碱金属复习精要 专题辅导 不分版本

1、碱金属复习精要徐业政一. 拓展性知识点介绍 1. 钠参与的置换反应 钠能从酸中置换出氢但不能从盐溶液中置换出金属，而在熔融状态下则可置换出盐中的金属，并且这种置换既可发生在与较不活泼的金属盐之间也可发生在与它活泼的金属盐之间，如工业上常用钠作还原剂在熔融状态下冶炼钛、钾等，反应为：，。对于后者的反应，应从平衡移动的角度来理解分析它的发生：沸点较低的生成物因其蒸发脱离反应体系，导致平衡向生成它的方向移动。 例1. 工业上不用电解熔融KCl的方法制取钾，因为钾易溶于熔融状态下的KCl而有危险，实际上是用钠与熔融的KCl反应来制取，。有关数据如下表： （1）工业上制取钾利用了上述哪些数据？_。 （2

2、）工业上制取钾主要是利用什么原理使反应变成现象？_。 解析：因钾的还原性比钠强，从常规上看反应是不能发生的，但从题给数据知钾的沸点比钠低，若能使钾挥发而脱离反应体系，从平衡的角度上看，可促使平衡向右进行。即通过控制温度（801883）吏反应在熔融状态及钾能挥发的条件下进行。因此要利用物质的熔点、沸点等数据；利用的反应原理是化学平衡移动原理，即在一定温度下，使钾挥发而脱离反应体系导致生成物浓度减小，平衡向右移动。 2. 侯氏制碱法与特殊的离子反应将CO2气体通入含有足够多氨气的饱和食盐水中，可得到NaHCO3晶体，加热该晶体就会得到纯碱Na2CO3，这是侯氏制碱法的化学原理。NaHCO3是一种可

3、溶性的盐，这个反应为什么还可以发生？NaHCO3确实可溶于水，但其溶解度与相同温度下的Na2CO3相比要小得多，相对于后者要认为其难溶，故仍满足离子反应条件（有沉淀生成），同时由于反应中使用的是NaCl、NH3的饱和溶液，从平衡移动的角度上看也有利于NaHCO3的生成。 例2. 下列说法正确的是（ ） A. 将足量的CO2通入饱和Na2CO3溶液中可得到沉淀 B. 将足量的CO2通入饱和CaCl2溶液中可得到沉淀 C. 用CaCl2溶液或BaCl2溶液可鉴别开Na2CO3溶液和NaHCO3溶液 D. 用澄清石灰水可鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液 解析：对于A项，因二者反应生成溶解度较小

4、的NaHCO3而析出晶体；而B项中盐是强酸盐，CO2是弱酸的酸酐，二者不能反应；C项中用CaCl2溶液或BaCl2溶液均能与Na2CO3溶液反应生成沉淀而与NaHCO3溶液均不反应，故可将二者鉴别出来；D项中石灰水是碱溶液，能使转化为，故均可产生白色沉淀而无法将二者鉴别出来。答案为A、C项。二. 基本考点例析（一）性质方面 1. 关于碱金属及钠的知识的考查 主要涉及碱金属的共性或某些“新物质”性质的类推、钠与水、酸、盐（或盐的溶液）的反应情况、现象分析及钠在空气中的变化等相关知识。 例3. 下列关于铯及其化合物的叙述正确的是（ ） A. 铯的密度比水小，能向钠一样浮在水的上面 B. 铯与水的反

5、应十分剧烈，甚至会发生爆炸 C. 碳酸铯加热时易分解成CO2和氧化铯 D. 氢氧化铯是强碱，其碱性比KOH强 解析铯为第6周期第IA族元素，解答时应注意利用同族元素性质的相似性及递变性进行分析判断，易知A项错误而B、D项正确。因碱金属的碳酸盐（正盐）热稳定性强难分解，C项错误。 答案为B、D项。 例4. 在烧杯中加水和苯（密度为）各50mL，再将一小粒金属钠（密度为）投入烧杯中，观察到的现象可能是（ ） A. 钠在水层中反应并四处游动 B. 钠停留在苯层不发生反应 C. 钠在苯的液面上反应并四处游动 D. 钠在苯与水的界面处反应并可能上下跳动 解析：苯与水互不相溶，由题中提供的密度知，苯在水层

6、上面而钠位于二者之间，钠与水能反应而与苯不反应，反应中生成的氢气气泡在逸出过程中可能会使钠在苯与水的界面处上下跳动。答案为D项。（二）计算方面 1. 金属与酸反应的计算 常涉及比较不同的金属与酸反应时产生氢气量多少，比较中应注意：性质上，钠在反应中的特殊性，即与酸反应完后钠还可与溶液中的水反应。方法上，应利用得失电子守恒原理分析。 例1. 在相同条件下，等物质的量的Na、Mg、Al与足量的盐酸反应生成的氢气体积比为_，含等物质的量HCl的盐酸与足量的上述三种金属反应，生成氢气的体积关系为_。 解析：由于完全反应时（酸足量），1molNa、Mg、Al分别可失去1mol、2mol、3mol电子，生

7、成的氢气体积比为6：3：2。当酸不足时，与酸反应生成的氢气一样多，但过量的钠能与酸中的水反应继续生成氢气，故有。 2. 与、反应的计算 例2. 120时，3.88g的某气体A与足量的Na2O2完全反应并放出O2，测得反应后固体质量增加了2.28g，试通过计算推断A的组成及量值。 分析：能与Na2O2反应放出氧气的气体有H2O(g)和CO2，因此A的组成有三种情况：A为H2O（g）A为CO2A为H2O（g）和CO2的混合气体。常规的解法是分成上述三种情况逐一进行计算，比较麻烦。而利用质量守恒法分析就比较简单。 解：由质量守恒定律知：固体质量增加值，故固体质量增加值3.88g2.28g1.6g，由

8、2AO2知，所以。故A为H2O（g）与CO2的混合气体。又，解得，即A是由0.02mol和0.08mol组成的。 3. 有关NaOH的计算 NaOH与CO2等酸酐及多元酸、铝盐等的反应会因反应物的相对用量不同而不同，当碱足够多时，生成的是正盐，反应之可生成酸式盐或酸式盐与正盐的混合物。 CO2与碱溶液的反应会因二者的相对用量而不同：CO2较少时反应为；CO2较多时反应为（或）。由方程式知：当时，发生的反应为；当时，发生的反应为；当介于1和2之间，则同时发生、两个反应，生成两种盐。其中比值1、2将该类反应分解成三个反应区间（只发生反应或或同时发生反应、）、两个恰好反应的特殊反应点。 例3. 将0

9、.8molCO2通入到含有1molNaOH的碱溶液中，试求出生成的盐的物质的量。 解析：此类题有多种解法：分步计算法，待定系数法，守恒法等，这里介绍两种方法。 1. 待定系数法：将可能生成的几种产物写在同一反应式中，并将题中所给的反应物的物质的量（当为整数时）或其比值（最简整数比）作为相应反应物的化学计量数，再用观察法确定其余物质的化学计量数。若用观察法直接确定有困难，则可先设置一未知数作化学计量数（称之为待定系数），然后利用质量守恒定律求出该未知数并最终确定答案。 本题生成的盐可能有两种，故反应式可写成，配平碳元素得：，再依钠元素守恒有：，解得。所以该反应方程式为。结合题中数字易求得生成的和

10、的物质的量分别为0.6mol和0.2mol。 2. 守恒法：设生成的为m mol，为。因钠、碳元素反应后全部转化为、，故有（碳元素守恒），（钠元素守恒），解得， 4. 有关、的计算 例4. 在10mL、的纯碱溶液中，不断搅拌并逐滴加入1.2mL 0.05mol·L-1 HCl，完全反应后在标准状况下生成的CO2体积为（ ） A. 1.334mLB. 2.240mLC. 0.672mLD. 0mL 解析：本题的“陷阱”是反应：，由此反应及题中量值计算生成的气体为0.672mL。但由于盐酸是逐滴加入到纯碱中的，故先发生的反应为：，且在此反应中盐酸用量仍然不足，所以无气体生成。答案为D项。

11、三. 创新命题推测 1. 过氧化物反应机理的考查 例1. 标准状况下，将2.24L CO2气体通入盛有足量的真空密闭容器中，充分反应后，容器内气体的质量是多少？ 解析：本题表面看是一道计算题，实际上命题者的意图是考查CO2与Na2O2反应的机理。即反应过程中不同物质中的氧元素如何变化，亦即生成氧气的摩尔质量是多少的问题。由于此反应中，Na2O2发生的是自身氧化还原反应，故O2的氧原子全部来源于Na2O2，摩尔质量为。明确此问题后，利用易求得生成的氧气为1.8g。 2. 命题形成创新定性与定量相结合 例2. 某K2CO3样品中可能含有Na2CO3、KNO3、Ba(NO3)2中的一种或两种。将13

12、.8g样品加入到足量的水中，样品全部溶解，再加入过量的CaCl2溶液，得到9g沉淀，对样品所含杂质的正确判断为（ ） A. 肯定有KNO3 B. 肯定有KNO3，可能有Na2CO3 C. 肯定没有Ba(NO3)2，可能有KNO3 D. 肯定没有Na2CO3和Ba(NO3)2 解析：由题给条件知：本题的解答需要从定性推断与定量计算两个方面进行分析，这不同于一般的推断与一般的计算。由于含有杂质的K2CO3加入到水中后，样品全部溶解，故样品中肯定无Ba(NO3)2（因其能与K2CO3作用生成沉淀）。又13.8gK2CO3与足量的CaCl2反应时可生成10g沉淀大于实际生成的9g，故样品中的含量小于同质量的K2CO3，故肯定含有KNO3（不含），而Na2CO3则无法判断（因其含量大于）。答案为