4-碱金属及其化合物专题

碱金属及其化合物专题教学内容：①碱金属的化学性质②钠的重要化合物③碱金属及其化合物的相关计算题【课前测试】1. 少量NaOH最好贮存在（）A.敞口塑料瓶中B.玻璃塞的棕色瓶中C.橡胶塞的广口瓶中D.铁制容器中2. 按Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+的顺序递增的是（）A.金属性B.氧化性C.离子半径D.熔点和沸点解析：金属性是相对于金属原子而言，离子没有金属性的概念；熔点和沸点是相对于宏观物质而言，离子同样没有熔点和沸点的概念。

3. 碱金属与卤素所形成的化合物大都具有的性质是（）①高沸点②能溶于水②水溶液能导电④低熔点⑤熔融状态不导电A.①②③B.③④⑤C.①④⑤D.②③⑤解析：碱金属与卤素所形成的化合物大都是离子化合物，因此具有高沸点、能溶于水、熔融态或水溶液都能导电的性质。

一、碱金属的通性（1）碱金属元素（元素的结构与性质的关系）核电荷数：3 11 19 37 55Li N a K Rb C s()()()()()锂钠钾铷铯金属活动性（还原性）依次增强均为银白色，熔沸点依次降低，均具有良好的导电性、导热性（金属晶体的性质）密度小，从Li到Cs增大，但K的密度反小于Na；金属中Li、K、Na密度最小，均小于1g/cm3。

Rb，Cs因密度大于水，与水反应时沉入水底。

（2）与氧气反应的能力依次增强，Li生成Li2O（氧化锂），Na生成Na2O2（过氧化钠），K生成KO2（超氧化钾）（金属性越强，与氧气反应越剧烈）（3）与水反应的剧烈程度依次增强，K反应放出的热可以使H2燃烧，并发生轻微爆炸；Rb、Cs遇水立即燃烧，甚至爆炸。

（金属性越强，与水反应越剧烈）（4）与卤素、S反应的难易碱金属都可在氯气中燃烧，钾、铷、铯能跟液溴反应，而碱金属跟I2只在加热时反应（非金属性越强，氧化能力越强）。

钠与硫粉研磨时会发生爆炸，生成硫化钠。

（5）氢氧化物的碱性依次增强，NaOH 、KOH 、RbOH 等都是强碱。

（金属性越强，对应的碱碱性越强，如KOH>NaOH>LiOH>HOH ）（6）碱金属的保存Li 一般保存在石蜡中，Na 、K 保存在煤油中。

一般的试剂用完后不能放回原试剂瓶，但Na 、K 可以。

例：下列化学药品在实验室应隔绝空气保存的是（ ） A.白磷 B.硫磺 C.小苏打 D.金属钾例：近期《美国化学会志》报道，中国科学家以二氧化碳为碳源，金属钠为还原剂，在470℃、 80Mpa 下合成出了金刚石，具有深远的意义。

下列说法错误的是（ ） A ．由二氧化碳合成金刚石是氧化还原反应 B ．金刚石是碳的一种同位素 C ．钠被氧化最终生成碳酸钠 D ．金刚石是碳的一种同素异形体例：下列关于碱金属的描述中正确的是（ ）A ．均可保存于煤油中B ．密度都比水小C ．锂的熔沸点最高D ．氢氧化物受热易分解（7）碱金属化学物的用途①碱金属的盐中，只有钾盐可作化肥，如氯化钾、硫酸钾、碳酸钾等都是钾肥。

②钠和钾的合金在室温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。

钠也应用在电光源上， 高压钠灯发出黄光射程远，透雾的能力强，对道路平面的照度比高压水银灯高几倍。

一、碱金属的制备由于碱金属的活泼性强，碱金属一般用电解熔融氯化物制取，如金属钠的制备：222NaCl Na Cl −−−→+↑通电而制取钾用钠与熔融氯化钾在850℃反应，使钾生成后气化而分离出来：850Na KCl NaCl K +−−−→+↑℃我们知道，根据金属活动顺序表，金属活动性顺序强的置换出活动性弱的金属，如Fe 置换出硫酸铜里的Cu 。

而K 的活动性强于Na ，那么为什么在以上反应中，Na 可以置换出钾呢？这是因为，金属性活动性强的金属置换出活动性弱的金属这个规律只适用于溶液体系。

而以上反应不是溶液体系，其利用的原理是高沸点（NaCl ）置换低沸点（K ）。

例：有关钠的说法错误的是（ ）A.钠很软，熔点低于100℃B.钠在焰色反应时，火焰显黄色C.Na 有强还原性，Na +有强氧化性D.电解熔融氯化钠的过程中，Na +被氧化成Na二、金属钠 （1）与氧气反应常温条件下：2242N a O N a O +−−→点燃条件下：2222N a O N a O ∆+−−→（淡黄色固体） ①说明Na 2O 2的热稳定性比Na 2O 强（生成Na 2O 2是在高温条件下的反应。

）； ②说明常温下Na 迅速转变为Na 2O 而非Na 2O 2；③制取Na 2O 2可以用Na 在氧气中燃烧的办法，但Na 2O 一般不能用Na 与氧气直接反应的方法来制取。

（条件不好控制）例：用金属钠制氧化钠，常采用下法：222264N aN O N a N a O N +−−→+说明为什么不用金属钠在氧气中燃烧法，而采用此法的原因是什么? 。

（2）与水反应22222N a H O N aO H H +−−→+↑实验现象：①剧烈：钠与水反应十分剧烈，说明钠是一种既活泼的金属。

②熔融：钠熔化成小球，说明钠与水反应放出大量的热，钠的熔点低。

③浮：Na 球浮在水面上，说明钠的密度比水小。

④动、气：钠与水反应时，在再钠球表面产生气体推动钠球在水面运动。

⑤酚酞变红:生成碱（NaOH ） 以上现象说明：①实验现象可以印证Na 的相关性质：密度小、熔点低、还原性强；②说明Na 不能用手拿的道理： ③Na 着火后灭火的问题： ④Na 保存的问题：例：把一小块钠投入盛有煤油和水的烧杯中可以观察到的现象是（ ） A .钠浮在烧杯中的液面上 B .煤油会燃烧起来，产生很浓的黑烟 C .钠会在水和煤油的交界面上下浮动，直到反应结束 D .钠沉在烧杯的底部（3）钠与盐溶液反应以下是钠与铜（Cu 2+）盐、铁（Fe 3+）盐的反应：①2222222 ()N a C u H O N a C u O H H +++−−→++↓+↑ ②323263262()3N a H O Fe N a Fe O H H ++++−−→+↓+↑ 以上反应说明Na 不能从不活泼金属的盐溶液中置换出金属。

例：将一小块金属钠投入过量的硫酸铜溶液中，主要生成物是（ ） A.Na 2SO 4和Cu B.Na 2SO 4和H 2C.Cu(OH)2和H 2D.Na 2SO 4、Cu(OH)2和H 2（4）钠置于空气中的反应23223Na Na O NaOH NaCO 10H O Na CO −−−→−−−→−−−−→⋅−−−−→2与CO 反应变暗吸水失水风化（白色固体） 所以金属Na 长期放置于空气中，最后会变成白色固体Na 2CO 3。

例：金属Na 长期置于空气中，最终变成（ ）A.Na 2O 2B.Na 2OC.Na 2CO 3D.Na 2CO 3·10H 2O（5）与CO 2反应Na 在点燃的条件下可以与CO 2发生反应：223432Na CO C Na CO +−−−→+点燃由此可见，活泼金属如Na 、Mg 等着火不能用泡沫或者二氧化碳灭火器灭火，而应该用细沙盖灭。

（6）钠与酸的反应可分为以下两种情况： ①酸过量，钠只与酸反应。

②酸少量时，钠先与酸反应，当酸反应完后剩余的钠与水反应。

三、钠的重要化合物（1）氧化钠（Na 2O ）氧化钠为白色固体，是一种碱性氧化物（碱性氧化物的定义是：和酸反应只生成盐和水的氧化物。

）加热的条件下不稳定，氧化钠可与水、二氧化碳反应：①与水（酸）反应：222N a O H O N aO H +−−→（非氧化还原反应） ②与CO 2反应：2223N a O C O N a C O +−−→（非氧化还原反应）例：对金属铷的单质及化合物的叙述不正确的是（ ）A ．Rb 的金属性比Cs 强B ．RbOH 的碱性比KOH 弱C ．Rb 遇水剧烈反应并发生爆炸D ．Rb 2O 暴露在空气中易变质（2）过氧化钠（Na 2O 2）电子式：既存在离子键，还存在非极性键。

过氧化钠既有氧化性又有还原性,而以氧化性为主 是强氧化剂。

过氧化钠为淡黄色固体，其热稳定性较好。

过氧化钠可与水、二氧化碳反应，其类型均为歧化反应：①与水（酸）反应：2222224N a O H O N aO H O +−−→+↑（歧化反应） 注意：活泼金属的氧化物一般都是典型的碱性氧化物，但碱金属的过氧化物和超氧化物都不是碱性氧化物，它们跟酸反应时不仅生成盐和水，还有氧气生成，如过氧化钠与水反应：②与CO 2反应：222232222N a O C O N a C O O +−−→+↑（用作潜水艇中的供氧剂）这类反应的实质是Na 2O 2先与H 2O 作用生成H 2O 2，其后H 2O 2再分解产生O 2： ①2222222N a O H O N aO H H O +−−→+ 222222H O H O O =+↑ ②22242422N a O H SO N a SO H O +−−→+ 222222H O H O O =+↑Na 2O 2作氧化剂时，可以使FeCl 2氧化为Fe(OH)3，H 2S 氧化为单质S ：③与FeCl 2反应： ④22224N a O SO N a SO +−−→ 22224N a O M nO N a M nO +−−→⑤与H 2S 反应：Na 2O 2遇强氧化剂时，Na 2O 2被氧化，此时作还原剂，如与酸性KMnO 4反应：-2222422521621058N a O M n O H M n N a O H O +++++−−→++↑+ 过氧化物的漂白作用与氯气、H 2O 2漂白作用类似，是不可逆过程，表现了过氧化钠的强氧化性。

例：将Na 2O 2投入到FeCl 2溶液中,可观察到的现象是（ ） A.最终生成白色沉淀 B.最终生成红褐色沉淀 C.有气泡产生 D.无变化例：标准状况下，将20LCO 2和CO 的混合气全通过足量的Na 2O 2粉末，在相同状况下，气体体积减少到16L ，则原混合气体中CO 的体积为：（ ） A.4L B.8L C.12L D.16L例：呼吸面具中的Na 2O 2可吸收CO 2放出O 2，若用超氧化钾（KO 2）代替Na 2O 2也可起到同样的作用。

实验测得相同体积的CO 2气体通过足量的Na 2O 2和KO 2，充分反应后，后者生成O 2的体积是前者的3倍。

①若将30mlCO 2通过盛有足量KO 2的装置，充分反应后，逸出气体的体积变为多少毫升？ ②若将一定体积的CO 2通过盛有足量KO 2和Na 2O 2均匀混合物的装置，充分反应后，逸出 气体的体积变为原CO 2体积的1.3倍。

求混合物中KO 2 和Na 2O 2的质量比。

解析：（1）45mL （2）284:39例：下列反应中，Na 2O 2只表现强氧化性的是（ ） A.2Na 2O 2+2H 2O=4NaOH+O 2↑B. Na 2O 2+MnO 2=Na 2MnO 4C.2Na 2O 2+H 2SO 4=2Na 2SO 4+2H 2O+O 2↑D.5Na 2O 2+2KMnO 4+8H 2SO 4=5Na 2SO 4+K 2SO 4+2MnSO 4+5O 2↑+8H 2O（3）碳酸钠（Na 2CO 3）碳酸钠为白色粉末，又名纯碱，苏打。