焰色反应是碱金属元素表现的性质

数都是一个
电子
2、递变性
原子半 决定 失电子渐易 径增大
理论上推测
元素的金属性强 碱金属的活泼性强 金属的还原性强
元素的金属性渐强 碱金属的活泼性渐强 金属的还原性渐强
★实验验证
Ø实与O验2反应：
（1）与非金属反应
[现象] 钾稍加热熔化成小球，剧烈燃烧，生
用成镊固子体取K一O2
小块钾，擦
[干后结表，论面 放] 煤 在K油 石比
(D)其氢氧化物中碱性最强的是氢氧化铯
【练习】
已知钡的金属活动性介于钾和钠 之间，下列有关说法正确的是（ C D ）
(A) 钡可从氯化钾溶液中置换出钾 (B) 钡可从氯化钠溶液中置换出钠 (C) 钡可从冷水中置换出氢 (D) 钡离子的氧化性大于钾离子
【练习】
若把质量相等的钾和钠分别投入足量 的水中进行反应，下列叙述正确的是 ( CD)
(A) 产生的氢气体积相等（标准状况）
(B) 所得溶液的质量分数相同
(C) 反应生成的氢氧化钠的 质 量比氢 氧化钾多
(D)钾比钠反应更剧烈
【练习】
钾和另一种碱金属的合金 42g与水 完全 反应，放出 1g H2，则合金中另一 种金属不可能是（ A B ）
A. Li
B. Na
C. Rb D. Cs
解答
KOH+KHCO3==K2CO3+H2O↑
56 100
18
失重率== 18
×100%=11.5%
56+100
若失重率=11.5%，KOH与KHCO3恰好完全反应 若失重率＞11.5%，KHCO3过量 若失重率＜11.5%，KOH过量
实际失重率= 25.6g－20.7g×100%=19.1%＞11.5%
5. 碱金属单质因其活动性强，多保存在煤油中，而Li却 因密度比煤油更小，Li只能保存在液体石蜡中。 6. 碱金属的盐一般都易溶于水，但Li2CO3却微溶。
思考
至今为止，我们鉴定物质，通常用 哪些方法（根据什么现象判断） ？
鉴定钾、钠和它们的化合物，能 用这些方法吗？为什么？
检验物质的方法
⑴ 颜色改变法 Na+ K+ 无色 酸能使紫色石蕊试液变红 碘遇淀粉变蓝
碱金属中的特殊性
1. 通常的合金多呈固态Байду номын сангаас而钠钾合金却是液态。
2. 碱金属单质在空气或氧气中燃烧时，生成过氧化物甚 至比过氧化物更复杂的氧化物，而Li只生成Li2Ｏ。
3. 碱金属单质的密度一般随核电荷数增大而递增，但K的 密度比Na小。
4. 碱金属单质一般跟水剧烈反应，但Li跟水反应缓慢 (LiOH溶解度小)。
思考：
常用的钾肥有哪些？ 有 KCl , K2SO4 , K2CO3（草木灰的主要 施成用分钾）肥应注意哪些问题？
防止雨水淋失 氮磷钾三种肥料的合理配合。
【练习】
下列关于钠、钾、铷、铯的叙述中不正
确的是（ B
）
(A)都能与冷水剧烈反应放出氢气
(B)单质的密度均小于1
(C)还原性随核电荷数增大而增强
⑴ 2Na ------H2 ------2NaOH m(Na)=0.46g
0.02mol 0.01mol 0.02mol Na%=0.46g/1.08g ≈ 42.59%
n(Na2O)=(1.08g－0.46g)/62g·mol-1 = 0.01mol
⑵ 2Na------Na2O ------2NaOH 0.02mol 0.01mol 0.02mol
结构
性质
易失电子，强金属性（强还原性） 与氧气、卤素、硫等非金属反应，生成离子化合物 与水反应置换出氢气
递变 从Li→Cs 规律 电子层数增多
原子半径增大
①与氧气反应，反应越来越剧烈，生成 氧化物（锂）、过氧化物（钠）、比过 氧化物更复杂的氧化物（钾、铷、铯）。
②与水反应，生成氢氧化物和氢气，与 水反应越来越剧烈。
▲ 几种金属或金属离子焰色反应的颜色
锂 Li(Li+)：紫红色 钠 Na(Na+)：黄色 钾 K(K+)：紫色(透过蓝
色钴玻璃)
锶 Sr(Sr+)：洋红色 铜 Cu(Cu2＋)：绿色 钡 Ba(Ba2＋)：黄绿色 钙 Ca(Ca2＋)：砖红色
操 洗：用稀盐酸涮洗铂丝，目的是使铂丝上的高沸
点杂质转化为沸点相对较低的氯化物。
K2CO3 + 2HCl = 2KCl + H2O + CO2
得到的固体是氯化钾，根据氯离子守恒求解 KCl －－－ Cl- －－－ HCl
39+35.5 Xg
36.5 1.825g x = 3.725g
练习：
3.一块表面已部分氧化的钠块质量为1.08g，投入100g水中， 放出氢气0.02g。求： ⑴ 钠块中所含游离态钠的质量分数； ⑵ 原金属钠被氧化的钠的质量分数； ⑶ 反应后生成的氢氧化钠溶液中，溶质的质量分数。
A、该物质一定是钠的化合物 B、该物质一定含钠元素 C、该物质一定是金属钠 D、该物质中一定不含钾元素
【练习】
一种白色粉末A是由NaC1、K2SO4、Na2CO3、 KHCO3、NaHCO3等五种物质中的两种组成的。取 少量A溶于水，用铂丝蘸取溶液，在无色灯焰上灼烧，
火焰呈黄色，说明A中含有__；透N过a+蓝色钴玻璃片， 可观察到火焰呈紫色，说明A中含有___；K取+少量A，
由_________和N_a_H__C_O__3__组K成H的C。O3
例: 在空气中放置的KOH固体，经分析含水
2.8%，含K2CO3 37.8%。取1g该KOH样品投 到含1.825gHCl的盐酸中，为中和多余HCl 又 用去1.85gKOH固体，蒸发中和后的溶液能得 到固体多少克？
分析： KOH + HCl = KCl + H2O
③失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增 强。
2. 制备：要使M+→M，通常采用熔融盐电 解法
3. 用途： Li: 制催化剂、电池、合金、高强度玻璃； K: 肥料； Rb、Cs：制光电管。
思考
锂与钠、钾的性质相似。钠、 钾保存在煤油里，锂是否也可保 存在煤油里？（煤油的密度为 0.78g/cm3)
不可以。因锂的密度是0.534g /cm3， 小于煤油的密度，它不会浸没在煤油里。
4K + O2 == 2K2O 2K + O2 == K2O2
K + O2 =点==燃= KO2（超氧化钾）
遇空气立即着火燃烧，生成比过氧化物更复杂的氧化物
△
➢ 与H2反应：2M+H2 == 2MH
请分析化合 价变化情况
-1 +1
0
MH与H2O反应：MH+H2O = MOH+H2↑
➢与Cl2的反应
• 某些金属或金属化合物灼烧时使火 焰呈现特殊的颜色（不是任何金属元素 都有焰色反应，如铂、铁、镍）。
• 颜色反应实验操作的注意事项
• 应用：检验金属元素、焰火
观察钾的焰色反应为什么需透过蓝色的钴玻璃?
因为在钾的化合物中往 往混有一些钠的化合物 （不易分离），在进行焰 色反应时，由于钠元素的 存在（焰色反应呈黄色） 干扰了钾的焰色反应（紫 色）的观察，必须把黄色 的光滤去，由光的互补色 原理可知，黄色与蓝色互 为互补色，用蓝色的钴玻 璃可将黄色的光滤去，即 可清楚地观察到钾的焰色 ------紫色。
Na(被氧化)%=50%
⑶ m(反应后溶液) = 1.08g+100g－0.02g=101.06g
m(NaOH)=0.04mol×40g·mol-1=1.6g
ω=1.6g/101.06g ≈ 1.58%
作业
将Na2O2和NaHCO3固体混合物置于密闭容器中加热 充分反应，放出气体后冷却；若原固体混合物的质量为
递 密度变化 变 熔沸点变化
银白色（Cs略带金色光泽）
柔软
ρ（Li、Na、K）<ρ （水）；
电和热的良导ρρ（（体LRib）、<Cρs（）煤>油ρ（）水）
逐渐增大（Na、K反常, K ＜Na ）
逐渐降低
物
Li
理
3锂
性
Na
质
11钠
呈
K
规
19钾
律
Rb
性
37铷
变
Cs
化
55铯
2、化学性质
1、相似性
最外层电子 决定 易失
主讲人：李晓英
原
一、碱金属原子结构的异同点：
1、 相同点：最外层只有一个电子
核电荷数 2、 不同点： 电子层数
原子半径
结构决定性质，性质反映结构----学习化学的重要思维方法。
二、碱金属元素在性质上的主要差异及递变规律
1、单质的物理性质
Li Na K Rb Cs
相 颜色 同 硬度 点 导电导热性
加入稀盐酸后，有无色气体产生，此气体能使澄清
的石灰水变浑浊，说明A中可能含有 _ __H__C离O子3- 或 ____C离O子32。- 取少量A的溶液，加入BaC12溶液，观察
不到明显变化；另取少量A溶液，加入用稀HNO3酸
化含的__A_g_N__O_3_溶_K、液2_S，_O_也_4_没__有_N_明_a和显2C_变_O_化3_、_，__说__明N。Aa因C中此1一，定A不是
25.6g
【练习】
有关焰色反应的下列叙述不正确的是 ( A B ) (A) 焰色为黄色时，一定含Na+不含K+ (B) 用完铂丝用蒸馏水洗净或滤纸擦净即
可再使用 (C) 使用铂丝前要用盐酸洗涤，并在酒精
灯焰上烧至无色 (D) 透过钴玻璃可看到钾离子的浅紫焰色
练习
某物质灼烧时，焰色反应为黄色。下列判断 正确的是( B )
思 1、焰色反应是物理变化还是化学变化？ 考 2、做焰色反应时应注意哪些问题？
※---焰色反应是碱金属元素表现的性质， 是物理变化。
---火焰尽可能无色，每次铂丝要用HCl洗 干净，一般是在化学方法无效时才使用它 鉴别物质
（钾——通过蓝色钴玻璃滤去黄光）
注意 • 焰色反应是碱金属元素表现的性质
，与元素存在的状态无关。
【练习】
质量为25.6g的KOH和KHCO3混合物在 250℃的密闭容器中充分煅烧后排出气体，冷 却残留固体20.7g，原混合物中KOH和KHCO3 的 质 量关系正确的是（ D ）
A. KOH大于KHCO3 B. KOH等于KHCO3 C. KOH与KHCO3任意比 D. KOH小于KHCO3 [解法]用差量法进行讨论。
⑵ 生成沉淀法 钾盐和钠盐均溶于水
Ag+ + Cl- =AgCl
Ba2+ + SO42- = BaSO4
⑶ 生成气体法
2H+ + SO32- = H2O +SO2 NH4+ + OH- = NH3 + H2O
四、焰色反应
定义：某些金属或金属化合物灼烧时使火焰呈 现特殊的颜色，在化学上叫做焰色反应。
Wg ；反应后冷却再称其质量减少了△W。设NaHCO3、
Na2O2 的 物 质 的 量 分 别 为 a ， b ， 试 确 定 下 述 各 条 件 下
△W的取值范围（用含W的代数式表示）。
（1）当
a 1 b
点燃
2R + Cl2 == 2RCl
➢与S的反应 2R + S == R2S
（2）与水反应 现象：
实验
在两个烧杯中各放一些
反应剧烈，钾浮 在水面上，熔成小球 在液面快速游动，生
水，然后各取绿豆大小 的钠、钾，用滤纸吸干
成的氢气燃烧，并发 生轻微爆炸。反应后
他们表面的煤油，把他
溶液变红。
们分别投入两个烧杯中， 观察他们与水反应的现
作 烧：将用盐酸洗涤过的铂丝在酒精灯上灼烧至火
焰呈原色，目的是除去铂丝上的杂质（主要是氧
化物）；
蘸：铂丝蘸取固体或溶液。 烧：将站在铂丝上的物质在火焰上灼烧，观 察火 焰的颜色。 洗：铂丝用稀盐酸洗净 烧：在火焰上灼烧至原色。 （能不能用稀硫酸？ 硫酸盐沸点高，不易除去）
▲ 重点是钠、钾焰色反应的颜色 ▲ 焰色反应常用于元素存在的鉴定和检验
K+O2===KO2 Na 在空气中燃烧更△剧烈。生成
棉比网过上氧稍化加 钠更复杂的氧化物。
热，观察发
生的现象。
名称
室温
加热或点燃
锂
点燃 只有一种产物氧化锂：4Li + O2 ==== 2Li2O,不如 Na 剧烈。
钠 钾 铷、铯
点燃 4Na + O2 == 2Na2O 2Na + O2 ==== Na2O2
反应：
象有什么不同，反应完 后，分别向两个烧杯中 滴加几滴酚酞试剂 ，观
2K + 2H2O = 2KOH + H2 结论：
察溶液颜色的变化。
钾的钠更易失电子，还
原性更强
锂和水的反应
2Li + 2H2O == 2LiOH + H2↑
预测铷、 铯和
铯和水的反应
水反应的剧烈程 度
总结
相 最外层只有 似 一个电子 性
少量的锂可保存在密度更小的石蜡油里。
练习：
写出钾与下列溶液反应的化学方程式
⑴ 氯化钠
2K + 2H2O = 2KOH + H2 ⑵ 氯化镁
2K + 2H2O = 2KOH + H2 2KOH + MgCl2 = 2KCl + Mg(OH)2↓
合并：2K + MgCl2 + 2H2O = 2KCl + Mg(OH)2↓ +H2 ↑