碱金属元素的性质

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碱金属元素的性质

(一)原子结构:

1. 共同点:最外层电子数都是1,易失电子,具有较强的还原性。

2. 不同点:电子层数增加,原子半径增大。失电子能力逐渐增强,还原性增强。

(二)单质的物理性质:

1. 共同点:*都有银白色的金属光泽,质软,密度小,熔点低,有较好的导电、导热性能。

2. 不同点:碱金属的熔、沸点逐渐降低,*密度逐渐增大。

(三)单质的化学性质:

1. 共同点:与钠相似,都能与非金属、水、酸、溶液等反应,生成+R 离子,最高价氢氧化物均为强碱。2222O K O K 点燃+ O Li O Li 2224点燃+

↑+=+22222H KOH O H K

2. 不同点:单质的还原性增强。

与2O 反应: (1)Li :在常温和燃烧时生成O Li 2;

(2)Na :常温生成O Na 2,燃烧时生成22O Na ;

(3)K :常温生成O K 2,燃烧时生成22O K 。

与O H 2反应: (1)Li :与O H 2反应较为缓和;

(2)Na :迅速反应,伴有浮、熔、动、响等剧烈的现象;

(3)K :除Na 的现象外,还可以燃烧,轻微爆炸等现象;

(4)Cs :发生爆炸性的反应。

它们的氢氧化物溶液的碱性逐渐增强。

(四)焰色反应:

1. 概念: 利用离子或单质原子在火焰中所显示的不同颜色来检验,这种检验方法叫做焰色法。是物质检验的一种方法,但不属于化学检验的方法。

2. 操作:(1)火焰本身颜色浅,否则干扰检验物质的观察,可用酒精喷灯。

(2)蘸取待测物的金属丝在灼烧时应无色,且熔点高,不易氧化,可用Fe Pt 、、Ni 丝,并用稀盐酸反复清洗。(3)钾的焰色要透过蓝色钴玻璃,滤去钠的黄光。

(五)碱金属中的特性:

1. 从Cs Li →,密度呈增大的趋势,但)()(Na K ρρ<。

2. 单质均为银白色,除Cs 外(略带金色)。

3. Li 的保存:同样不能接触空气,但不能像Na 那样保存在煤油中,因为)()(煤油ρρ<

Li ,所以Li

应用蜡封。

【典型例题】

[例1] 按Cs Rb K Na Li 、、、、的顺序下列性质逐渐减弱(或降低)的是( )

A. 单质的还原性

B. 元素的金属性

C. 单质的密度

D. 单质的熔点 分析:我们需重点理解、记忆碱金属性质的递变规律,但一些特殊的地方也应特殊记忆,K 是同系列元素中的反常者(在密度方面)。答案:D

[例2] 下列对于铯(Cs )的性质的预测中,正确的是( )。

A. 它只有一种氧化物O Cs 2

B. 它与O H 2剧烈反应

C. +Cs 具有很强的氧化性

D. 3CsHCO 受热不易分解

分析:碱金属单质具有还原性,且随核电荷数增加而增强,那么,它的离子的氧化性则与之相反,即随核电荷数增加而减弱,因此+

Cs 的氧化性很弱,而其单质还原性很强,与O H 2反应就会很剧烈,由Na 与Cs 的相似点可知,Cs 的氧化物也应当有多种(O Cs 2、22O Cs 、2CsO 等),其碳酸氢盐也应与3NaHCO 相似受热分解。答案:B

点评:学习碱金属元素应着重在两方面,一方面是元素单质的相似性及递变性,另一方面是元素化合物的性质相似性。

[例3] 当水和铷与另一种碱金属的合金7.8g 完全反应时,放出的氢气在标准状况下为0.2g ,则合金中另一碱金属可能是( )

A. 锂

B. 钠

C. 钾

D. 铯 分析:所有的碱金属都可按下式与水发生反应。

设:该合金的平均原子量为M 。

↑+=+22222H MOH O H M

2M 2

7.8g 0.2g

g

g M 2.028.72= 39=M 可知合金的平均相对原子质量为39,已知铷的相对原子质量为85.5,则另一种碱金属的相对原子质量一定要小于39,即Li 、Na 满足题意要求。

点评:利用平均值的原则——先求出平均量,各成分量应在平均值的上下。

[例4] 含有1.40g 碱金属(M )及其氧化物(O M 2)的混合物与水反应,生成1.79g 碱。求混合物的成分及其组成。

解析:由于碱金属不确定,可采用极值法,即讨论1.40g 全部为碱金属及1.40g 全部为碱金属氧化物时生成碱的质量,然后再根据平均值规律,建立不等式解题。

↑+=+22222H MOH O H M M O H

O H O M 222=+ 若1.40g 全为碱金属(设其原子量为a ),则产生MOH 的质量为

g a a )17(40.1+,若1.40g 全为氧化物,则产生MOH 的质量为g a a 8

)17(40.1++,显然有 8)17(40.1++a a a

a )17(40.179.1+<< 解得:03.613.24<

设x 和y 分别为钾及氧化钾的质量,则

⎪⎩⎪⎨⎧=⨯+=+79.194562395640.1x y x ⎩

⎨⎧==g y g x 902.0498.0 点评:本题若用常规方法对可能存在的物质作逐一尝试,逐一淘汰求解是很繁难的。选取极值法进行求解,可收到事半功倍的效果。

[例5] 草木灰含有碳酸钾,从草木灰中提取32CO K 并做有检验:

(1)用石蕊试纸检验溶液的酸碱性,正确的操作方法是 。

(2)从草木灰中提取钾盐。过滤后的溶液在蒸发皿里加热以得到钾盐晶体。加热过程中要 ,当蒸发到 时停止加热。

(3)用焰色反应检验+

K 。某学生用无锈铁丝沾碳酸钾粉末,却沾不上,这是因为

;某学生沾上了钾盐粉末,但在酒精灯上灼烧时看到火焰是黄色而不是紫色,这是因

为 。

分析:本题主要考查石蕊试纸的使用方法及蒸发、焰色反应等实验基本操作,对学生来说,务必熟

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