：反应越来越剧烈。

（四）碱金属元素化合物的性质
1、氧化物
氧化锂（Li₂O）：白色固体，碱性氧化物，能与水反应生成氢氧化锂。

过氧化钠（Na₂O₂）：淡黄色固体，与水反应生成氢氧化钠和氧气，与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。

2、氢氧化物
碱性强弱：从锂到铯，氢氧化物的碱性逐渐增强。

稳定性：从锂到铯，氢氧化物的热稳定性逐渐降低。

3、盐
焰色反应：锂（紫红色）、钠（黄色）、钾（浅紫色，透过蓝色钴玻璃观察）、铷（紫色）、铯（蓝色）。

三、重点难点解析
（一）碱金属元素性质的递变规律
1、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吸引力逐渐减弱，原子失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强。

2、单质的还原性逐渐增强，与水、氧气等反应的剧烈程度逐渐增大。

3、最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。

（二）过氧化钠的性质
1、过氧化钠与水反应的实质：分两步进行，第一步生成氢氧化钠和过氧化氢，第二步过氧化氢分解生成水和氧气。

2、过氧化钠与二氧化碳反应的应用：可用于呼吸面具和潜水艇中提供氧气。

（三）焰色反应
1、焰色反应是物理变化，是元素的性质。

2、进行焰色反应实验时，应注意：先用稀盐酸洗净铂丝（或光洁无锈的铁丝），然后在火焰上灼烧至无色，再蘸取待测溶液或固体进行灼烧。

四、典型例题
例 1：下列关于碱金属元素的叙述中，错误的是（）
A 随着核电荷数的增加，碱金属单质的密度逐渐增大（钾除外）
B 碱金属单质都能与水反应生成碱和氢气
C 碱金属单质在空气中燃烧都生成过氧化物
D 随着核电荷数的增加，碱金属元素的原子半径逐渐增大
解析：C 选项错误，锂在空气中燃烧生成氧化锂，不是过氧化物。

A 选项，碱金属单质的密度总体上呈增大趋势，但钾的密度比钠小，A 正确；碱金属单质都能与水反应生成碱和氢气，
B 正确；随着核电荷数的增加，碱金属元素的原子半径逐渐增大，D 正确。

答案：C
例 2：将一小块钠投入到盛有硫酸铜溶液的烧杯中，下列有关现象
的描述不正确的是（）
A 钠浮在溶液表面
B 溶液中出现蓝色沉淀
C 有黑色固体生成
D 发出“嘶嘶”声
解析：钠投入到硫酸铜溶液中，钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀。

A 选项，钠的密度
比水小，浮在溶液表面，A 正确；B 选项，生成氢氧化铜蓝色沉淀，B 正确；C 选项，不会有黑色固体生成，C 错误；钠与水反应剧烈，发出“嘶嘶”声，D 正确。

答案：C
五、课堂练习
1、下列关于碱金属的叙述中，正确的是（）
A 碱金属都可以保存在煤油中
B 碱金属与水反应均浮在水面上
C 碱金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性从 Li 到 Cs 依次增
强
D 碱金属的硬度随着原子序数的递增而增大
2、下列有关过氧化钠与水反应的实验现象的描述，不正确的是（）
A 产生大量气泡
B 反应放热，使试管外壁发烫
C 溶液变红，说明有氢氧化钠生成
D 滴加酚酞溶液，溶液不变色
六、课后作业
1、比较钠、钾分别与水反应的实验现象，写出反应的化学方程式，并分析产生差异的原因。

2、查阅资料，了解碱金属元素在自然界中的存在形式和用途。

七、拓展阅读
了解碱金属元素在新能源领域（如锂电池）中的应用和发展前景，
思考碱金属元素在未来科技中的更多可能性。