第二章节碱金属

第二章碱金属
一、知识要点与规律
1.碱金属元素原子结构和性质递变规律
2.钠的重要的化学性质及应用
↓+3H2
↑
钠与熔融盐4Na+TiCl4高温Ti+ 4NaCl
用Na制取金属。

3.碱金属重要化合物的知识
⑴氧化物
氧化物Na2O Na2O2颜色状态白色固体淡黄色固体
氧的化合价-2-1
与水反应的化学方程
式Na2O+H2O＝2NaOH
（非氧化还原反应）
2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2
（氧化还原反应）
与CO2反应的化学方
程式Na2O2+CO2＝Na2CO3
（非氧化还原反应）
2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2
热稳定性不稳定较稳定
⑵碳酸盐
碳酸钠碳酸氢钠俗名纯碱、苏打小苏打
色态白色粉末（Na2CO3·10H2O是白色晶
体）
细小白色晶体
溶解性>
与酸反应的方程式及反应的
快慢Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2
CO32－＋2H＋＝H2O＋CO2慢
NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2
HCO3－＋H＋＝H2O＋CO2快
稳定性稳定不稳定NaHCO
3△
Na
2
CO
3
+H
2
O+CO
2
↑
用途玻璃、制皂、造纸、纺织、制其他
钠的化合物。

发酵粉的主要成分之一、治疗胃酸过多
症。

4.焰色反应
焰色反应是元素的性质。

一些金属元素的焰色反应的颜色
元素钠钾锂铷钙锶钡铜
焰色反应
的颜色
黄色紫色紫红色紫色砖红色洋红色黄绿色绿色注：钾的焰色反应颜色的观察需透过蓝色钴玻璃。

★4.过氧化钠的结构
既存在离子键，还存在非极性键。

★5.碳酸和碳酸盐的热稳定性一般规律
（1）H2CO3 > MHCO3 > M2CO3 (M为碱金属)
（2）Li2CO3 > Na2CO3 > K2CO3 > Rb2CO3
（3）Na2CO3>MgCO3
★6.碳酸正盐与酸式盐相互转化规律
+H2O+CO2或加入适量的H+
Na2CO3NaHCO3
固体△或溶液＋适量的NaOH
+H2O+CO2
CaCO3Ca(HCO3)2
固体△或溶液加OH－
二、方法与技巧
1.焰色反应的操作方法
铂丝——蘸盐酸灼烧——蘸待检验物质灼烧——观察——盐酸洗涤、灼烧——蘸另一种待检验物质。

实验改进：以无水滤纸渗吸溶液在酒精灯无色火焰上灼烧，现象比较明显。

★2.氧气实验室制取方法小集
3.计算问题
⑴金属与水或酸反应产生氢气的量的计算
①计算通式
2R＋2nH＋＝2R n＋＋nH2↑
2Mg 2ng
mg xg
②注意：Na与酸反应时，若酸不足，Na不会剩余，产生H2的量由Na的量决定。

⑵物质溶于水形成溶液浓度的计算
①反应：
2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑
Na2O＋H2O＝2NaOH
2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑
②注意：A.溶质是碱（NaOH）；B.溶液的总质量可以通过a.m H2O＋m投－m逸；b.液体差量计算；C.62gNa2O与78gNa2O2分别投入等质量的水所得溶液质量相等，浓度相同。

★⑶差量问题的计算
①本章的反应：
2M＋2nH＋＝2M n＋＋nH2↑
2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑
2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2↑
2NaHCO3△
Na2CO3＋H2O＋CO2↑
②解决问题的步骤：
a.认识到是否为差量问题：题目中明示某状态物质的质量（或体积等）前后发生变化的问题；
b.按照一般的化学计算的方法，题设未知量；
c.写化学方程式，分析该状态物质的差量关系；
d.代已知、未知量，列比例式；
e.求解，写答案。

③注意：A.78gNa2O2与足量水蒸气充分反应（或18g水蒸气与足量Na2O2充分反应）固体质量增加2g；
B.78gNa2O2与足量CO2反应（或44gCO2与足量Na2O2反应）固体质量增加28g。

⑷混合物的计算
解题过程：
a.题设混合物中的多个未知量；
b.写出所有反应的方程式；
c.代入已知量与未知量；
d.列比例式；
e.求解方程组；
f.写答案。

★⑸极值法的应用
极值法与平均值法相反，这种方法适合定性或定量地求解混合物的组成。

根据混合物中各个物理量(例如密度，体积，摩尔质量，物质的量浓度，质量分数等)的定义式或结合题目所给条件，将混合物看作是只含其中一种组分A，即其质量分数或气体体积分数为100%(极大)时，另一组分B对应的质量分数或气体体积分数就为0%(极小)，可以求出此组分A的某个物理量的值N1，用相同的方法可求出混合物只含B不含A时的同一物理量的值N2，而混合物的这个物理量N平是平均值，必须介于组成混合物的各成分A、B的同一物理量数值之间,即N1<N平<N2。

【例题】将某碱金属R及其氧化物R2O的混合物4g投入足量水中，待反应后蒸干得5g 碱，则R为下列哪种碱金属
A.Li
B.Na
C.K
D.Rb
【解析】令R的相对原子质量为M
（1）假设4g物质为纯净的碱金属，则：
2R＋H2O＝2ROH＋H2↑
2Mg (2M+34)g
4g 5g
M:(M＋17)＝4:5
M=68
（2）假设4g物质为纯净的R2O，则
R2O＋H2O＝2ROH
(2M＋16)g (2M+34)g
4g 5g
(2M＋16):(2M+34)＝4:5
M=28
显然R的相对原子质量介于28～68，符合的只有K（39），选C。

【例题】Na2CO3和NaHCO3的混合物100g，与20gNaOH固体混合后，加热到250℃，充分反应后排出气体，冷却，称量剩余固体为108g。

求原混合物中的Na2CO3的质量。

【解析】该题首先要搞清混合物在加热条件下的反应，一般认为，由于NaHCO3与NaOH 在溶液中很容易反应，在加热条件下的固体也比NaHCO3的分解要容易些，故可认为混合物中能够发生的反应有：
NaHCO3＋NaOH＝Na2CO3＋H2O······①
2NaHCO3△
2
CO3＋H2O＋CO2↑······②
用极值法确定是只发生反应①，还是同时存在反应②。

假设NaHCO3与NaOH正好完全反应
NaHCO3＋NaOH＝Na2CO3＋H2O······固体质量减小
84g 40g 18g
（42） 20g 9g
9g<(100+20-108)g
即实际固体质量减小的量大于假设的情况，这就是说NaHCO3不仅要参与①，还要发生反应②。

在令发生分解反应的NaHCO3质量为x，则：
2NaHCO3△
2
CO3＋H2O＋CO2↑······固体质量减小
168g 62g
x （12－9）g
x＝8.12g
即NaHCO3为42g＋8.12g＝50.12g，Na2CO3质量为49.88g。

答：原混合物中Na2CO3质量为49.88g。

★⑹守恒法的应用
物质在参加反应时，化合价升降的总数，反应物和生成物的总质量，各物质中所含的每一种原子的总数，各种微粒所带的电荷总和等等，都必须守恒。

所以守恒是解计算题时建立等量关系的依据，守恒法往往穿插在其它方法中同时使用，是各种解题方法的基础，利用守恒法可以很快建立等量关系，达到速算效果。

【例题】8gNa2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH的混合物，与200g质量分数为3.65％的盐酸恰好完全反应，蒸干溶液，最终得到固体质量为
A.8g
B.15.5g
C.11.7g
D.无法计算
【解析】此题利用守恒法可速解。

根据电荷守恒，终态时Na＋与Cl－个数相等，在依据
元素原子个数守恒，Cl －
全部由盐酸提供，这样可以建立如下关系：
HCl —————－—NaCl 36.5g 58.5g 200×3.65％ 11.7g
所以最终固体物质的质量为11.7g ，选C 。

三、形成性检测
可能用到的相对原子质量：H —1 Ca —40 N —14 O —16 Na —23 Mn —55 Cl —35.5 K －39
(一)选择题（每小题3分，共39分。

每小题仅一个选项符合题意。

）
1.钠着火可以用来扑救的是································( ) A.水 B.干粉灭火器（盛碳酸氢钠晶体——细小的晶体）C.泡沫灭火器D.砂土
2.下列说法正确的是·····································( ) A.钾的熔点比钠高 B.从Li 到Rb 密度依次增大 C.Li 在空气中点燃时生成过氧化锂 D.从Li 到Cs 随着电子层数的依次增多，原子半径的逐渐增大，失电子能力逐渐增大，单质的还原性依次增强，元素的金属性逐渐增强。

3.下列热稳定性的比较，正确的是····························( ) A ．Na 2O>Na 2O 2 B ．Na 2CO 3>NaHCO 3>H 2CO 3
C ．Ca(HCO 3)2> CaCO 3
D ．Mg(OH)2>NaOH
4.在下列氧化还原反应中，水既不是氧化剂也不是还原剂的是····( ) A ．2F 2+2H 2O=4HF+O 2 B ．2Na+2H 2O=2NaOH+H 2↑
C ．2Na 2O+2H 2O=4NaOH ＋O 2↑
D ． 5.在一团棉花包裹的过氧化钠上滴上几滴水，有关下列说法正确的是( ) A ．由于水是灭火剂，所以棉花不会着火
B ．棉花着火，说明过氧化钠与水反应有氧气产生且反应剧烈放热
C ．反应中水是棉花的助燃剂，所以棉花燃烧
D ．生成的氢氧化钠腐蚀棉花使其着火
6.下列关于碳酸钠的叙述，正确的是·························( ) A ．加热条件下可分解 B ．本身能导电
C ．将它放入水中配成饱和溶液，通入二氧化碳可以出现沉淀
电解 2H 2O 2H 2↑＋O 2↑
D．它与酸反应比碳酸氢钠与酸反应剧烈，可以作泡沫灭火器的原料
7.下列离子方程式不正确的是·······························( )
A．硝酸与氢氧化钠反应：H++OH-=H2O B．碳酸钠中加入过量的稀硫酸：
CO32-+2H+=H2O+CO2↑C．二氧化碳通入足量的澄清石灰水：
CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O
D．钠与水反应：Na＋H2O＝Na＋＋OH－＋H2↑
8.鉴别下列物质，只能用焰色反应的是·······················( )
A．K2CO3和NaCl B．NaCl和MgCl2C．NaCl和KCl D．NaHCO3和Na2CO3
9.关于碱金属单质和化合物的下列说法不正确的是···········( )
A．碱金属单质都是电和热的良导体
B．碱金属的单质都是强的还原剂
C．碱金属单质都能够与硫酸铜溶液反应置换出金属铜
D．碱金属的氢氧化物都是可溶于水的强碱
10.下列物质中不能够与CO2反应的是·······················( )
A．NaOH B．Na2O2C．NaHCO3D．Na2CO3
11.把一小块金属钠露置在空气中很长时间，最终会变为·······( )
A．Na2O B．Na2O2C．NaHCO3D． Na2CO3
12.等质量的KHCO3和CaCO3与足量盐酸反应，下列说法正确的是( )
A．KHCO3消耗盐酸少，放出CO2一样多B．CaCO3消耗盐酸少，放出CO2一样多C．两者消耗盐酸和放出CO2都一样多D．KHCO3消耗盐酸和放出CO2都比较少
13.①4.6gNa、②6.2gNa2O、③7.8gNa2O2分别投入到盛有100g水的烧杯中，充分反应后形成的溶液中溶质质量分数大小关系正确的是········（）
A．①＝②＝③B．②>①>③C．③>②>①D．①>②=③
(二)（本题包括4小题，每空1分，共18分）
14.碱金属包括（填元素符号），在自然界以存在。

15.钠或钠的化合物在灼烧时火焰呈色，称之为反应，观察钾及其化合物灼烧时的火焰颜色时应透过。

16.实验室将钾从中取出，用滤纸吸干表面液体，可用小刀切下一小粒钾，说明钾的小；观察到钾的真表面是色的，但很快，说明
钾；将钾投入盛有一小半水的烧杯中，盖上，观察到
钾，是因为密度比水；熔为闪亮的小球，是因
为；小球不断游动，是因为；最后消失，若检验生成物时，还需要进行的操作
是。

17.鉴别碳酸钠与碳酸氢钠可用溶液，反应的离子方程式为；
(三)（本题包括3小题，共20分）
18.（8分）完成反应方程式，分析氧化还原反应电子转移情况，并填空。

⑴Na2O2＋CO2氧化剂，氧化产物。

⑵Na+ H2O 还原剂，还原产物。

19.（8分）除去下列物质中的杂质（括号中为杂质），选用合适方法
．．．．，并填空。

⑴碳酸钠（碳酸氢钠）（固体）方法___________化学方程式
⑵碳酸氢钠溶液（碳酸钠）方法_________ _ 离子方程式
20.（4分）小苏打和胃舒平【含有难溶于水的Al(OH)3】他们都是可用于治疗胃酸过多的药物。

⑴写出胃酸过多患者服用胃舒平后在胃中发生反应的离子方程式。

；
⑵若患者胃酸过多且又胃穿孔时，医生嘱咐患者禁服小苏打，原因是。

(四)（本题共2小题，共9分）
21.（4分）有四种钠的化合物A、B、C、D，根据以下反应式：
A B+H2O+CO2↑D+CO2B+O2D+H2O C+O2 B+Ca(OH)2C+CaCO3↓
则（填化学式）A为，B为，C为，D为。

22.（5分）有一包白色粉末，其中可能含有Na2CO3、NaCl、BaCl2、K2CO3和Na2SO4中的一种或几种，现按下列步骤进行实验。

⑴将该粉末溶于水得到无色溶液和白色沉淀。

⑵在滤出的白色沉淀中加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，同时产生无色气体。

⑶取滤液做焰色反应，火焰呈黄色，隔蓝色钴玻璃观察，未见紫色火焰。

由上述实验现象推断，混合物中一定含有，一定不含有，不能肯定含有__。

(五)（本题包括2小题，共14分）
23.（6分）27.4g碳酸钠与碳酸氢钠的混合物，加热到质量不再发生改变时，加入足量稀盐酸，产生的气体的质量是8.8g，问原混合物中碳酸钠的质量为多大？
24.（8分）3.9g金属钾放入96.2g水中，问完全反应可以产生H2在标准状况下的体积为多少升？（密度为0.089g/L)反应后溶液中溶质质量分数为多大？
8gNa2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH的混合物，与200g质量分数为3.65％的盐酸恰好完全反应，蒸干溶液，最终得到固体质量为
【参考答案】
(一)1.D；2.D；3.B；4.C；5.B；6.C；7.D；8.C；9.C；10.C；11.D；12.A；13.D。

(二)14.Li、Na、K、Rb、Cs、Fr，化合态。

15.黄，焰色，蓝色钴玻璃。

16.煤油，硬度；银白色，发暗，非常活泼、容易氧化；玻璃片，浮在水面上，小；反应剧烈放热、钾的熔点
低；反应放出气体；在溶液中滴入酚酞，出现红色，说明生成了KOH ，收集气体用爆鸣气法检验可以听到爆鸣声，说明是氢气。

17.MgSO 4，Mg 2++CO 32-=MgCO 3↓。

(三)18.
19.⑴加热，2NaHCO 3 △ Na 2CO 3+CO 2↑+H 2O ；⑵通入足量的CO 2，CO 2+H 2O+CO 3-=2HCO 3-。

20.⑴Al(OH)3+3H +=Al 3++3H 2O ；⑵小苏打与胃液中的H ＋反应
HCO 3-+H +=H 2O+CO 2↑生成的CO 2会加速胃穿孔。

(四)21.NaHCO 3，Na 2CO 3，NaOH ，Na 2O 2。

22.BaCl 2、Na 2SO 4、Na 2CO 3，K 2CO 3，NaCl 。

(五)23.10.6g 。

24.1.12L ，5.6％。

－
⑴2Na 22↑ Na 2O 2，O 2
得到2×
e －，化合价降低，被还原
－ ⑵ 2Na ＋↑ Na ，H 2 得到2×e －，化合价降低，被还原。