高一化学碱金属及其化合物的性质

1、实验三 碱金属及其化合物的性质【实验目的】1通过钠及其化合物性质的实验，加深对碱金属及其化合物性质的认识；2初步学会利用焰色反应检验钾离子和钠离子【实验要领】1钠的性质(1)钠的物理性质及钠跟水的反应新切开的钠的断面是光亮的银白色，易跟氧起反应，但产物较复杂，如氧化钠(Na2O)、过氧化钠(Na2O2)等金属钠跟水反应生成氢气的实验，用拇指堵住试管口倒放入烧杯中，这样的操作对学生来讲，不熟练可能会使一部分空气进入试管所以在正式做收集气体的实验之前，教师可安排学生练习几次放入试管的操作如果操作还是有困难，可用一个与试管口大小合适的橡皮塞堵住试管口，放入水中后再拔去橡皮塞本实验也可以用水槽代替烧杯

2、，这样口径比较大，操作方便注意在实验时不能取用较大的钠块这是因为钠的性质很活泼，它跟水反应时放出大量的热，甚至能使周围的水沸腾，因此钠同时也跟水蒸气反应如果在水面上游动的钠被容器壁上的油污粘住，不能游动，放出的热不易扩散，会使氢气着火燃烧，甚至还会发生小爆炸，使生成的氢氧化钠飞溅出来(2)钠与氧气的反应在做钠与氧气反应的实验时，为了保证倾斜的空气能够流通，玻璃管不能太细，而且装入玻璃管中的钠粒不能太大待玻璃管中的钠受热溶化并开始燃烧时，稍稍倾斜玻璃管即可看到燃烧后由白色变为黄色的过程实验时如果没有太粗的玻璃管，也可用去底的试管代替注意本实验中所用的钠块，应去掉其表面的氧化物，否则燃烧时会使试管

3、壁显黑色，影响对实验现象的观察2碳酸氢钠受热分解碳酸氢钠粉末在试管中应铺平些，这样受热比较均匀，分解也比较完全，澄清的石灰水变浑浊后，应将盛石灰水的试管移去，因为若通入过多的二氧化碳，会使生成的碳酸钙变成碳酸氢钙而溶解于水中，使浑浊现象消失当实验结束时，一定要先移去装有石灰水的烧杯，再熄灭酒精灯，以防止水倒流，使试管炸裂3碳酸钠和碳酸氢钠与酸的反应本实验也可采用下述方法进行：1取相同式样的100 mL细口瓶两只，各注入25 mL 10 moL·L HCl溶液再取两只气球，一只装入1.0 g无水碳酸钠，另一只装入1.0 g碳酸氢钠，分别套在两只细口瓶的口上实验时，掀起两只气球，使里面的

4、固体全部落到细口瓶里的盐酸中，比较反应的剧烈程度，碳酸氢钠的反应剧烈得多，碳酸氢钠放出的气体也比碳酸钠多4焰色反应这个实验是以不同的碱金属盐类呈现各自的特征焰色为基础的，为了能够便于观察，最好用无色火焰，所以用煤气灯较好，因煤气灯的火焰本身颜色较微弱，干扰较小一般酒精灯火焰呈杂色，可向学生作适当说明，每做一次实验，都要把铂丝重新用稀盐酸和蒸馏水反复洗净，再在火焰上灼烧至无色，才可继续做实验做焰色反应实验时，要把蘸有金属化合物溶液的铂丝放在灯焰外焰上灼烧，使形成的火焰较长，焰色反应现象比较明显焰色反应实验也可采用下述方法进行：在铁丝(或玻璃棒)一端捆少量棉花，蘸些酒精，在酒精灯火焰上点燃，向燃着

5、的棉花上滴钠盐或钾盐的溶液如无铂丝，可用无锈洁净的铁丝代替，也能得到较好的效果做焰色反应实验时，溶液的浓度大一些为好，浓度太小呈现的焰色很快消去，不易观察，做实验时，可以用铂丝蘸一些蒸馏水后再蘸一些盐的粉末，然后进行灼烧，这样效果更明显实验完毕，要把装在玻璃棒上的铂丝放在盐酸里浸渍2 min3 min，再用蒸馏水洗净，保存在试管里，使它洁净无垢【实验过程】一、钠的性质1钠的物理性质(1)实验过程 将钠用镊子从煤油中取出，用滤纸吸干煤油，然后在玻璃片上将钠用小刀切下一小块(豆粒大小)，进行观察，并注意切面的变化(2)注意事项取钠时要用镊子夹取、不能用手拿，因为易与汗液反应，灼伤腐蚀皮肤取出钠后要

6、迅速吸干煤油，并要放到玻璃上切割钠用剩后要放回盛钠的试剂瓶，不能乱扔乱放，因为钠很活泼容易引起危险 钠与O2反应很容易，在观察钠的颜色光泽时要在切割后立即观察(3)实验现象切面银白色，但迅速变暗(4NaO22Na2O等)，失去金属光泽(4)实验结论金属钠硬度很小(质软)，具有银白色金属光泽，很容易被空气氧化2钠与水的反应(1)实验过程：Na与水的反应图27(2)反应原理：2Na2H2O2NaOHH2(3)注意事项：取钠不要太大，钠块过大，会发生爆炸(4)实验现象：钠与水剧烈反应、钠熔化成小球、钠球在水面上不停地滚动、有气体生成，并发出嘶嘶声(5)实验结论：钠与水反应剧烈，生成碱并放出气体3收集

7、并检验钠与水反应放出的气体(1)实验过程：收集并检验Na与水反应生成的气体图28(2)反应原理：2Na2H2O2NaOHH2，2H2O2=2H2O(3)注意事项试管内要装满水，不要留有气泡，以防点燃时发生爆炸钠不要太大，用刺有小孔的铝箔包住包裹时不要用手触摸金属钠试管中气体集满后，不要急于从水中取出试管，应待钠反应完毕后再取试管，以避免在取试管时，皮肤蘸上钠而灼伤试管从取出到移近火焰过程中要始终倒立，点燃时可将试管微微倾斜(4)实验现象：试管内气体被点燃发出尖锐的爆鸣声(5)实验结论：钠与水反应剧烈，生成碱放出氢气4钠和氧气的反应(1)实验过程：点燃钠与氧气的反应图29(2)反应原理：2NaO

8、2=222Na2O22H2O2(3)注意事项玻璃管中装的钠不能太大，太大反应太剧烈，会将玻璃管炸裂反应开始时，即钠熔成小球后要稍稍倾斜玻璃管，但是角度不能太大，以防止钠从玻璃管中脱出并能保证空气疏通从而观察到明显现象在取钠时要将其表面的氧化物用小刀除去，用纯钠进行实验因为表面被氧化的钠在受热熔化后，钠表面会有一层黑色而影响实验现象的观察加热时间不能太长，否则钠与O2迅速反应、燃烧起来，现象就不是很明显了 盛Na2O2的小试管要干燥(4)实验现象 钠熔成小球，先变成白色后变成淡黄色固体，淡黄色固体遇水放出使带火星木条复燃的气体(5)实验结论 钠熔点低，与O2加热反应生成Na2O2，Na2O2遇水

9、生成O2二、NaHCO3的分解(1)实验过程用一干燥大试管，装入NaHCO3粉末(大约占试管容积1/6)将大试管用带导气管的单孔塞塞紧并将大试管固定在铁架台上，且试管口稍向下倾斜大试管上的导气管另一端插入到盛有澄清石灰水的试管中用酒精灯加热，先均匀受热，然后固定在药品多的部位加热当试管中产生气体减少时，先把导管从澄清石灰水中拿出来，再熄灭酒精灯(2)反应原理2NaHCO3=2322(3)注意事项装药品时，应将药品倾斜地铺在试管底部，以便于受热固定大试管时，应夹在其中上部(离管口1/3处)且要使试管口略向下倾斜防止反应生成的水冷却回流而将试管炸裂当试管中产生气体减少时，若停止实验，应先将导气管从

10、石灰水中取出来，再撤去酒精灯停止加热，否则，会使石灰水倒吸而引起试管炸裂(4)实验现象 澄清石灰水变浑浊，大试管内壁有水生成(5)实验结论NaHCO3受热易发生分解反应三、Na2CO3和NaHCO3与酸的反应(1)实验步骤图210(2)反应原理2-Na2CO32HCl2NaClH2OCO2或CO32HH2OCO2-NaHCO3HClNaClH2OCO2或HCO3HH2OCO2 (3)注意事项：使用的盐酸浓度不能太大，否则生成的气泡太多太迅速而溢出试管(4)实验现象和结论 两者都与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的气体，但NaHCO3与盐酸反应更剧烈四、焰色反应(1)实验步骤 把铂丝用稀盐酸洗涤后

11、灼烧蘸KCl粉末灼烧隔蓝色钴玻璃观察把铂丝用稀盐酸洗涤后灼烧蘸Na2CO3粉末灼烧并观察把铂丝用稀盐酸洗涤后灼烧蘸Na2CO3和KCl混合粉末灼烧先直接观察，再隔蓝色钴玻璃观察把铂丝用稀盐酸洗涤后灼烧(2)实验现象和结论 钠元素火焰颜色为黄色，钾元素火焰颜色为紫色(隔蓝色钴玻璃观察)【实验思考】1若钠、钾等碱金属在空气中失火，可否用水或CO2灭火，为什么?用什么灭火效果好? 答案：钠、钾等碱金属失火不能用水灭火，因为它们与水反应剧烈，且产生易燃气体H2，易导致爆炸发生；也不能用CO2灭火，因为Na、K有还原性，能夺去CO2中的氧继续燃烧钠、钾失火可用沙土、抹布扑灭或盖灭2万一被钠灼伤了皮肤，应

12、该怎么办?答案：万一被钠灼伤了皮肤，应先用稀醋酸洗涤，然后再涂上3%5%的硼酸溶液情况严重者速到医院烧伤科救治3用稀盐酸与Na2CO3还是NaHCO3制作的灭火器灭火效果好，有哪些优点?答案：用稀盐酸与NaHCO3制作的灭火器灭火效果好优点有二：产生气体速度快，产生气体CO2多4实验室中做固体受热生成气体反应的实验注意事项有哪些?答案：实验室固体受热生成气体的装置都可用制O2装置注意事项：试管应夹持在其中上部(或离管口1/3处)；试管口应略向下倾斜，因为实验室中的药品不是很干燥，加热时有水生成，或固体反应时生成水，若不略向下倾斜会使水倒流把试管炸裂；受热时先均匀加热试管底部，然后固定在药品集中

13、的部位加热5焰色反应操作的注意事项有哪些？答案：(1)所用火焰本身的颜色要浅，以免干扰观察(2)蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色，同时熔点要高，不易被氧化用铂丝效果最好，也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝但不能用铜丝，因为它在灼烧时有绿色火焰产生(3)金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净，然后在火焰上灼烧至无色，以除去能起焰色反应的少量杂质(4)观察钾的焰色时，要透过蓝色的钴玻璃片，因为钾中常混有钠的化合物杂质，蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰，以看清钾的紫色火焰【实验习题】1做焰色反应实验的铂丝应用A硫酸洗涤B盐酸洗涤C水洗涤D钠和钾答案：B2检验小苏打粉末中是否含有苏打的方法

14、是A溶于水，加Ca(OH)2溶液B溶于水，加CaCl2溶液C加稀HClD溶于水，加入NaOH溶液答案：B3除去CO2气体中混有的气体杂质HCl，应选用的饱和溶液是A烧碱B小苏打C纯碱D熟石灰答案：B4下列物质中与盐酸不反应，只能与氢氧化钠溶液反应的是ANa2CO3BNaHCO3CNaHSO4DCu(OH)2答案：C5把过量的小苏打与氢氧化钠混合均匀，充分加热，最后留下的固体物质是ANa2O和Na2CO3BNa2O2和Na2CO3CNa2CO3DNa2O、Na2O2和Na2CO3答案：C6观察钾焰色反应颜色，通常要透过蓝色的钴玻璃片，其原因是A火焰太耀眼B火焰太小C排除杂质元素可能造成的干扰D为

15、了保护眼睛答案：C7下列操作易引起事故的是A将水倒入到浓硫酸中B用大试管加热NaHCO3使NaHCO3分解C用手直接取用钠块投入到水中D排水法收集的一小试管H2移近酒精灯去点燃答案：AC8用加热的方法可达到提纯目的的是ANa2CO3固体中有NaHCO3杂质BNa2O2中有Na2OCNa2CO3固体中有NaClD食盐中有泥砂答案：AB9下列物质的保存方法错误的是A少量金属钠保存在煤油中B氢氧化钠保存在橡皮塞广口瓶中C块状碳酸钙固体保存在细口玻璃瓶口D稀盐酸可保存在细口磨砂玻璃瓶中答案：C10只用一种试剂即可区别NaOH、Ca(OH)2、HCl的溶液，应该选用下列溶液中的A石蕊试液B小苏打溶液CB

16、aCl2溶液DAgNO3溶液2解析：这三种澄清溶液中NaOH和Ca(OH)2均呈碱性，要鉴别它们应该在Na和Ca区别2-上选择试剂，可以选择Na2CO3或NaHCO3因为CO3能与Ca形成CaCO3沉淀，而NaOH与Na2CO32-与NaHCO3混合无明显现象，且盐酸与CO3或HCO3作用均生成CO2气体所以区别上述三种2溶液可选用Na2CO3或NaHCO3溶液答案：B11写出两种以NaHCO3为原料制取CO2的化学反应原理：方法a_,方法b_，这两种方法中_种方法的碳酸氢钠的利用率高，原因是_答案：NaHCO3HClNaClCO2H2O 2NaHCO3=Na2CO3CO2H2O a 每产生4

17、4 g CO2，方法a只要84 g NaHCO3，而方法b要168 g NaHCO312如图211是某学生设计的碳酸氢钠的受热分解的实验装置图试指出其错误之处，并加以纠正图211错误：_；_；_；纠正：_；_；_；答案：伸入试管的导气管太长试管口向上倾斜用焰心加热伸入试管的导气管一般为1 cm左右管口向下倾斜用外焰加热13钠与水反应产生H2同时收集产生的H2实验，能否在启普发生器中进行？解析：钠与水反应有以下一些特点：反应剧烈，反应放出热量，块状金属钠会随反应进行而熔化等，而启普发生器仅适用块状固体与液体反应而且反应平缓不加热的实验答案：钠与水反应不宜在启普发生器中进行2-14草木灰中含有K、

18、Na、CO3、SO24等离子，试设计一个实验方案来验证这些离子的存在答案：首先用焰色反应实验验证Na、K(透过蓝色钴玻璃)的存在；然后取样溶于水配2-制成溶液，加入BaCl2溶液产生白色沉淀，再加稀HNO3，有气泡生成说明有CO3，沉淀最终-未完全溶解说明有SO24存在15工业品纯碱中常含有少量的NaCl等杂质，图212中的仪器装置可用来测定纯碱中Na2CO3的质量分数，图中标号：空气；某溶液，纯碱样品，稀H2SO4，浓H2SO4，碱石灰，碱石灰图212实验步骤是：检查装置的气密性；准确称量盛有碱石灰的干燥管的质量(设为m1 g)准确称量一定量的纯碱的质量(设为m2 g)，并将其放入广口瓶中；从分液漏斗中缓缓滴入稀H2SO4，至不再产生气体为止；缓缓鼓入空气数分钟，然后称量干燥管的总质量(设为m3 g)根据上述实验，回答下列问题：(1)鼓入空气的目的是_(2)装置A中液体应为_，其作用是_，如撤去装置A，直接向装置B中缓缓鼓入空气，测定结果将_(填“偏大”