考点解析复习辅导碱金属元素

考点解析复习专题辅导5.碱金属元素

1.复习重点

碱金属元素的原子结构及物理性质比较,碱金属的化学性质,焰色反应实验的操作步骤;

原子的核外电子排布碱金属元素相似性递变性

2.难点聚焦

（周期表中的位置（周期、族）

原子结构示意图：钠「⑮281

原表示

子方法‘

结电子式：物Rb-"

构

（相同点：最外层电子数相同

比较

I不同点：电子层数不同

碱

（最高正价为+1价，无气态氢化物，但能形成属

鼾g”,离子化合物的氢化物。如NaH

nJII11,ptI

主1氧化物对应水化物为可溶性强碱，典型的活泼

要〔金属元素

性

质（原子半径由小到大

递变性（按原子序元素的金属性增强

数递增的顺序,j氧化物对应水化物的碱性增强

.单质的熔点、沸点逐渐降低

离子的检验方法：焰色反应

（1）碱金属元素单质的化学性质：

1）相似性：碱金属元素在结构上的相似性，决定了锂、钠、钾、枷、葩在性质上的相

似性，碱金属都是强还原剂，性质活泼。具体表现在都能与。2、水、稀酸溶液反应,

生成含R+（R为碱金属）的离子化合物；他们的氧化物对应水化物均是强碱；

2）递变性：随着原子序数的增加，电子层数递增，原子半径渐大，失电子渐易，还原

性渐强，又决定了他们在性质上的递变性。具体表现为：①与。2反应越来越剧烈，产物越

来越复杂，②与“2。反应越来越剧烈，③随着核电荷数的增强，其最高价氧化物对应的水

化物的碱性增强：CsOH>RbOH>KOH>NaOH>LiOH；

（2）实验是如何保存锂、钠、钾：均是活泼的金属，极易氧化变质甚至引起燃烧，它

们又都能与水、水溶液、醇溶液等发生反应产生氢气，是易燃易爆物质，存放它们要保证不

与空气、水分接触；又因为它们的密度小，所以锂只能保存在液体石蜡或封存在固体石蜡中,

而将钠、钾保存在煤油中；

（3）碱金属的制取：金属。•和Na主要是用电解熔融氯化物的方法制取；金属K因为

易溶于盐不易分离，且电解时有副反应发生，故一般采用热还原法用Na从熔融KCI中把K

置换出来（不是普通的置换，而是采用置换加抽取的方法，属于反应平衡）；锄和的•般也

采用活泼金属还原法制取。

（4）.焰色反应操作的注意事项有哪些？

(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

伯丝效果最好，也可用铁丝、银丝、鹤丝等来代替钳丝.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，要透过蓝色的钻玻璃片，因为钾中常混有钠的化合物杂质，蓝色

钻玻璃可以滤去黄色火焰，以看清钾的紫色火焰.

3.例题精讲

例1已知相对原子质量：Li6.9,Na23,K39,85。今有某碱金属M及其氧化

物”2。组成的混合物10.8g,加足量水充分反应后，溶液经蒸发和干燥得固体16g,据此

可确定碱金属M是[J

A、LiB、NaC、KD、Rb

解析设M的相对原子质量为A,当设混合物全是碱金属或全是碱金属氧化物时有如

下关系：

2M+2Hq=2MOH+42T

M2O+H2O=2MOH

10.8g-10.8X[(A+17)/AJg10.8g-10.8X[2(A

+17)/(2A+16)]g

但实际上该混合物中碱金属及其氧化物都存在，则可建立不等式：

[10.8x(A+17)/A]>16>[10.8x(A+17)/(A+8)]o

解得：35.3>A>10.7,从碱金属的相对原子质量可知该碱金属只能是钠。

答案B

例2为了测定某种碱金属的相对原子质量，有人设计了如图所示的实验装置。该装置

(包括足量的水)的总质量为ag。将质量为如的某碱金属单质放入水中，立即塞紧瓶塞，完

全反应后再称量此装置的总质量为eg。

.无水

CaClg

W二水

(1)列出计算该碱金属相对原子质量的数学表达式；

(2)无水氯化钙的作用是什么？如果不用CaCV2,测定的碱金属相对原子质量比实际

值偏大还是偏小？说明理由。

解析本题测定未知碱金属的相对原子质量，所依据的化学反应原理是：

2M+2H2O=2MOH+HA,只要通过实验，取得一定质量(题设如)的碱金属和足量的

水反应产生的H2的质量，即可根据化学方程式的计算求得碱金属的相对原子质量。

(1)依题设实验数据，hg碱金属与足量水反应产生”2的质量为(4+8-C)g。设所

求碱金属的相对原子质量为x，有2x/2=b/(a+6-c),解得x=b/(a+6-c)。

(2)无水氯化钙吸收水蒸气。若不用则使测定值较实际值偏小。讨论上述表

达式，不难知道，若装置内的水蒸气外逸(反应放热，更容易使产生的水蒸气被“2带走)，

则c值减少，(“+b-c)值增大，分式的分母增大，分数值即减小。

小结还可以另想其他方法进行测定实验。譬如，若获得一定质量的碱金属与水反应所

得的质量，本题亦可完成。

例3在120C时，将气体A3.88g通过足量的N4。?，放出。?，充分反应后固体的

质量增加2.28g,试通过计算判断气体A的组成及各成分的质量。

解析120℃能和可出。2反应放出。2的气体有可能是。°2和“2。，因此首先判断A

是什么物质？可采用极端假设法。

解如果A都是A?。，设其质量为玉，

2Na2O2+2H8=4NaOH+02Am

2x18324

玉2.28g

x,=20.52g>3.88g,故假设不成立。

如果A都是CO2,设其质量为以：

2Na2O->+2cO,=2Na2CO3+O2A/M

883256

%2.28g

乂=3.58g<3.88g,故假设不成立。

所以A应为CO2和H20的混合物

则「+)，=3.88g

设“2。的质量为*g，。。2的质量为yg.

'[4x/(2xl8)+(56y/88)=2.88g

x=0.36g

。=3.52g

例4碱金属（如锂、钠、钾、锄等）溶于汞中形成良好的还原剂“汞齐”。取某种碱金

属的汞齐7g,与足量水作用得到0.2g氢气，并得到密度为夕g。机-3的溶液IL,则溶液中

溶质的质量分数可能是[]

A、（0.8//?）%B、（0.48/0）%C、（0.32/夕）％D、（0.7//7）%

解析汞不能与水反应，碱金属（M）与水反应的化学方程式为：

2M+2H?0=2MOH+%T。

设M质量为x（x<7g）,相对原子质量为。，则x=0.2ag<7g,故。<35。相对原

子质量小于35的碱金属只有Li和Na,所以本题中碱金属可能为Li和Na。

答案A、B

例5（1993年全国）将70g过氧化钠和氧化钠的混合物跟98g水充分反应后，

所得氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为50%»试分别写出过氧化钠和氧化钠跟水反

应的化学方程式，并计算原混合物中过氧化钠和氧化钠的质量各多少克。

解析发生的反应有：

Na2O+H2O=2NaOH

2Na2O24-2H2O=4NaOH+O2t

设混合物中Na2O2>Na2O的质量分别为x、y,由化学方程式分别解出生成

的NaOH的质量和放出的02质量。

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2t

2X784X4032

x(4X40x)/(2X78)32x/(2X78)

Na2O+H2O=2NaOH

622X40

y(2X40y)/62

溶液的总质量为：70g+98g—[32x(2X78)]

由上述关系量可列二元一次方程组为

x+y=70g

{[(4X40x)4-(2X78)]+[(2

'X40y)+62]}+[70g+98g—32x

4-(2X78)]X100%=50%

解得：x=39gy=31g

本题也可从下列角度入手列关系：山于NaOH溶液中溶质的质量分数为50%,

因此在溶液中NaOH的质量等于H2O的质量

4.实战演练

1.用纯净的伯丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，火焰呈黄色，说明该溶液中金属离

子

A.只有Na+

B.可能有Na*、也可能有K+

C.一定有K"

D.一定有Na，、也可能有K卡

2.电子工业制造光电管时，需要一种经强光照射就失电子而接通电路的材料，制造这种

材料的物质应属于

A.放射性元素B.VHA族元素

C.卤化银D.IA族元素

3.某温度下，w，g某物质在足量氧气中充分燃烧，其燃烧产物立即与过量的NazCh反应,

固体质量增加wg。在①H?②CO③CO和H2的混合气④HCHO⑤CH3co0H

(§)110—(：112—042—€^中，符合题意的是

A.均不符合B.只有①②③

C.只有④⑤D.全部符合

4.已知锂及其化合物的许多性质与碱金属差异较大，却与镁相似。下面有关锂及其化合

物性质的叙述不正确的是

A.锂在过量氧气中燃烧主要产物是氧化锂而不是过氧化锂

B.碳酸锂受强热很难分解

C.碳酸锂的溶解度比碳酸氢锂的大

D.锂可以与氮气化合生成氮化锂（U3N）

5.已知钢的活泼性介于钠和钾之间，下列说法中正确的是

A.钢可以从氯化钠溶液中置换出钠

B.馍可以从氯化铜溶液中置换出铜

C.银可以从冷水中置换出氢而得到氢气

D.在水溶液中，粉离子可以氧化金属钠

6.Na3N与NaH均为离子化合物，都能与水反应放出气体。下列有关叙述正确的是

A.二者中Na，半径都比阴离子大

B.与水反应时，水都作氧化剂

C.与水反应所产生的气体都能使湿润的红色石蕊试纸变蓝

D.二者与盐酸反应，前者可产生两种盐，后者只有一种盐生成。

7.将2.3g钠与另•种金属元素组成的合金放入足量盐酸中，完全反应时收集到1.13L

比（标准状况），则另一种金属可能是

①K②Mg③Al®Li⑤Rb@Fe

A.①⑤⑥B.①⑤

C.②③④D.①②③④

8.钾与氧组成的某种离子晶体，含钾的质量分数是曳，其阴离子只有过氧离子和

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超氧离子0£两种，则此晶体中，0；-与的物质的量之比为

A.2：1B.l：1C.1：2D.1:3

二、非选择题（共60分）

9.（8分）在三个密闭容器内分别装有：A.NazCh和NaHCO3,B.Na?。?和NH4HCO3,

C.Na2C）2和Ca（HCO3）2,其中每种物质均为1mol。将它们加热至300℃,经充分反应后排

出气体，写出各容器内残留的固体物质名称及其物质的量。A,

B,C,如分别加入相同浓度的足量稀H2sO4与残留物完

全反应，则消耗硫酸的体积从大到小的顺序依次为。

10.（10分）呼吸面具中Na2（）2可吸收C02放出。2，若用超氧化钾（KO2）代替Na2（）2

也可起同样的作用。

（1）写出KO?与CO?反应的化学方程式。

（2）1kgNa2O2和1kgKO2分别跟CO2反应，生成的O2的质量比为。

（3）等质量的C02分别与足量的Na2O2>KO2反应，生成的O2的质量比

为o

（4）你认为选用作补氧剂更合适，理由是。

11.（10分）为了制取纯净干燥的气体A,可用下图所示装置，生成A的速度可通过滴入

液体B的速度控制。已知A是一种无色、无味、不能使酸碱指示剂变色，也不会在空气中

燃烧的气体。

B

(1)A是o

(2)若C是一种淡黄色固体，则烧瓶中发生反应的化学方程式为。

(3)若C是一种黑色粉末，则B物质是,C物质的作用

是0

(4)洗气瓶中的试剂是,其作用是。

12.(8分)已知氧化物有：普通氧化物，如Na2O；过氧化物，如Na2O2；超氧化物，如

K02；臭氧化物，如RbO3,其中后三种均能与水或CO2反应产生。2,试分别写出KO?、RbO3

与CO?反应的化学方程式：

现已用平底烧瓶收集得到C02,在瓶内有一只紧扎在玻璃管末端的气球，如上图所示。

打开塞子迅速往瓶里加入下列物质中的(填序号)，立即塞紧塞子，一段时间

后，气球就会自动膨胀起来。

A.Na2OB.Na2O2C.KO2D.RbO3

13.(12分)由NaOH和NaHCCh组成的固体混合物Amol置于密闭容器中加热至200℃,

充分反应后排出气体，得残余固体ymol。若以x表示原混合物中NaOH的物质的量分数，

试回答：

(1)当x=25%时，y的值;

(2)当x=75%时，y的值;

(3)若以x为横坐标，y为纵坐标，在图中画出x、y的关系曲线，并求出月3)的关系式。

14.(12分)用NaOH、氏0、大理石和盐酸制取33g纯NaHCCh，请参照物质的溶解度回

答下列问题:

25℃溶解度/g

NaOH100

NaHCO39

Na2cO330

1

4。

2

g

3

x

(1)写出制取过程中反应的化学方程式。

(2)若提供100g水，则需NaOH的物质的量为多少？

(3)简述实验的操作过程。

(4)在上图反映上述实验过程的图象中，标出A点［即当”(82)/"(NaOH)=l/3,且"(CO?)

=0.125mo1］的位置，并判断此时所得盐的组成及其物质的量。

参考答案

一、1.解析：钠的焰色反应为黄色，钾的焰色反应为淡紫色，在观察钾的焰色时必须排

除黄光的干扰。

答案：D

2.D

3.解析：组成要符合(CO)„(H2)，“的形式

答案：D

4.BC5.C6.