高中化学读思练测第二章 碱金属

第二章碱金属

♦知识网络

♦考纲要求：

1.了解金属钠的物理性质，掌握钠的化学性质（与、H20）的反应

2.熟练掌握钠及其化合物之间的转化关系

♦教材导读

一.钠

1.物理性质

（1）钠通常情况下呈____色____态、熔点硬度较小，易传热导电等。

（2）分析钠原子结构特点

（3）简述取金属钠的操作

2.钠的主要化学性质

厂与氧气、常温、点燃下（写方程式，下同）

与卤素、硫等非金属_____________________________

现象______________________

«JY

X与水（加少许酚醐）表明

L实质______________________

与酸（如盐酸）____________________________

「水溶液：先与水反应、生成的碱再与盐反应

T盐（如硫酸铜）.______________________________________

-熔融：置换反应____________________

3.其它：

1.钠的存在：只以化合态存在，以为主，还有、、等。

2.钠的保存：密封保存，通常少量保存在中。

3.钠的用途：制取过氧化钠等化合物，钠钾合金（常温下为液体）作还原金属，用

于电光源。

4.钠的制法：______________________________

CNa20—色，具有碱性氧化物的通性，不稳定

二.钠的氧化物J「淡黄色，Na2O2+H2O=

INazChI

［与Na2O2+CO2=__________________________

用途：供氧剂、漂白剂

俗名__________________

物性：—色固体，易溶于水且放热

化性：有强腐蚀性，易潮解

三.氢氧化钠有强碱的通性；与我酸、酚等反应

Y提供碱性环境，使某些有机物水解、消去等（举例）

制法：电解食盐水法______________________________

石灰纯碱法_____________________________________

用途:皂、石油、造纸、纺织、印染等工业

「物性易溶于水的白色粉末

I化性与酸氢氧化钙等反应

Na2cCh

］用途制玻璃造纸制皂、洗涤剂

匚制法侯氏制氨碱法

物性可溶于水的白色细小晶体

四.NaHCCh化性与酸与氢氧化钠反应受热易分解水解呈弱碱性

一用途发酵粉、灭火剂、制胃酸过多

-晶体Na2so4•10H20俗称芒硝

Na2SO4

用途制玻璃、造纸、染色、纺织、制水玻璃、缓泻剂

♦要点解读J

1.金属钠露置在空气中的变化过程：

银白色金属钠-->表面变暗皿）出现白色固体">表面变成溶液必>白色

块状物质风化》白色粉末状物质

HH

反应过程：Na—Na2O^°>NaOH^°>NaOH潮解」Na2cO3•H2O—风化>

Na2c03

2.金属钠同各类溶液反应的实质

a）与水反应

现象：钠放入水中浮在水面上（钠的密度比水小），立刻熔化成光亮的小球（反应放热，钠的熔点低），

小球在水面上迅速游动，发出“嘶嘶”声（反应剧烈，产生的气体推动小球），并逐渐缩小，最后完全消

失，使滴有酚献的水变红（生成了碱NaOH）。其实质是钠同水电离出的If发生氧化还原反应，破坏水的电离

平衡。

（2）与酸溶液反应

其实质是钠同酸电离出的不发生氧化还原反应。计算时若酸过量则只考虑钠与酸反应；若钠过量则过量

的钠还要与水反应，不能认为钠先与水反应生成NaOH和氢气，NaOH再与碱发生中和反应。

（3）与盐溶液反应（如CuS04溶液，FeCl3溶液等）

钠先与水反应，生成的碱再与盐溶液反应生成氢氧化物沉淀，而不发生置换反应。凡是活动性很强

的金属（如K、Ca、Na）跟盐溶液反应都与此类似，只有在熔融状态下，才有可能发生金属之间的置换反应。

反应方程式：

2Na+CuS04+2H20=Cu（OH）2I+Na2S04+H2f

6Na+2FeCl3+6H20=2Fe（OH）3I+6NaCl+3H2f

扩展：分析钠与以下盐溶液的反应：NH£1、NaHCO3>Ca（H2P04）2

3.有关岫2。2

在N出02中，氧是-1价，这是因为氧原子之间以一对共用电子对相结合，形成一种不太稳定的结构。

电子式:Na+[：O：O：]2-Na+

Na?。2的特性：强氧化性

例如：Na?。?与SO?反应：Na202+S02=Na2S04

岫2。2投入FeCb溶液中，可将Fe?+氧化成Fe%同时生成Fe（OH）3沉淀。

NazOz投入氢硫酸中，可将H2s氧化成单质硫，溶液变浑浊。

岫2。2投入品红溶液中，因其有氧化性，所以有漂白性，可使品红溶液褪色（褪色原理与SO?不同）

扩展：乩。2中氧也是一1价，氧原子之间也是以一对共用电子对相结合，电子式：H：0：0：H

T价是氧的中间价态，所以岫2。2和上。2既可以在一定条件下获得电子表现氧化性，也可以在一定条件

下失去电子表现还原性，还可以在一定条件下发生歧化反应：

H2（）2+2FeC12+2HCl=2FeC13+2H20（氧化性）

5H202+2KMn04+3H2S04=K2S04+2MnS04+8H20+502f（还原性）

2H2O2MM2H2O+02f（氧化性和还原性）

4.Na?。与N&02的比较：（填表、写有关反应的化学方程式）

氧化钠（Na20）过氧化钠（Na。）

颜色状态白色固体淡黄色固体

电子式

氧元素化合价一2价一1价

是否碱性氧化物是碱性氧化物不是碱性氧化物

生成条件常温下加热或点燃

稳定性不稳定可继续氧化稳定

所含键型离子键离子键非极性共价键

跟水反应

跟CO2反应

跟酸反应

用途

转化关系

5.NaQQs、NaHCOs的鉴别

(1).晶体受热：NaHCOs受热产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体CO,。Na2c无此性质。

(2).CaCb溶液：CaClz溶液滴加到NazCOs溶液中能产生白色沉淀，滴加到NaHCO,溶液中无白色沉淀产

生。

(3).用稀盐酸：向Na£0,溶液中逐滴加入稀盐酸，开始一段无气体产生，当稀盐酸滴加到一定量后

有气体产生。而向NaHCCh溶液中滴加稀

盐酸，立即产生无色无味的气体。

♦名题导思

［例1］(1)取一支大试管加入15毫升蒸僧水,再加入5毫升苯(0、87g/cm3)静置，取黄豆大的金

属钠(0、97g/cm3)轻轻放入这只装有水和苯的试管中。推测能观察到的实验现象：

(2)实验室里有一瓶浸有煤油的钠块，要取用钠，如何操作？

［解析］钠块将落在苯和蒸储水的介面上，有气泡产生，使钠块上浮；当附着在钠块表面的氢气逸出后，

钠块又下沉到水和苯的介面上又发生反应；重复发生上述现象直至钠块反应耗尽，逐渐消失。

(2)用镜子取出钠块，用滤纸擦净表面上煤油，在玻片上用小刀切去表面的氧化层，再切下一小粒

备用，余下的钠全部放回试剂瓶的煤油里。

【例2］将同样大小的金属钠分别投入到(1)饱和NaCl溶液(2)饱和NaHCOa溶液(3)饱和Na2cCh

⑷饱和NH4C1溶液。各发生什么现象？

［解析］主要考查金属钠的活泼性，氢氧化钠的碱性及Na£03和NaCl的溶解度及思维的敏捷性。

当金属钠投入到题中给出的四种溶液中后，钠先与水反应均有用和NaOH生成。①③中因有部分水与钠反

应，浓度增大，饱和溶液中分别有NaCl和Na£03析出，变浑浊。②Na与H2反应生成的NaOH可与NaHCOs

作用：NaHC03+NaOH=Na2C03+H20,有Na2CO3生成④中NaOH与NH4cl作用生成NH3•H20：

NaOH+NH4Cl=NH3•Hg+NaCl,NH3•H20不稳定，有NHs生成“

答案：①中产生气泡、变浑浊，主要产物比、NaOH,有NaCl析出。②中产生气泡，主要产物用、Na2CO3»

③中产生气泡、变浑浊，主要产物压、NaOH、有Na£O,析出。④中产生气泡，主要产物H,、N%。

【例3】(上海市高考题)在10mL0.01mol/L的纯碱溶液中.不断搅拌并逐滴加入1.2mL0.05mol

/L盐酸。完全反应后，在标准况下生成二氧化碳的体积为

(D)

A.1.344mLB.2.240mL

C.0.672mLD.0mL

［解析］Na2c0,的物质的量m=10Xl(T'LX0.01mol/L=1X10-4mol,

HC1的物质的量a=1.2X10-3LXO.05mol/L=6X10^5mok当盐酸逐滴加入到Na2c0,溶液时，开

始发生的反应为：HC1+Na2C03=NaHC03+NaCl。

由于ri2〈m此反应中盐酸的量不足，故无法进行后续反应：HC1+NaHC03=NaCl+H；0,所以，不会有CO,放出。

本题答案为Do

【例4】用锥形瓶收满CO”在瓶内有一只扎紧在玻璃管末端的小气球。如图所示：

(1)打开塞子迅速加入下列物质。立即塞紧，一段时间后，气球会自动膨胀的是n

(ABD)j|/气球

A.Na20B.Na202C.NaHC03D.NaOH/y

(2)若锥形瓶内装有10mlH2,再收满CO,,加入一定量的金属钠后迅速塞紧瓶塞，/缪、

试根据气球的形状变化分析所得溶液中溶质的可能组成。L------

(1)气球膨胀，显然瓶内气压小于大气压，瓶内气体总体积减小，能吸收co,使气体体积减小的物质，

就是答案，故选ABD。

⑵瓶内装有水，投入金属钠时，发生的反应有：

Na+H30=NaOH+H2f①

C02+2NaOH=Na2C03+H20②

C02+NaOH=NaHC03③

①+②2Na+C02+H20=Na2c(h+H=④

①+③得2Na+2C02+2HZ0=2NaHC03+H2⑤

④式是一个前后气体体积不变的反应，而⑤式是一个前后气体体积减小的反应，为此有以下几种情况：

a.当n(Na)：n(C02)〉2:l时，发生反应④和①，产生压的量大于吸收CO2的量，瓶内气体总体积增

大，内压大于大气压，气球会压缩，溶液中的溶质是N&COs和NaOH

b.当n(Na)：n(C0j=2：l时，发生反应④，产生压的量等于吸收C02的量，瓶内气体总体积不变，

气球形状不交溶液中的溶质是Na£Q,

c.当l：l〈n(Na)：n(C02)<2：l时,发生反应④、⑤，产生Hz的量总小于吸收COz的量,瓶内气体总体

积减小，气球会胀大，溶液中溶质是N&COs和NaHCOs

d.当n(Na)：n(COj=l：1时，发生反应⑤，产生H,的量为吸收C0,的量的一半，瓶内气体体积减小

为原来的一半，气球胀大。溶液中的溶质是NaHCQ,；

e.当n(Na):n(COj〈l：1时，发生反应⑤，有CO,剩余，产生的也仍然比吸收的C0,少，瓶内气体

总体积减小，气球胀大。溶液中的溶质仍为NaHCOs

【例5】将amolNa。和bmolNaHCth混合置于密闭容器中.加热至300℃使其充分反应，回答下列

问题：

(1)当充分反应后密闭容器内气体只有氧气时。a和b的关系式是

(2)当充分反应后密闭容器内固体只有NazCO,时。a和b的关系式是。

(3)当充分反应后密闭容器内固体为Na£03和NaOH混合物时，a和b的关系式是

［解析］

2NaHC03=Na2C03+C02f+H20

bmolb/2molb/2mol

2c0,+2Na202=2Na2C03+02

b/2b/2

2H20+2Na=02=4Na0H+02f

b/2b/2

(1)只有氧气时：l/2b+l/2bWa,则bWa。

(2)只有固体Na£03时：l/2b》a,则b》2a。

⑶固体为NaOH和Na2c(h时：aWb〈2a。

【答案】(l)bWa(2)b22a(3)aWb〈2a

【例6】(2000上海高考)某天然碱(纯净物)可看作由CO,和NaOH反应后的产物所组成。称取天然碱

样品四份，溶于水后，分别逐滴加入相同浓

度的盐酸溶液30疝，产生的体积(标准状况)如下表：

IIIIIIIV

盐酸溶液的体积(mL)30303030

样品(g)3.324.155.817.47

COz的体积(mL)672840896672

(1)由第1组数据中的CO,体积与样品质量之比.可以推测用2.49g样品进行同样的实验时，生产

C02mL(标准状况)。

(2)另取3.32g天然碱样品于300℃加热分解至完全(300℃时Na£03不分解)，产生CO,112mL(标准

状况)和水0.45g,计算并确定该天然碱的化学式。

(3)已知Na£()3和HC1(ag)的反应分下列两步进行：

Na2C03+HCl=NaCl+NaHC03

NaHC03+HCl=NaCl+C02t+H20由上表中第IV组数据可以确定所用的HCl(aq)的浓度为mol

/L

(4)依据上表所列数据以及天然碱的化学式，讨论并确定上述实验COM标准状况)体积y(mL)与样品质

量w(g)之间的关系式。

［解析］本题以天然碱的组成及碳酸盐的性质为依托，构筑成一道有层次、有深度且思维容量较大的

计算题。对信息的理解能力、对数据的观察和处理能力是完成本题的关键。该题的设问由浅入深、由易

到难。

第(1)问是设定样品质量与产生二氧化碳体积之间的线性关系，

即：672mL/3.32g=202.4mL/g,推算2.49g样品能产生504mL二氧化碳。这是一个简单的比

例运算，对绝大部分考生来说，不会有什么障碍。

第(2)问仍然以第1组数据出发。但进一步提供了新的信息。只要考生熟知碳酸氢钠热分解的化学方

程式.确定天然碱的组成并不困难。样品热分解产生二氧化碳112mL.说明样品中含有碳酸氢钠和碳酸

钠而不含氢氧化钠。且碳酸氢钠为0.005X2=0.01mol。由表中第1组数据可知3.32g样品可转化为二

672-112x2

氧化碳的总量为672mL,所以，样品中含碳酸钠的物质的量为--------------=0.02molo3.32g样品

22400

热分解产生0.45g水。这暗示天然碱中含有结晶水。因为0.01mol碳酸氢钠热分解只能产生

18X0.005=0.09g水。故结晶水的物质的量为(0.45-0.09)/18=0.02mol。

第⑶问显然是为第(4)问作铺垫。题中给出碳酸钠与盐酸分两步反应的信息.并善意地指明了解题

切入点。由表中第IV组数据可知。样品质量增加而产生的二氧化碳体积反而减少。这说明对7.47g样品

而言。30mL盐酸并非足量。7.47g样品中碳酸钠为7.47/332=0.045mol,故碳酸钠和盐酸的第一步反

应耗用盐酸为0.045mol。而产生672mL二氧化碳耗用盐酸为672/22400=0.03moL因此，30mL盐酸

中含有氯化氢为0.075mL.即盐酸溶液的物质的量浓度为2.5mol/Lo

第(4)问的求解有一定的难度。考生必须对表中所列数据有一个分析、综合的思维过程。当盐酸的浓

度和用量恒定时，天然碱样品的质量和反应产生的二氧化碳体积之间呈现先正比后反比的关系。要讨论

这种关系.首先要确定这种关系变化的转折点。即确定二氧化碳体积随样品增加而增加到最大时的样品

的质量，以及二氧化碳体积随样品的增加而减少到正好趋于零时的样品的质量。然后按照样品质量的三

个范围，分别得出二氧化碳体积的计算式，学生一定要对试题的条件有正确的理解.对反应的状况有清

醒的认识，才能顺利完成这部分讨论。这对考生的分析，推理的能力无疑是一种比较严格的考核。

【答案】(1)504

(2)由题意可知，天然碱含NaHCOs、Na2c(h

li2mL

n(NaHCOs)=2n(C0)=2X-----------------=0.Olmol

222400mL/mol

,、612mLcc,,

n(Na2cO3)-------------------O.OIZTWZ=0.02mol

22400mL/mol

C,112mL,

0.45g---------------x18g/mol

n(/„H0)=----------2--2-4--0-0-m---L-/-m---o-l-------------=0.02mol

218g/mol

・•・天然碱组成:2Na2C03•NaHC03•2H20

(3)2.5

(4)0<W<4.98V(C02)=202.4w(mL)

4.98WWW12.45V(CO2)=1680-134.9W(mL)

12,450,V(CO2)=O

♦随堂练习

1.已知领的活动性处于钾和钠之间。下列反应可以实现的是

A.钢可以从氯化钾溶液中置换出钾

B.钢可以从冷水中置换出氢而得到氢气

C.钢可以从氢化钠溶液中置换出钠

D.在溶液中钢离子可氧化金属锌

2.市场上销售的“84”消毒液，其商品标识上有如下叙述：①本品为无色液体，呈碱性；②使用时加

水稀释；③可对餐具、衣物进行消毒，可漂白浅色衣物。其有效成分可能是

A.Cl2B.S02C.NaClOD.KMnO4

3.长途运输鱼苗的时候，应使水体溶解的氧气充足，并清除过多的(XL防止细菌滋生。可加一些药剂。

已知屿2。2、HC10>Ca()2和氯水均能供氧，但NaO2释氧太快。则选用的最佳试剂是

A.Na202B.HCIOC.Ca02D.氯水

2

4.某溶液中含有HCOJ、S03\AI02\0M4种离子。若向其中加入NazOz溶液中离子浓度基本保持不变的

是

-2--

A.HCO3B.S03C.AIO2D.OH一

5.①氧化钠②氢氧化钠③过氧化钠④亚硫酸钠。1mol上述固体物质长期放置于空气中。最后质

量增加情况是(不考虑潮解因素)

A.①二②，③〉④B.②

C.②》①二③XJ)D.

6.将10g某物质完全燃烧后的产物通过足量的Na?。?，Na?。2的质量增加了10g,则该物质不可能是

A.H2B.COC.C2H5OHD.CH3COOH

7.在甲、乙、丙、丁四个烧怀内分别放入0.1mol钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠。然后各加入100mL

水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁的质量分数大小为

A.甲〈乙〈丙〈丁B.丁〈甲〈乙二丙

C.甲二丁〈乙二丙D.丁〈甲〈乙〈丙

8.将4.6克金属钠分别投入100克的下列物质中A.水B.饱和食盐水C.溶质质量分数为10%的盐酸D.

溶质质量分数为2%的硫酸铜溶液

比较上述四种情况下产生氢气的质量

(1)写出反应AC的离子方程式，比较两反应的快慢

(2)说明BD产生的现象和原因

(3)反应A所得溶液的溶质质量分数是多少？若温度下NaOH的溶解度是22g,则至少再加几克

的Na才能使溶液变成饱和？

9.苏打和小苏打有着广泛的应甩。试从消耗反应物的量等角度，回答下列问题：

(1)做面条时防止面粉较长时间储存变酸味.

常加入适量的面碱，选用。因为。

(2)作为泡沫灭火器的药品，选用o

因为O

(3)用于洗涤餐具及实验室的玻璃仪器等。选用o

因为o

(4)胃溃疡(胃壁溃烂或穿孔)病人的胃酸过多，医生给服用A1(OH)3胶乳，既不用苏打也不用小苏

打.是因为O

10.“套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入另一玻璃仪器中，经组装来完成原来需要两只或更多普

通玻璃仪器进行的实验。因其具有许多优点，近年被广泛开发并应用于化学实验中。下述两个实验

均为“套管实验”.请观察实验装置、分析实验原理。回答下列问题：

实验一：如图甲。小试管内塞有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球。

(1)从点燃酒精灯开始，试管及烧怀A、B中能观察到的现象有

⑵整个实验结束时。在操作上需要特别注意的问题是

⑶通过该实验可以得出的结论是：_________________________________

11.侯氏制碱法的步骤如下：

|饱和|通入足量NH1|饱和|通人足量CQ.

I食盐水Ii"I氨盐水IF"

__,“挥发性物质I

I晶体I—y

I悬浊液1V“NazCQa粉末|

.丽

试回答下列问题：(1)若上述的悬浊液是NaHCOa和NH£1的混和液，则I和II的总反应式为

(2)由这一■反应可知NaCl比NaHCO,溶解度

(3)操作I、II不能颠倒的原因是：

(4)m的操作叫。

(5)IV的操作叫。

12.白色粉末A是NaHCth与KHCCh的混合物。取甲、乙、丙三份质量不同的A样品分别与50.0mL相同

浓度的盐酸充分反应.得到气体的体积(标况)与A的质量关系如下表

实验组别甲乙丙

稀盐酸的体积(mL)50.050.050.0

A样品的质量(g)2.845.257.00

气体的体积(L)0.6720.8960.896

试计算：

(1)该盐酸的物质的量浓度。

(2)混合物中NaHCO?的质量分数。

13.在密闭容器中，将碳酸氢钠和过氧化钠的混合粉末加热到250。，使其充分反应，最后测得残余固

体中两种化合物组成，分别为amol和bmol,且a〉b。回答下列问题：

(1)容器中有关反应的化学方程式是

(2)反应后容器中固体的成份及其物质的量是

(3)原混合物中碳酸氢钠和过氧化钠的物质的

量分别是。

(4)反应后容器内气态物质的成份及其物质的

量是。

14.(2000广东高考题)在1.00L1.Omol-L^NaOH溶液中通入16.8L标况下的C02,计算所得溶液中含

有NaHC03和Na£O3的物质的量。

15.把NaHCOs和Na2C03-10H:0的混合物6.56g溶于水，制成100mL溶液，其中Na.物质的量浓度为

0.5mol•U1,若将6.56g这种混合物加热至恒重时会失重多少？

♦随堂练习参考答案

1.B2.C3.C4.C5.B6.C7.B

8.(1)相等(2)2Na+2H2=2Na'+20H*H2t；

2Na+2H，=2Na"H2f反应C快。

(3)均产生气体，B中变浑浊，因钠与水反应消耗了水，原溶液是饱和溶液，所以有食盐析出；D中

有蓝色和黑色沉淀生成，因钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成蓝色的氢氧化

铜沉淀，而钠与水的反应是放热反应，氢氧化铜受热分解生成黑色的氧化铜。

(4)7.66%；13.3g

9(1)苏打:中和等量的H，,Na2c比NaHCOs的用量少(质量比为53:84)。

(2)小苏打：产生等量的CO?。NaCO3比Na2cos的用量少(质量比为84:106)。

(3)苏打：NazCOs的水解程度比NaHCOs大。产生等量的0H一需Na£()3的量较少。

(4)Na2C03>NaHCOs与胃液与盐酸反应生成CO2、气体会加速胃穿孔。

10.(1)小试管中棉球变成蓝色；B烧怀中澄清石灰水变浑浊.A中有气泡冒出。(2)防止倒吸⑶NaHCO,

热稳定性比Na2cO3小。NaHCOs加热分解生成Na2c。3、-0、C02;NazCO?加热不分解。

11.(1)NaCI+NH3+C02+H20=NaHC03；+NH4CI(2)大

(3)由于CO,在水中的溶解度很小，再通NHs也不可能产生大量HC(K.故不可能析出NaHCCh晶体。(4)

过滤(5)灼烧

12.(1)0.800mol•L1(2)29.6%

13.(1)2NaHC03ANa2C03+H:0+C02f

C02+2Na2()2=2Na2co3+O2

2H20+2Na202=4Na0H+02t

(2)Na2cO3amolNaOHbmol

a+b

(3)amo1；------mo1

2

a+ba-b

(4)0------molH0------mol

2222

14.［解析］该题属于过量计算和多步反应的计算.据此考查考生思维的敏捷性和严密性。

解本题首先要明确C02跟NaOH反应的原理。当C02的物质的量不足NaOH的物质的量的I/2时，反应

只能生成Na2c。3；当CO2过量时。生成Na2(X)3会完全与C02反应转化为NaHC()3；只有当CO2的物质的量大

于0.5mol且小于1moI时，才会生成Na2c。3和NaHC()3两种产物。题设条件正是后者情况。即可按两

步反应分别列式计算出Na2c。3和NaHCOs的质量。

本题可以列二元一次联立方程组求解：设生成Na2c。3的物质的量为x,生成NaHCOs的物质的量为y。

则：

2x+y=1.00LX1.0moI/L(Na+守恒)

V16.8L-

X+y=--------------(C原子守恒)

22.4L/mol

解之XR.25moly=0.5mol

15.3.91g

♦知识拓展

1.金属钠的用途

有相当大的一部分金属钠用于制造一种抗爆剂——四乙基铅，它能降低汽油的爆震性，减少在汽油

发动机中使用汽油时发生的噪音。四乙基铅通常是使氯乙烷跟金属钠和铅的合金（钠铅齐）起反应而制

得的。

金属钠能从钛、倍、银、锂等金属元素的化合物中把它们置换出来。例如：TiCI«+4Na700-800℃

Ti+4NaCI

银和锂通常是共生在某一种矿物内，一般是先分离它们的氟化物，然后再用金属钠置换出银和锂。

NbFs+5Na=Nb+5NaFTaFs+5Na=Ta+5NaF

钠还用于制造过氧化钠等化合物。

钠和钾组成的合金在常温时是液体，用于快中子增殖反应堆作热交换流体。下面列出几种钠钾合金的

熔点：

钠钾熔点

20%80%—10℃

22%78%—11℃

24%76%—3.5℃

40%60%.5℃

（以上均指质量分数）

高压钠灯现在已大量应用于道路和广场的照明。由于它不降低照度水平而又能减少能源消耗，所以

有取代高压汞灯的趋势。早在1950年就在实验室中解决了钠蒸气的气体放电发光问题，但由于需要解

决在高温、高压下钠蒸气有很强的腐蚀性的问题，直到1965年才制出了第一支高压钠灯。高压钠灯虽

问世较晚，但发展很快。

钠灯也可用于洗相的暗室，因为这种黄光不会使相纸曝光。

2.侯德榜制碱法

（1）将气体C0,通入氨化的饱和食盐水中，利用NaHCOs的溶解度小于Na2cOs的溶解度的原理，析出NaHCO^

晶体。C02+NH3+NaCl+H20=NaHC03I+NH4cl

（2）煨烧NaHCOs制纯碱

第二节碱金属元素

♦考纲要求

1.根据原子的核外电子排布，理解碱金属元素（单质、化合物）的相似和递变性。

2.掌握碱金属的物理性质和化学性质。

3.理解焰色反应的实质，掌握利用焰色反应检验钠、钾及其化合物的操作技能。

4.了解钾肥的初步知识。

♦教材导读

1.碱金属元素的相似性

（1）原子最外层电子数都为，次外层电子数都为8（锂除外），化合价都为价。

（2）都易跟水或酸迅速反应生成,其对应的氢氧化物ROH都是可溶性的,碱金属因此而得名。

⑶单湃都为色，柔软的金属（葩略带金色光泽）.

2.碱金属元素性质的递变性

⑴原子的电子层数逐渐增多.原子半径依次增大，原子失电子能力依次增强。元素（金属性、非

金属性）依次增强。

⑵单质跟水反应的激烈程度依次L增大、减小），氢氧

化物ROH的碱性依次（增强、减弱）（CsOH为最强碱）。

（3）单质密度依次变大（钾例外），锂的密度比煤油还小（0.534g•cnf）,钠、钾的密度介于煤油水的密

度之间，锄、锥的密度比水大。单质的熔

沸点依次（升高、降低）。

3.主要化学性质（并叙述现象）

氧化锂

‘一」过氧化钠

LiI超氧化钾

H，°>r_____较迅速

NaY^Y迅速

I很剧烈，甚至爆炸

K「_______________浮于液面上，缓慢

J,产您沉于底部，有气泡

,沉于底部，有气泡较快放出，

4.主要用途,

锂：有机催化剂、制合金、高强度玻璃，用于热核反应。

钠：制岫2。2。Na合金、高压钠灯、作还原剂制金属钾。

钾：作钾肥、制合金。锄、钠：制光电管。

5.焰色反应

⑴概念：多种金属或它们的化合物在燃烧时使火焰呈特殊的颜色，这在化学上叫焰色反应，该过程属

（物理、化学）过程。

⑵用品：钳丝（或铁、铝、锲、鸨等）酒精灯（或煤气灯）、试剂。

⑶操作：洗一烧一蘸一烧

“洗”：用稀盐酸洗涤钳丝

“烧”：在无色火焰上灼烧伯丝至火焰呈无色

“蘸”：蘸取试剂

“烧”：再次在无色火焰上灼烧，并观察火焰的颜色。；

⑷火焰颜色

钠：黄色；

钾：浅紫色（透过蓝色钻玻璃）

钙：糖红色

铜：绿色

♦要点解读

1.碱金属元素性质的特殊性

（1）氧化产物的特殊性。碱金属在空气中燃烧。只有Li氧化生成Li2O；其余的生成过氧化物（如Na2O2）

或更复杂氧化物（如K02）。

（2）碱金属单质的密度都较小，其中锂的密度是所有金属中最小的。

（3）碱金属单质熔点都较低，只有Li高于1000

（4）碱金属的碳酸盐中，只有Li£O,难溶于水且受热易分解。（与MgCO,相似）

⑸碱金属的氢氧化物中，只有LiOH溶解度较小（可溶于水）且受热（100。左右）易分解。其余均易溶于水

且受热难分解。

（6）钾、钠在常温下为固态。但钾、钠合金在常温下为液态.可作原子反应堆的导热剂。

⑺碱金属单质通常保存在煤油中，但因锂的密度小于煤油而只能保存于液体石蜡中或封存于固体石蜡

中。

2.制取

⑴电解法：2NaCl蟹Na+Chf

（2）高温置换法：Na+KCl=NaCl+Kt

3.特殊化学试剂的保存方法

⑴密封存放的是易吸水、易潮解、易被氧化的物质，如浓牍04NaOH固体、CaG、AICL白磷、苯酚

等。

（2）用棕色瓶存放的是见光易分解的物质。如AgNOs、浓HNOs、氯水、KMnO,、H◎等。

⑶少量可用煤油封存试剂的是：金属钾、钠（注意：锂的密度小于煤油密度。不能用煤油封存，应封于

石蜡中或浸于液体石蜡中保存）o

⑷可在水中保存的是白磷、液澳等。

（5）不能用磨口玻璃塞而必须用软木塞或橡皮塞的试剂是水溶液呈碱性的物质。如：NaOH、KOH溶液。

4.钾肥：

氮、磷、钾是作物生长必不可少的三种重要元素。钾在土壤中大部分是以矿物的形式存在，如正

长石（KAlSiQ）、白云母（KHeALSi。。等，这些矿物难溶于水.故人们要通过施用可溶性钾肥（如KCLRSOa、

KO）,等），来促进植物的吸收，满足作物生长的需要。在施用这些可溶性钾肥时，应注意防止雨水淋湿。

从草木灰中提取钾盐。可分为四个步骤：溶解、过滤、蒸发、冷却。

♦名题导思

【例1】下列叙述中正确的是（）

A.在碱金属元素中，所有碱金属的氧化物均属于碱性氧化物

B.由于碱金属形成的碱均为强碱，所以碱金属形成的盐均不会水解

C.金属锂不能保存于煤油中，金属钾可以保存于煤油中

D.虽然自然界含钾的物质均易溶于水，但土壤中钾含量太少，故需施用钾肥

【解析】对于A,过氧化物（如Na@）不属碱性氧化物。对于B,如碱金属的弱酸盐（N&CO,等）发生水

解。对于D.自然界中含钾的物质一般不溶于水（如正长石、白云母等矿物）。故选C。

【答案】C

【例2】工业上生产Na、Ca、Mg都用电解其熔态的氯化物.但钾却不能用电解熔融KC1的方法制得。

因金属钾易溶于熔态的KC1中而有危险。难

获得钾，且降低电流效率。现生产钾是用金属钠和熔化的KC1反应制取。有关数据如下表

熔点（℃）沸点（℃）密度(g/cm3)

Na97.88830.97

K63.77740.86

NaCl80114132.165

KC17701500升华1.984

工业上生产金属钾的化学方程式和条件是：KCl+Na一丁定•箜件•>NaCl+K1

（1）工业上制金属钾主要运用到上表所列的哪

些物理常数?其选择范围是

（2）工业制金属钾主要应用什么原理使反应变为现实?。（武汉市高考题）

【解析】要进行反应Na+KCl=NaCl+K,最佳选择是使K作为气体逸出.而其它物质仍然保留在体系中。

这样，根据化学平衡，反应可不断正向进行。根据表中数据可知.在801P〜882.9℃之间时。Na、

KC1、NaCl均为液态，而钾为气态。

【答案】（1）沸点；801℃~882.9℃

（3）化学平衡移动原理。

【例3】为证明草木灰的主要成分是K£0”设计如下实验：

（1）提取碳酸钾晶体，可供选择的实验操作步骤有：

A.过滤、B.溶解C.浓缩结晶D.蒸发

E.冷却结晶F.萃取G.蒸储。按照操作顺序，应选择有（写编号）在实验中都要用到

的仪器是。

（2）鉴定提取的晶体是碳酸钾

【解析】⑴草木灰中除K£0,外，还有许多其他不溶性杂质。故其操作过程一般是溶解、过滤、蒸

发、浓缩结晶等；这些操作中都须用到玻璃棒。如溶解时搅拌，过滤时引流。蒸发时搅拌。结晶后

转移晶体；（2）要鉴定K£（k须分别鉴定K'和CO,一

【答案】Q）B、A、D、C；玻璃棒（2）用焰色反应鉴定K'（K’的焰色透过蓝色钻玻璃观察时显紫色）。

将晶体溶于稀盐酸.再将生成的气体通入澄清石灰水中。石灰水变浑浊.证明含CO广。

【例4】经测定HQ为二元弱酸，其酸性比碳酸弱，它在碱性溶液中极不稳定，易分解生H2和

若向NEO,中通入干燥的CO,气体，NaM与CO,并不反应。

（1）写出HG在其水溶液中的电离方程式

（2）用化学方程式表示Na。和潮湿的CO,气体反应的过程

【解析】（DHQ为二元弱酸，因此HG在水溶液中的电离与二元弱酸H6的电离类似：HatH'+HOJ,

HOjeH*+（V-

（2）已知强酸可以制弱酸.潮湿的CO,气体中有凡0。所以NaD与潮湿的CO,气体反应的过程为：

NazOrO'+HgNa/CO'+HG（弱酸制更弱酸）

2H他of2H20+02f（HG在碱性溶液中不稳定）•

【答案】(1)H2O2WF+HOJ,HOjeH'+(V-(2)Na202+C02+H20=Na2C03+H202

2H2O2OHH2O+O21

【例5】将标准状况下一定体积的CO2气体缓慢通入VLNaOH溶液中，结果CO?和NaOH均无剩余。在

反应后的溶液中加入足量的石灰水得到wg沉淀。

(1)能否用以上数据确定CO?的体积?若能请列式表示。若不能，还需做什么实验?简要说明并运用

实验测得的数据列式表示。

(2)能否确定NaOH溶液的物质的量浓度?若能。请列式表示。若不能，还需做什么实验?简要说明

并运用实验测得的数据列式表示。(供选择的试剂：CaCb溶液，C02,原浓度NaOH溶液)

【答案】⑴能

CaCOs〜CO2

100g22.4L

WgV(C02)

V(C02)=0.224WL

(2)不能

取两份体积均为VL的原浓度NaOH溶液，向其中一份溶液通入过量的Oh气体，将此溶液煮沸1至

2分钟。将所得溶液与另一份NaOH溶液混合充分反应后，向此溶液中加入过量的CaCb溶液。过

滤、洗涤、干燥、称量固体质量为mg。

CaCOs2NaOH

100g2mol

m

mg2yy-ioos

m.

----mol

m

C(NaOH)二100mol!L

VL100V

【例6】某课外活动小组学生模拟呼吸面具中的原理(过氧化钠与潮湿的二氧化碳反应)，设计用下图

所示的仪器来制取氧气并测量氧气的体积。

图中量气装置E是由甲、乙两根玻璃管组成，它们用橡皮管连通，并装入适量水。甲管有刻度(0〜50mL),

供量气用；乙管可上下移动，以调节液面高低。

实验室可供选用的药品还有：稀硫酸、盐酸、过氧化钠、碳酸钠、大理石、水。

试回答：

(1)图中装置的连接顺序是(填各接口的编号，其中连接胶管及夹持装置均省略):

(2)装置C中放入的反应物是和

⑶装置A的作用是。装置B的作用是。

（4）为了较准确地测量氧气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，在反应前后甲管中液面的

读数求其差值的过程中，应注意和

（埴写字母编号）.

a.视线与凹液面最低处相平

b.等待片刻，待乙管中液面不再上升时。立刻读数。

c.读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平。

d.读数时不一定使甲、乙两管液面相平。

【解析】明确题目的要求：模拟呼吸面具中的原理（过氧化钠与潮湿的C02反应）.制取氧气并测

量氧气的体积。因此必须首先制取二氧化碳，并进行必要的提纯。与过氧化钠反应后还要提纯以保证测

量出的氧气的体积更准确。

观察C装置.在U形管的一侧用玻璃纤维隔开。上边可以放置固体，这显然是一个类似于启普发生

器的装置。可用于制取二氧化碳。由于碳酸钠易溶于水。用它制取二氧化碳会使U形管失去随时开关的

作用。因此必须选用大理石和盐酸（硫酸钙微溶于水，会使反应速度渐慢）。而盐酸易挥发，可用碳酸氢

钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢。在D中放置过氧化钠，由于气体与固体物质反应是在固体表面进行的.二

氧化碳不可能充分反应，会与氧气一同逸出。可用NaOH溶液除去其中的二氧化碳.然后再测量氧气的体

积。要清楚E中U形管的作用原理.当向一端（甲管）充入氧气后，由于压强增大。甲管液面下降，乙管

液面上升，两管液面的差即说明甲管中氧气的压强较大，这时测量的氧气的体积一定偏小。可以调节甲、

乙两管的相互高度。使液面相平。这时甲管中的读数就是正常压强条件下较准确的体积。

【答案】（D⑤③④⑥⑦②①⑧（⑥⑦可换位）。

（2）大理石；盐酸。

（3）除去混在02中未反应的C02；吸收C02中混有的HClo

（4）a；c

♦随堂演练

1.某物质灼烧时。焰色反应为黄色。下列判断正确的是

A.该物质一定是钠的化合物

B.该物质一定含钠元素

C.该物质一定是金属钠

D.不能确定该物质中是否含钾元素

2.关于IA族和IIA族元素的下列说法正确的是

A.在同一周期中，IA族单质的熔点比IIA族的高

B.浓度都是0.01mol・L时，氢氧化钾溶液的pH比氢氧化钢的小

C.氧化钠的熔点比氧化镁的高

D.加热时，碳酸钠比碳酸镁易分解

3.NasN是离子化合物，它与水作用可产生氨气.下列叙述正确的是

A.NasN与盐酸反应可产生两种盐

B.在N83N与水反应中，NasN作还原剂

C.Na3N中Na+半径比N-半径小

D.Na*与N*的电子层结构都与氮原子结构相同

4.关于钠及其化合物的以下各说法中不正确的是

A.CsOH是一种强碱

B.钠与水或酸反应剧烈，都生成乩

C.碳酸钠经加热可生成氧化铀和二氧化碳

D.硫酸钠的化学式为Cs2sO,

5.①钾比水轻②钾的熔点较低③钾与水反应时放出热量④钾与水反应后溶液显碱性。某学生将一小块

金属钾投入滴有酚酸的水中，这种操作能证明上述四点性质中的