高三化学碱金属及其重要化合物

过氧化钠后，应该考虑它的碱性和氧化性两个层面。
典例精析
变式1 含有下列四种离子 CH3COO− 、 HCO3− 、 CO32− 、 S2−
的溶液中分别加入过氧化钠后，离子数目基本不变的是(
− A.CH A 3COO C. CO32−
)
B. HCO3− D. S2−
【解析】过氧化钠有强氧化性，能将硫离子氧化，过氧化钠与水 反应产生碱能与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子，故选择A。
第29讲
课前体验 1.下列说法正确的是 A. 碱金属元素就是指第一主族元素
B. 最外层电子数为1的金属原子一定属于碱金属元素
C. 随着原子序数的递增，碱金属单质硬度和熔沸点都逐 渐降低 D. 所有碱金属单质均可以保存在煤油中
【解析】考查对碱金属元素的位置原子结构特点以及性质的 递变性。第一主族元素中的氢元素不是碱金属元素；最外层 电子数为 1的原子有氢、铜等，它们也不属于第一主族元素； 随着原子序数递增，碱金属单质的熔沸点逐渐降低；金属锂 密度比煤油还小，不能保存在煤油中。
结果容器中气体压强为 0 ，说明甲烷与氧气的体积比为 2‫׃‬1 ，因为
2CH4+O2 2CO+4H2。
高考回放
在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物 1.5g溶于水，所得溶液 恰好能被 80mL 浓度为 0.5 mol/L 的 HCl 溶液中和，则生成物的成 分是 A.Na2O C.Na2O和Na2O2 B.Na2O2 D.Na2O2和NaO2 （ C ）
分反应后，恰好得到溶液100 g。求原混合物中氧化钠的质 量分数和所得溶液的溶质质量分数。
【解析】碱金属元素及其化合物基础知识。
典例精析
【例 1】 在溶液中加入足量的 Na2O2 后仍能大量共存的离子 组是 A.NH4+、Ba2+ 、Cl− 、NO3− B.K+ 、AlO2− 、Cl− 、SO42− C.Ca2+ 、Mg2+ 、NO3− 、HCO3− D.Na+ 、Cl− 、CO32− 、SO32− 【解析】过氧化钠有强氧化性，溶于水生成氢氧化钠和氧气。 A中，NH4++OH− NH3· H2O； B 中的离子之间不发生反应，与过氧化钠也不反应，故可以大量 共存。 C中，HCO3−+OH− CO32−+H2O；Ca2++CO32− CaCO3↓， Mg2++CO32− MgCO3↓； D中的SO32−具有较强的还原性，过氧化钠会将其氧化成SO42−。 ( B )
【解析】根据反应特征可以得出固体增重的质量等于过氧化 钠吸收的“ CO”“H2” 部分；所以当原来气体可以看成组成为 “(CO)xHy”时，固体增重的质量即等于原来气体的质量；如 果不符合“(CO)xHy”时，固体增重质量就不等于固体增重质 量。
课前体验 4.回答下列问题：
Li (锂)Na (钠) (1)写出所有碱金属元素的名称和元素符号:______________
方法指导
3.计算 （1）金属钠、氧化钠、过氧化钠与水反应后，计算溶质质量分数； 上述三种物质溶于水后所得溶液的溶质为 NaOH ，计算溶质质 量分数时溶质的质量应该为氢氧化钠的质量；溶液质量等于固体质 量加水的质量再减去放出气体的质量。 （2）过氧化钠与二氧化碳、水反应后，固体质量增加的计算方法。 过氧化钠与水、二氧化碳反应后固体质量变化、剩余气体体积 的计算。 A.依据反应方程式可知，过氧化钠吸收二氧化碳后，固体质量增重 部分相当于参加反应的二氧化碳中的“ CO” 部分；同样过氧化钠吸
g/mol×2 ＝3.9 g，所以氧化钠质量为3.1 g(0.05 mol)，总共生成
氢氧化钠0.2 mol。 氧化钠质量分数＝3.1 g÷7.0 g×100% ＝44.3%；溶液中溶质质
量分数为0.2 mol×40 g/mol÷100 g×100% ＝8%。
课前体验 4.回答下列问题：
(4)有一氧化钠和过氧化钠混合物7.0 g，投入93.8 g水中充
【解析】发生的离子反应有： SO42−+Ba2+ BaSO4↓，NH4++OH− Δ NH3↑+H2O 所以硫酸根离子物质的量为b mol，铵根离子物质的量为c mol，假设 溶液中铝离子物质的量为x，依据电荷守恒有： x· 2+c mol×1＝b mol×2，解得x＝[(2b−c)/3] mol。 溶液体积为a L，即可以求得原溶液中的Al3+离子浓度。
【解析】思路与典例2完全相同，但是要注意本题将混合溶液分
为两份进行实验，因此每一分参加反应的溶液体积为0.5 L，故 答案为D，而不是A。
典例精析
【备选题】 在试管中先后加入5 mL的水和苯，静置足够长时
间后，在试管中放入一小块除去氧化膜的金属钠，预计可以
观察到的现象是 A.钠块沉入试管底部 B.钠块浮于液面上方 C.钠块在两种液体的交界面处上下跳动 D.钠块可以停留在任何位置 【解析】苯的密度小于水，所以上层是苯，下层是水；由于钠的 密度大于苯又小于水，金属钠投入上述试管中，钠块透过苯层进 入水层表面与水反应，产生氢气将钠块推向苯层，反应停止，钠 块又将到达水层上发生反应，如此循环往复，直到反应结束。 （ C ）
K (钾)Rb (铷)Cs (铯)Fr (钫) 。 _________________________
(2)工业上如何制备金属钠、氢氧化钠？请用化学方程式表
2NaCl 2Na+Cl2↑、 示之。_________________________________________________
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ _______________________________________________________
(3)金属钠长时间露置在空气中，最终转变为纯碱，请写出 所有的反应方程式，并指出所属的基本反应类型。
2Na+2H2O 2NaOH+H2↑ (置换反应) ，4Na+O2 _______________________________________________________ 2Na2O (化合反应)， Na2O+H2O NaOH (化合反应)， _______________________________________________________ 2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O (复分解反应)，Na2O+CO2 _______________________________________________________ Na2CO3 (化合反应)。 _______________________________________________________
的量，依据氧气量可以求得过氧化钠质量，进一步求得氧化钠
质量分数；也可以用其他方法（如将一定量的固体溶于足量盐 酸，再把溶液蒸干，测量固体的质量也可以求得氧化钠的质量 分数）。
方法指导
2.实验部分 （3）设计实验证明过氧化钠与水反应有氧气生成，同时放出大 量热（可用下图装置，想想，怎样操作？）
（4）证明过氧化钠有漂白性 可以将过氧化钠固体慢慢加入到盛有酚酞溶液的试管中， 观察酚酞溶液颜色变化可以证明过氧化钠具有漂白性。
课前体验 4.回答下列问题：
(4)有一氧化钠和过氧化钠混合物7.0 g，投入93.8 g水中充
分反应后，恰好得到溶液100 g。求原混合物中氧化钠的质 量分数和所得溶液的溶质质量分数。
【答案】反应前反应物总质量为100.8 g，反应后溶液质量为100
g，减少0.8 g(0.025 mol)就是过氧化物和水反应产生氧气的质量 (2Na2O2~O2) ， 据 此 求 出 过 氧 化 钠 质 量 ＝ 0.025 mol×78
收水蒸气后，固体质量增重部分相当于参加反应的水中的“H2”部分；
因此计算时以此为依据，能使过程简单化。
方法指导
3.计算 （1）金属钠、氧化钠、过氧化钠与水反应后，计算溶质质量分数； 上述三种物质溶于水后所得溶液的溶质为 NaOH ，计算溶质质 量分数时溶质的质量应该为氢氧化钠的质量；溶液质量等于固体质 量加水的质量再减去放出气体的质量。 （2）过氧化钠与二氧化碳、水反应后，固体质量增加的计算方法。 过氧化钠与水、二氧化碳反应后固体质量变化、剩余气体体积 的计算。 B.依据上述分析可知，如果将甲烷与一定量氧气混合，置于含有足 量的过氧化钠的密闭容器中，用电火花不断点燃，最后完全反应，
【解析】A选项方程式中两边电荷不守恒；B中生成的氢氧化 钠继续与铝箔反应产生氢气，因此氢气质量大于a g；C选项 等质量金属钠与水反应产生氢气质量小于a g；D中金属钠与 水反应一方面消耗了水，另一方面生成了更多的氢氧根离子， 导致氢氧化钙析出。
课前体验 3. 将某气体m g完全燃烧后，将所有生成物全部通入足量的 过氧化钠固体中，充分反应后，测得固体增重m g。则原 气体不可能是 A. 氢气 B. 一氧化碳 C. 氢气与一氧化碳混合物 D.甲烷
典例精析
【例 1】 在溶液中加入足量的 Na2O2 后仍能大量共存的离子 组是 A.NH4+、Ba2+ 、Cl− 、NO3− B.K+ 、AlO2− 、Cl− 、SO42− C.Ca2+ 、Mg2+ 、NO3− 、HCO3− D.Na+ 、Cl− 、CO32− 、SO32− ( B )
【评注】过氧化钠溶于水产生碱和氧气，因此当在溶液中加入
【解析】根据生成物中钠和氧原子的个数比确定成分，考察学生平均 法的数学思想。 金属钠与氧气生成物溶于水均产生氢氧化钠，所以总共生成的氢氧化 钠物质的量为0.080L×0.5 mol/L＝0.04 mol；1.5 g生成物中含有氧原子 的物质的量为（1.5g−0.04mol×23g/mol）÷16g/mol＝0.03625mol。所 以生成物中n(Na) ‫׃‬n(O) ＝0.04 mol ‫׃‬0.03625 mol＝1 ‫׃‬0.9，氧化钠中n(Na) ‫׃‬n(O) ＝1 ‫׃‬0.5，过氧化钠中n(Na) ‫׃‬n(O) ＝1 ‫׃‬1，NaO2中n(Na) ‫׃‬n(O) ＝1 ‫׃‬2，所以生成物可能组成为①Na2O和Na2O2②Na2O和NaO2，但是选 项中只有C符合。