碱金属元素

Ⅰ.课标要求

1. 以研究物质性质的方法和程序来探究钠的性质。

2. 以研究碳的化合物来探究碳酸钠和碳酸氢钠的性质。

Ⅱ.考纲要求

1. 掌握钠及其化合物的知识。

2. 探究碱金属的递变规律.

Ⅲ.教材精讲

一.本章知识结构体系及要注意的几点问题

1. Na2O的稳定性要小于Na2O2，所以Na2O在加热情况下与O2反应变成Na2O2

2. NaHCO3溶解度Na2CO3溶解度，所以向饱和Na2CO3溶液中通CO2会析出NaHCO3晶体

3. NaHCO3受热易分解，Na2CO3则不易

4. 有时向Na2O2固体上滴加酚酞试液，开始变红，后来褪色，那是因为Na2O2的强氧化性和漂白作用

5. 将Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中，马上就会释放出气体。

Na2CO3+2HCL=2NaCL+H2O+CO2，而将稀盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中则开始无气泡，后来产生气泡。Na2CO3+HCL=NaHCO3+NaCL NaHCO3+HCL=NaCL+H2O+CO2可利用这种正反滴加来鉴别盐酸与Na2CO3

6. NaOH与NaHCO3不能共存，无论混溶于水或加热，首先考虑二者之间的反应 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O

7. 向Na2CO3与NaOH的混合溶液中逐滴滴加稀盐酸，首先考虑HCL+NaOH=NaCL+H2O再考虑5

8. 碱金属从LiRb熔沸点逐渐降低

9. 焰色反应为物理变化而不是化学变化，它体现了元素的性质

10. 将Na2CO3转变为NaHCO3，可采取持续不断的通入CO2气体的方法Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，NaHCO3转变为Na2CO3可采取加热的方法，也可以采取滴加适量NaOH的方法NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O

11. Na2O2的电子式 Na+[:O:O:]2-Na+其中O的化合价为-1价

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2

均为自身的氧化还原反应，而Na2O2+SO2=Na2SO4则为Na2O2与SO2间的氧化还原反应

12. 将NaHCO3加热时，固体质量的减少并不单为CO2，而为CO2与H2O的质量之和，所以可利用2NaHCO3=N2CO3+H2O+CO2

168 106 62

m1 m2 ⊿m

对应成比例来解决具体问题.

Ⅳ.典型例题

例1.写出钠和氯化铁溶液反应的化学方程式和现象，并标出电子转移方向和总数。

【解析】根据钠与硫酸铜溶液反应过程可写出此反应方程式：

钠浮游溶液面上，熔成小球，嘶嘶作响放出无色气体，钠球逐渐消失，溶液中产生红褐色沉淀。

例2. 下列各步反应中，A为金属，B为淡黄色固体，且每一物质均含A元素

写出A、B、C、D、E、F的化学式及有关化学方程式。

【解析】此题的解题关键是要先判断出已知具体色态的B为何物质，金属对应的化合物呈现淡黄色的暂判定为Na2O2，那么就可以引出D为NaCl，C + CO2 + H2OF，F C，而Na2O2可以生成C，C可以生成NaCl，从而推导出各物质：

答案：ANa BNa2O2 CNa2CO3

DNaCl ENaOH FNaHCO3

有关化学方程式：略。

例3以下各叙述中错误的是( )

A.原子半径由小到大的顺序是Li

B.同一种碱金属元素的离子半径比原子半径小

C.碱金属单质的密度比较Li

D.碱金属离子的氧化性比较为Li+

【解析】碱金属元素的原子半径和离子半径都随核电荷的递增、电子层数的递增而递增。即：Li离子半径，即：NaNa+，KK+，所以A、B正确。

碱金属单质的密度，总趋势随核电荷数递增而加大，Na、K例外，所以C也正确。

碱金属金属性随核电荷数递增而增强，即还原性增强，对应的阳离子氧化性递减，所以D是错误。

答案：D

Ⅴ.跟踪训练

一、选择题(下列各题均只有一个合理答案)

1、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

2、下列离子方程式正确的是

A.钾与水：

B.与盐酸：

C.(溶液)：

D.

3、将5.12gKOH 和KHCO3混合物在260℃时加热后冷却到原温，发现固体质量减少了0.98g，则原混合物中KOH和KHCO3物质的量的关系是

A. B.

C. D.按任意比混合

4、1L、1mol/L KOH溶液吸收0.8mL CO2,所得溶液中的物质的量浓度之比为：

A.1∶3 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2

5、人们往往要向农田里施用钾肥，其主要原因是

A.土壤里钾的含量太少，要靠施用钾肥才能满足农作物的需要

B.土壤里钾的含量不少，但大多以难溶于水的矿物形式存在，作物难以吸收。

C.土壤里钾的含量不少，但易雨水淋失，应经常补充

D.钾是植物生长中需要量最大的元素，因此需要不断补充

二、选择题(下列各题均有二个合理答案)

6、有关纯碱晶体(Na2CO310H2O)的叙述中，错误的是

A.加热晶体能生成NaHCO3 B.将晶体放置空气中质量会减轻

C.Na2CO3可做干燥剂 D.晶体溶于水后具有碱的性质

7、用NA表示阿伏加德罗常数，下列说法不正确的是

A.2.3gNa与水反应，产生H2 0.1 NA个

B.1mol O2在反应中作氧化剂时所得电子数一定为4NA

C.1mol钠与水完全反应，被还原的水分子为NA个

D.1mol/L NaOH溶液中所含的钠离子数为NA

8.、关于Na2CO3和NaHCO3性质的有关叙述正确的是

A.在水中溶解性：Na2CO3

B.热稳定性：Na2CO3NaHCO3

C.与酸反应的速度：Na2CO3

D.Na2CO3不能转化成NaHCO3，而NaHCO3能转化为Na2CO3

9、将CO2分别通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是

A.CaCl2溶液 B.石灰水

C.饱和Na2CO3溶液 D.BaCl2溶液

10、下列有碱金性铷(Rb)的叙述中，正确的是

A.灼烧氯化铷时，火焰有特殊颜色 B.硝酸铷是离子化合物，易溶于水

C.在钠、钾、铷三种单质中，铷的熔点最高 D.氢氧化铷是弱碱

三、本题包括4小题

11. 有M，R，Q，V，W，X，Y，Z八种物质，它们之间存在如下关系：

其M、Q、Y是单质，Q、Y在常温、常压下为气体，Z是硫酸盐，钠、钾化合物性质相似。

回答下列问题：

(1)写出各代号的化学式(或分子式)

M ， R ，Q ，V ，W ，X ，

Y ，Z

(2)写出下列有关化学反应的方程式和离子方程式，并标出电子转移方向和总数反应 ， 反应 ，

12、贴有A、B、C、D标签的四瓶无色溶液，已知它们是。根据下列实验现象，回答问题：

(1)写出各试剂瓶中溶质的化学式：

A B C D ____

(2)写出各步反应的离子方程式：____

13. 海水占地球总储水量的97.2%。若把海水淡化和化工生产结合起来

(1)海水中含有大量的氯化钠。氯化钠中的金属元素位于元素周期表第 族。

(2)目前国际上实用的海水淡化主要技术之一是蒸馏法。蒸馏法是将海水变成蒸汽，蒸汽经过冷却而得高纯度淡水，由此可判断蒸馏法是 (填物理变化、化学变化)

(3)工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品，反应式为：

食盐+H2O NaOH+H2+Cl2(未配平)。该反应中食盐的化学式是_______________。利用电解所得气体制36.5%的浓盐酸1000t，最少需要消耗食盐 t。

(4)近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法，该方法的流程如下：

写出②④的化学反应方程式：

⑸ 上述亚硫酸氢钠与甲醛经过一定反应，可以合成俗称吊白块(雕白粉)的物质。因吊白块对人体有害，不能用于食品漂白。其结构简式为：HOCH2SO3Na，根据其结构特点，吊白块能发生的反应有：

A.皂化反应 B.聚合反应 C.与金属钠反应 D.氧化反应

14. 根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是：

将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在3035℃，搅拌下分批加入研细

的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量

蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧2小时，得Na2CO3固体。

四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g水)表

温度

盐 溶解度 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃

NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8

NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 ①

NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4

NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3

① 35℃NH4HCO3会有分解

请回答：

⑴ 反应温度控制在3035℃，是因为若高于35℃，则_____________________________，若低于30℃，则_____________________________，为控制此温度范围，采取的加热方法为_________________。

⑵ 加料完毕后，继续保温30分钟，目的是________________________________________。 静置后只析出NaHCO3晶体的原因是___________________________________________。 用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去_______________杂质(以化学式表示)

⑶ 过滤所得的母液中含有___________________________(以化学式表示)，需加入_______，并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl

⑷ 测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是：准确称取纯碱样品W g，放入锥形瓶中加蒸馏水 溶解，加12滴酚酞指示剂，用物质的量浓度为c( mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示CO32+H+==HCO3反应的终点)，所用HCl溶液的体积为V1 mL，再加12滴甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙，所用HCl溶液总体积为V2 mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：

NaHCO3% = ______________________________。

四、本题包括4小题

15. 现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样.请从图4-3中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，则定Na2O2试样的纯度(可供选用的反应物只有CaCO3固体，6mol/L盐酸和蒸馏水).

图4-3

请填写下列空白

(1)写出在实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式 ， .

(2) 应选用的装置是(只要求写出图中装置的标号) .

(3)所选用装置的连接顺序应是(填各接口的字母，连接胶管省略)

16. 已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用右图中的装置进行实验。

主要实验步骤如下：

① 按图组装仪器，并检验装置的气密性

② 将a g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液

③ 称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到b g

④ 从分液漏斗滴入6molL1的硫酸，直到不再产生气体时为止

⑤ 从导管A处缓缓鼓入一定量的空气

⑥ 再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到c g

⑦ 重复步骤⑤和⑥的操作，直到U型管的质量基本不变，为d g

请填空和回答问题：

⑴ 在用托盘天平称量关品时，如果天平的指针向左偏转，说明________________________。

⑵ 装置中干燥管B的作用是___________________________________________。

⑶ 如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果_________________(填偏高、偏低或不变)。

⑷ 步骤⑤的目的是__________________________________________。

⑸ 步骤⑦的目的是__________________________________________。

⑹ 试样中纯碱的质量分数的计算式为___________________。

⑺ 还可以用其它实验方法测定试样中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验方法。

17. 我国化学侯德榜(右图)改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：

(1) 上述生产纯碱的方法称 ，副产品的一种用途为 。

(2) 沉淀池中发生的化学反应方程式是 。

(3) 写出上述流程中X物质的分子式 。

(4) 使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了 (填上述流程中的编号)的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是 。

(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加 。

(6) 向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有 。

(a) 增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出 (b) 使NaHCO3更多地析出

(c) 使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度

一.1.C 2.C. 3.C 4.A.5.B.

二.6.AC 7.AD.8.BC.9. AD 10.AB

三11. (1)

(2)

12、(1)ANaHSO4 BBa(NO3)2 CK2SO4 DK2CO3

(2)①2H++COH2O+CO2 ②

③ ④

⑤

13. ⑴ ⅠA或第一主族

⑵ 物理变化

⑶ NaCl，58.5

⑷ NaOH+SO3==NaHSO3 ， NaHSO3+HCl==NaCl+H2O+SO2

⑸ C、D

14. ⑴ NH4HCO3分解

反应速率降低

水浴加热

⑵ 使反应充分进行

NaHCO3的溶解度最小

NaCl NH4Cl NH4HCO3

⑶ NaHCO3 NaCl NH4Cl NH4HCO3

HCl

[4]

四.

15.(1)2Na2O2+2H2O === 4NaOH+O2 Na2O+H2O === 2NaOH

(2)⑤①④ (3)(G)接(A)(B)接(F)

16. (1)样品重，砝码轻

(2)防止空气中的CO2和水气进入U型管中

(3)偏高

(4)把反应中的CO2全部导入U型管中

(5)判断反应中的CO2是否全部排出，并被U型管中的碱石灰吸收

(6) 100%

(7) 取一定量的纯碱试样，溶入适量的蒸馏水中，加入足量的BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量滤渣(BaCO3) (或其它合理答案)

17.

(1) 联合制碱法或侯德榜制碱法

化肥或电解液或焊药等(其他合理答案均给分)

(2) NH3 + CO2 + H2O + NaCl NH4Cl + NaHCO3

或 NH3 + CO2 + H2O NH4HCO3 NH4HCO3 + NaCl NaHCO3 + NH4Cl

(3) CO2

(4) I 过滤

(5) 稀硝酸和硝酸银溶液

(6) a、c