2022年高一化學(xué) 堿金屬元素題型分析基本概念題 本節(jié)知識(shí)的基本概念題主要包括：堿金屬性質(zhì)的正誤判斷；堿金屬及其化合物有關(guān)性質(zhì)的比較；鑒別、計(jì)算及相關(guān)實(shí)驗(yàn)問題. 例1 下列關(guān)于銫及其化合物的說法中，不正確的是 ( ) A.氫氧化銫是一種強(qiáng)堿，易溶于水 B.銫與水或與酸劇烈反應(yīng)，都能生成氫氣 C.碳酸銫用酒精燈加熱可以生成氧化銫和CO2 D.硫酸銫、碳酸銫、硝酸銫都易溶于水 分析 銫是堿金屬中最活潑的金屬元素，其金屬性最強(qiáng)，所以CsOH肯定為強(qiáng)堿且易溶于水，銫單質(zhì)與水或酸都能劇烈反應(yīng)放出H2；堿金屬的碳酸鹽(正鹽)的熱穩(wěn)定性都較好，用酒精燈加熱不會(huì)發(fā)生分解；同鈉鹽一樣，銫鹽中的絕大多數(shù)也都易溶于水. 答案：C 例2 下列物質(zhì)性質(zhì)的比較中，正確的是 ( ) A.熱穩(wěn)定性：Na2CO3>NaHCO3>H2CO3 B.熔點(diǎn)：K>Na>Li C.溶解性：NaHCO3>Na2CO3 D.氧化性：Li+>Na+>K+ 分析 A中碳酸鹽的熱穩(wěn)定性一般的順序?yàn)檎}>酸式鹽>碳酸，故A正確；D中堿金屬的熔點(diǎn)隨核電荷數(shù)增加逐漸下降；C中堿金屬的碳酸鹽的溶解性比其酸式鹽要強(qiáng)，這與堿土金屬恰好相反；D隨著金屬性的增強(qiáng)，堿金屬離子的氧化性逐漸減弱. 答案：AD 例3 焰色反應(yīng)每次實(shí)驗(yàn)都要用試劑洗凈鉑絲，這種試劑是 ( ) A.Na2CO3溶液 B.NaOH溶液 C.硫酸溶液 D.稀鹽酸 分析 洗滌鉑絲應(yīng)選用鹽酸，因?yàn)榻饘俚牧蛩猁}的沸點(diǎn)比鹽酸鹽要高，金屬氯化物在灼燒時(shí)易汽化而揮發(fā). 答案：D 例4 鈉、鉀和銫都是堿金屬，下列有關(guān)敘述中，不正確的是 ( ) A.在一般的實(shí)驗(yàn)條件下做銫與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)是很危險(xiǎn)的 B.氫氧化銫是強(qiáng)堿，其堿性比氫氧化鉀強(qiáng) C.由于鈉鉀合金具有比鈉、鉀更強(qiáng)的還原性，故用鈉鉀合金作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑 D.將鈉鉀合金與煤油混合，液體明顯分為兩層 分析 銫遇水就會(huì)立即燃燒，甚至爆炸，在一般實(shí)驗(yàn)條件下做銫與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)確實(shí)有危險(xiǎn)；根據(jù)堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性質(zhì)的相似性和遞變性可知，氫氧化銫的堿性比氫氧化鉀的堿性強(qiáng)；鈉鉀合金用作導(dǎo)熱劑，是利用了其導(dǎo)熱性，而不是利用其還原性；鈉、鉀均不溶于煤油，鈉鉀合金也不溶于煤油. 答案：C基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用題 本節(jié)知識(shí)的基礎(chǔ)應(yīng)用主要包括：堿金屬性質(zhì)的遞變性和相似性的應(yīng)用；利用堿金屬的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算；利用物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行除雜實(shí)驗(yàn). 例5 下列物質(zhì)在自然界中存在的是 ( ) A.KNO3 B.KOH C.K2O2 D.K 分析 在自然界中存在的物質(zhì)應(yīng)該不與空氣中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，而KOH、 K2O2、K都會(huì)與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為K2CO3. 答案：A 例6 取3.45g某堿金屬使之與適量的硫磺反應(yīng)，得化合物5.85g，該堿金屬是 ( ) A.Li B.Na C.K D.Rb 分析 已知堿金屬與硫磺反應(yīng)的化學(xué)方程式為(R代表堿金屬)：2R+S= R2S，又知參加反應(yīng)的堿金屬的質(zhì)量為3.45 g，參加反應(yīng)的硫磺的質(zhì)量為5.85 g-3.45g2.40g，因此可應(yīng)用化學(xué)方程式計(jì)算法求出堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量，再據(jù)此確定答案. 參加反應(yīng)的硫磺的質(zhì)量為5.85 g-3.45 g2.40g. 設(shè)堿金屬的相對(duì)原子質(zhì)量為x，則2R+SR2S2x 323.45g 2.40gx=該堿金屬是鈉. 答案：B 例7 堿金屬鈁(Fr)具有放射性，它是堿金屬元素中最重的元素，下列對(duì)其性質(zhì)的預(yù)測(cè)中，錯(cuò)誤的是 ( ) A.在堿金屬元素中它具有最大的原子半徑 B.它的氫氧化物的化學(xué)式為FrOH，是一種極強(qiáng)的堿 C.鈁在空氣中燃燒時(shí)，只生成化學(xué)式為Fr2O的氧化物 D.它能跟水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿和氫氣，由于反應(yīng)劇烈而發(fā)生爆炸 分析 原子半徑逐漸增大 與水反應(yīng)越來越劇烈 對(duì)應(yīng)堿的堿性越來越強(qiáng) 與氧化合的產(chǎn)物越來越復(fù)雜 答案：C 例8 下列各項(xiàng)洗滌措施中，正確的是 ( ) A.用稀硫酸溶液洗去銅片表面的氧化銅 B.用稀硫酸洗滌做焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的鉑絲 C.用水洗去沾在人的皮膚上的濃硫酸 D.用鹽酸洗去沾在人的皮膚上的苛性鈉溶液 分析 A正確，理由是CuO和H2SO4反應(yīng)生成H2O和CuSO4，CuSO4易溶于水，而Cu和稀H2SO4不反應(yīng)；B不正確，這樣的鈾絲應(yīng)該用鹽酸洗滌；C不正確，理由是濃硫酸溶于水放出大量的熱，會(huì)使皮膚的傷勢(shì)加重；D不正確，理由是NaOH 和HCl反應(yīng)放出熱量，并且鹽酸也能腐蝕人的皮膚，會(huì)使皮膚的傷勢(shì)加重. 答案：A綜合應(yīng)用題 本節(jié)知識(shí)的綜合應(yīng)用主要包括：與質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)的綜合應(yīng)用；與特殊的計(jì)算技巧相結(jié)合的綜合應(yīng)用；與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的綜合應(yīng)用. 例9 有一瓶不飽和的NaOH溶液，將其分為四等份，現(xiàn)向這四份溶液中分別加入；Na；Na2O；Na2O2；NaOH.使之轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡腿芤?則加入的四種物質(zhì)中，所需質(zhì)量最小的是_(填序號(hào)). 分析 首先應(yīng)仔細(xì)分析題意，欲使不飽和溶液轉(zhuǎn)化為飽和溶液，實(shí)質(zhì)上就是在等質(zhì)量的水中，加入上述四種物質(zhì)，使之成為NaOH的飽和溶液.而上述四種物質(zhì)在與水作用的過程中，應(yīng)考慮溶解過程中的溶質(zhì)的轉(zhuǎn)化及總質(zhì)量的虧損等情形，具體情況列表如下：反應(yīng)溶質(zhì)質(zhì)量增加幅度總質(zhì)量的變化Na2Na+2H2O=2NaOH+H240/23略有減小Na2ONa2O+H2O=2NaOH40/31不變Na2O22Na2O2+2H2O=4NaOH+O240/39有所減小NaOH溶解過程1不變 若設(shè)想在一定質(zhì)量的水中(m g)，使生成的氫氧化鈉均達(dá)到飽和(飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a)，則所加入的上述四種物質(zhì)的質(zhì)量(x g)，可由下列方程求解： 所以加入四種物質(zhì)的質(zhì)量：<<<.答案： 說明 倘若我們將上述分析的結(jié)果，表示在相應(yīng)的坐標(biāo)系中，即以加入的上述四種物質(zhì)的質(zhì)量為橫坐標(biāo)，以形成的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，可得如圖2-19所示的曲線. 在此基礎(chǔ)上加以分析就可知道.對(duì)上述四種物質(zhì)在溶于水形成NaOH溶液的過程中所表現(xiàn)出的性質(zhì)的差異的研究，一般可從以下兩個(gè)方面進(jìn)行： a.加入等質(zhì)量的四種物質(zhì)于等質(zhì)量的水中所形成的溶液中溶質(zhì)所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高低順序； b.在等質(zhì)量的水中，加入四種物質(zhì)后.形成的溶液中溶質(zhì)所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等，所加入的四種物質(zhì)的質(zhì)量的大小順序.這樣，我們可以較為明確地感受到，以同一基本原理為基礎(chǔ)，可以產(chǎn)生形式多變的習(xí)題.因而在完成習(xí)題的過程中，重要的不僅是要得出相應(yīng)的結(jié)論，而且應(yīng)通過我們主動(dòng)的思考和研究，對(duì)所學(xué)的相關(guān)內(nèi)容有較為完整的認(rèn)識(shí)和理解. 例10 取5.4g由某堿金屬R及其氧化物R2O組成的混合物.該混合物與足量的水反應(yīng).反應(yīng)完畢.蒸發(fā)反應(yīng)后得到的溶液。得到8 g無水晶體.試通過計(jì)算，分析判斷該金屬是哪一種堿金屬. 分析 (1)若5.4g混合物都是堿金屬R，則由 R ROH k k+17 5.4 g 8g 得 k35.3. (2)若5.4 g混合物都是堿金屬R的氧化物R2O，則由 R2O 2ROH 2k+16 2k+34 5.4 g 8 g 得 k10.7. 綜合(1)和(2)，堿金屬R的式量k的范圍為(10.7，35.3).在堿金屬中，只有金屬Na的式量23在(10.7，35.3)中，所以該堿金屬是金屬鈉. 答案：該堿金屬是金屬鈉. 例11 根據(jù)從草木灰中提取鉀鹽的實(shí)驗(yàn)，填寫下列空白： (1)此實(shí)驗(yàn)操作順序如下：稱量樣品；溶解沉降；_；_；冷卻結(jié)晶. (2)用托盤天平(指針向上的)稱量樣品時(shí)，若指針偏向右邊，則表示(填下列正確選項(xiàng)的代碼)_. A.左盤重，樣品輕 B.左盤輕，砝碼重 C.右盤重，砝碼輕 D.右盤輕，樣品重 (3)第步操作，有時(shí)可能要重復(fù)進(jìn)行，這是由于_. (4)在進(jìn)行第步操作時(shí)，要用玻璃棒不斷小心地?cái)噭?dòng)液體，目的是防止_. (5)所得產(chǎn)物中主要的鉀鹽有_、_、_等(填化合物的化學(xué)式或名稱). 分析 (1)從草木灰中提取鉀鹽實(shí)驗(yàn)的操作順序，首先要稱量樣品，制備實(shí)驗(yàn)要計(jì)算產(chǎn)率(工業(yè)生產(chǎn)上要計(jì)算成本).由于鉀鹽是可溶的，而其他主要成分，多數(shù)是難溶的，因此在稱量后只要加水?dāng)嚢?、溶解、沉降，使鉀鹽進(jìn)入溶液中，其他難溶物則成為沉降物，便可分開，這即是“提取”的含義.為了將固體和溶液分開，必須過濾，過濾得到的濾液中含有鉀鹽，但濾波中鉀鹽含量小、濃度低，所以需蒸發(fā)溶劑來濃縮.所得到的濃縮液，經(jīng)冷卻，即可析出晶體，經(jīng)過思考，這5步操作順序應(yīng)該是很容易得出的，何況其中3步操作，題中已經(jīng)給出，這也是一種提示. (2)使用托盤天平時(shí)，規(guī)范化的操作是右盤放砝碼，左盤放稱量物.指針向上的托盤天平，指針與橫梁是相連的. (3)過濾后若濾液渾濁，說明還沒有將固液完全分開，必須重新過濾，直到濾液澄清.在本實(shí)驗(yàn)中，由于被過濾溶液顯堿性，其中可能有一些高價(jià)金屬氫氧化物的絮狀沉淀，過濾時(shí)不容易得到澄清溶液，很可能要重復(fù)進(jìn)行. (4)在蒸發(fā)濃縮時(shí)，由于溶液受熱不均，局部區(qū)域會(huì)造成暴沸，使液體飛濺，因此在整個(gè)蒸發(fā)過程中要用玻璃棒小心地不斷攪動(dòng)液體，使溶液受熱均勻，防止局部過熱造成液體飛濺. (5)從草木灰中提取的主要鉀鹽是K2CO3、KCl和K2SO4，而不是KNO3和K3PO4.因?yàn)橄跛猁}受熱容易分解，因而在植物燃燒時(shí)硝酸鹽就可能已經(jīng)分解成為氣體而跑掉，而磷是植物生長(zhǎng)的元素之一，主要存在于植物的果實(shí)或種子中，在莖、葉中較少，草木灰主要是植物莖、葉的殘留物，所以其中可溶性的磷酸鹽很少，即使有少量磷酸鹽，也常常在溶解沉降時(shí)形成重金屬磷酸鹽沉淀而被除去. 答案：(1)過濾；蒸發(fā) (2)B (3)濾液渾濁 (4)液體飛濺 (5)K2CO3；KCl；K2SO4探索與創(chuàng)新題 例12 在宇宙飛船中為了使宇航員得到一個(gè)穩(wěn)定的、良好的生存環(huán)境，一般在飛船內(nèi)安裝盛有Na2O2顆粒的裝置，它的用途是再生氧氣.如用KO2(超氧化鉀)代替Na2O2也能達(dá)到同樣的目的，反應(yīng)產(chǎn)物也很相似.已知Na2O2與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2. (1)寫出超氧化鉀和CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：_； (2)用Na2O2和KO2分別與CO2反應(yīng)，產(chǎn)生等量的氧氣，所需Na2O2與KO2質(zhì)量比為1:_.(精確至小數(shù)點(diǎn)后一位，相對(duì)原子質(zhì)量：Na：23；K：39) 分析 題中已知告訴我們，KO2與CO2的反應(yīng)與Na2O2與CO2的反應(yīng)很相似，則KO2與CO2的反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2. 應(yīng)用化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算可知，生成32 gO2需Na2O2 156 g，需要KO2 95 g. 156 g:95 g1:0.6. 答案：(1)4KO2+2CO22K2CO3+3O2 (2)0.6 例13 工業(yè)生產(chǎn)的純堿中常含有少量的NaCl等雜質(zhì).測(cè)定產(chǎn)品中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2-20所示.實(shí)驗(yàn)操作步驟有： A.在干燥管內(nèi)填滿堿石灰，質(zhì)量為mg(堿石灰易吸收CO2和H2O)； B.取n g樣品裝入廣口瓶中； C.檢查裝置的氣密性； D.緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，再稱干燥管質(zhì)量為w g； E.關(guān)閉止水夾； F.打開止水夾； G.緩緩加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣體為止； H.緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘. (1)正確的操作順序是(填寫序號(hào))： C_F_E_G_D； (2)操作步驟D中，要緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，鼓入空氣的作用是_，裝置甲的作用是_，裝置丙的作用是_； (3)計(jì)算溶液中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式為_； (4)若去掉裝置甲，測(cè)定結(jié)果會(huì)(填“偏大”“偏小”或“無影響”，下同)_，若去掉裝置丙，測(cè)定結(jié)果會(huì)_. 分析 該題為定量實(shí)驗(yàn)(測(cè)定Na2CO3和NaCl的混合物中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù))與實(shí)驗(yàn)方法(或者說是實(shí)驗(yàn)步驟)的設(shè)計(jì)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)題.由題中提供的化學(xué)試劑稀硫酸和堿石灰可知，測(cè)定Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原理是捷H2SO4與Na2CO3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CO2氣體：Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2+H2O. 用堿石灰吸收CO2氣體，測(cè)得CO2的質(zhì)量.應(yīng)用化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算求得Na2CO3的質(zhì)量，進(jìn)而求得Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù). 但是，Na2CO3反應(yīng)生成的CO2存在兩種不利于準(zhǔn)確測(cè)定的因素：一是一部分CO2不能排入到堿石灰中去；二是CO2中混有水.由圖中的甲可知，解決第一個(gè)問題的辦法是用空氣把未排入到堿石灰中的CO2吹到堿石灰中去；解決第二個(gè)問題的辦法是用濃硫酸吸收CO2中的水. 在上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路中還有一個(gè)問題，就是空氣中還混有一定量的CO2，再看圖可知，解決這個(gè)問題的辦法是用裝置甲中的NaOH溶液吸收空氣中的CO2. 答案：(1)B；H；A；F (2)使Na2CO3與稀鹽酸反應(yīng)生成的CO2氣體全部排入堿石灰中去，被堿石灰吸收；吸收空氣中的CO2氣體；吸收CO2氣體中的H2O(3) (4)偏大；偏大易錯(cuò)與疑難題例14 下列敘述中，正確的是 ( )A.堿金屬性質(zhì)相似，均為銀白色金屬B.隨著原子序數(shù)的增加，堿金屬的密度依次增大C.鈉可保存在煤油中而鋰不能D.碳酸氫鹽的溶解度大于其正鹽的溶解度錯(cuò)解：AB分析 由于未深入研究個(gè)別堿金屬的性質(zhì)，僅按堿金屬的相似性和遞變性推導(dǎo)而產(chǎn)生錯(cuò)誤.堿金屬中銫為略帶金色光澤的金屬，故A不正確；鉀的密度為 0.86 g/cm3，因比Na的密度0.97 g/cm3小而有特殊性，B也不正確；鋰的密度為 0.53 g/cm3，比煤油輕可浮于煤油表面，所以鋰要用密度更小的石蠟油保存，C對(duì)；碳酸氫鹽一般比其對(duì)應(yīng)的正鹽易溶，但KHCO3、NaHCO3例外，D不正確.正解：C例15 在甲、乙、丙、丁四個(gè)燒杯內(nèi)分別放入2.3g鈉、6.2g氧化鈉、7.8g過氧化鈉和4g氫氧化鈉，然后各加入100mL水，攪拌，使固體完全溶解，則甲、乙、丙、丁四種溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的大小順序是 ( )A.甲<乙<丙<丁 B.丁<甲<乙丙C.甲丁<乙丙 D.丁<甲<乙<丙錯(cuò)解：A 分析 本題旨在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力和整體分析能力，解題時(shí)若只注意生成溶質(zhì)NaOH的質(zhì)量，而忽略Na、Na2O2與水反應(yīng)后產(chǎn)生氣體使溶液減少的質(zhì)量，就會(huì)使結(jié)果產(chǎn)生錯(cuò)誤.Na、Na2O、Na2O2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：甲：2Na+2H2O2NaOH+H2乙：Na2O+H202NaOH丙：2Na2O2+2H2O4NaOH+O2根據(jù)以上反應(yīng)方程式可知：甲、丁溶質(zhì)均為4 g，乙、丙溶質(zhì)均為8 g，所形成NaOH溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是： 所以對(duì)比以上式子得，溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大小順序是：丁<甲<乙丙.正解：B好題速遞點(diǎn)擊高考高考命題總結(jié)與展望本節(jié)知識(shí)中，高考命題的熱點(diǎn)為：堿金屬及其化合物的相似性和遞變規(guī)律；焰色反應(yīng)及其操作方法.常見題型為選擇題、填空題、實(shí)驗(yàn)題和鑒別題.經(jīng)典高考試題分析例1 (典型例題堿金屬與鹵素所形成的化合物大多具有的性質(zhì)是 ( )高沸點(diǎn)；能溶于水；水溶液能導(dǎo)電；低熔點(diǎn)；熔融狀態(tài)不導(dǎo)電A. B. C. D.分析 堿金屬與鹵素所形成的化合物大多是離子化合物，因此具有高沸點(diǎn)、能溶于水、熔融態(tài)或水溶液中都能導(dǎo)電的性質(zhì).答案：A例2 (典型例題下列關(guān)于銣(Rb)的敘述中，正確的是 ( )A.燃燒氯化銣時(shí)，火焰有特殊的顏色B.硝酸銣?zhǔn)请x子化合物C.在鈉、鉀、銣三種單質(zhì)中，銣的熔點(diǎn)最高D.氫氧化銣?zhǔn)侨鯄A 分析 本題考查的是堿金屬元素性質(zhì)的遞變性和銣元素的焰色反應(yīng).含銣元素的物質(zhì)在火焰上灼燒時(shí)，火焰呈紫色，故A的說法是正確的；銣?zhǔn)呛芑顫姷慕饘?，它的硝酸鹽應(yīng)屬于離子化合物，故B也是正確的；在鈉、鉀、銣三種單質(zhì)中，鈉的熔點(diǎn)最高(97.81)，其次是鉀(63.65)，熔點(diǎn)最低的是銣(38.89)，故C的敘述是錯(cuò)誤的；堿金屬最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物都是強(qiáng)堿，且從上到下堿性依次增強(qiáng)，氫氧化銣?zhǔn)菑?qiáng)堿，可見D的說法也是錯(cuò)誤的.答案：AB例3 (典型例題試管中裝有足量的煤油和水的混合物，靜置后投入一小塊堿金屬.可觀察到金屬在煤油和水的界面附近上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，下列說法不正確的是 ( )A.此堿金屬可能是鉀或鈉B.反應(yīng)一段時(shí)間煤油不會(huì)燃燒C.堿金屬上下運(yùn)動(dòng)是由于與水反應(yīng)產(chǎn)生了氫氣D.若是金屬銣，則上下運(yùn)動(dòng)的幅度比鈉大 分析 據(jù)題意，此堿金屬的密度應(yīng)介于水和煤油之間，可能是鉀或鈉，A正確；燃燒需燃料與助燃劑充分接觸，此時(shí)在界面處缺少氧氣，即使反應(yīng)再劇烈些，煤油也不會(huì)燃燒，B正確；由于堿金屬與水反應(yīng)產(chǎn)生了氫氣，所以堿金屬會(huì)上下運(yùn)動(dòng)，C正確；若是銣的話，由于銣的密度大于水的密度，有可能沉入水中，故選D. 答案：D 例4 (典型例題工業(yè)純堿中常含有NaCl、Na2SO4等雜質(zhì)，為了測(cè)定工業(yè)純堿中Na2CO3的含量，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2-21所示的裝置： 試回答下列問題： (1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_. (2)裝置D的作用是_. (3)利用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即使氣密性良好，并緩慢滴加了過量的稀硫酸使反應(yīng)完全，裝置C中裝有足量堿石灰，其他操作也正確，測(cè)定結(jié)果還是偏低，原因可能是_. 你的改進(jìn)措施是(用文字?jǐn)⑹龌蛟谌鐖D2-20所示的裝置圖中添加所需裝置)_.(4)實(shí)驗(yàn)前所取工業(yè)純堿質(zhì)量為m g.裝置C中堿石灰和U形管的總質(zhì)量為m1 g.加入足量稀硫酸，反應(yīng)結(jié)束后，裝置C中堿石灰和U形管的總質(zhì)量變?yōu)閙2 g.則上述實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的工業(yè)純堿中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_. (5)利用圖2-20中A、B裝置(B中仍用濃硫酸作干燥劑)，還可以制取哪些氣體 (填三種氣體的化學(xué)式)：_. 答案：(1)Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2+H2O (2)防止空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入C裝置 (3)反應(yīng)生成的部分CO2殘留在裝置A、B中及導(dǎo)管內(nèi)；向裝置內(nèi)通入除去CO2 的空氣(或氮?dú)獾?；注意：不可答通入稀有氣體)或在裝置圖左邊連接圖2-22中的甲、乙裝置(4) (5)H2、O2、SO2、CO2、H2S等(任選三種)課堂小結(jié) 本節(jié)歸納一、知識(shí)體系堿金屬二、規(guī)律方法總結(jié) 1.堿金屬的共性、遞變性和特性 (1)共性(M代表堿金屬) 銀白色金屬(銫略帶金色光澤)，質(zhì)軟，有展性，熔點(diǎn)較低，密度較小，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性強(qiáng)；自然界中均以化合態(tài)存在，最外層有一個(gè)電子，具有很強(qiáng)的還原性，是典型的金屬. 與鹵素反應(yīng)很劇烈；與氧氣反應(yīng)可生成氧化物、過氧化物、超氧化物；能跟水反應(yīng)，生成氫氧化物并放出氫氣；水溶液呈強(qiáng)堿性. (2)遞變性 堿金屬原子的電子層數(shù)增加，原子半徑逐漸增大. 密度：小大(但其中鈉、鉀顛倒).Li的密度小于煤油，應(yīng)保存在石蠟里. 熔、沸點(diǎn)：高低. 金屬性(還原性)：越來越強(qiáng). M與H2O、HCl反應(yīng)越來越劇烈. MOH堿性越來越強(qiáng). 2.焰色反應(yīng) 鉀的化合物中混有鈉的化合物，灼燒時(shí)黃色光會(huì)遮住紫色光，觀察鉀或鉀的化合物的焰色反應(yīng)，要用藍(lán)色的鈷玻璃濾去黃色光. 蘸取待測(cè)液的金屬絲應(yīng)選擇無焰色反應(yīng)的，如鉑絲、鐵絲、電爐絲等. 鉑絲等使用前要用鹽酸洗滌，然后在火焰上灼燒至無色，因?yàn)辂}酸是揮發(fā)性酸，且金屬的氯化物灼燒時(shí)易汽化.隨堂練習(xí) 知識(shí)鞏固 1.下列關(guān)于堿金屬化學(xué)性質(zhì)的說法中，錯(cuò)誤的是 ( ) A.它們都能在空氣中燃燒生成M2O(M表示堿金屬) B.它們都能與水反應(yīng)，生成堿和氫氣 C.隨著核電荷數(shù)的遞增，元素的陽離子的氧化性逐漸增強(qiáng) D.常溫下都能與氧氣發(fā)生反應(yīng)答案：AC 2.下列不屬于堿金屬單質(zhì)的通性的是 ( ) A.硬度小，密度小，熔點(diǎn)低 B.導(dǎo)電、導(dǎo)熱性強(qiáng) C.焰色反應(yīng)的顏色相近 D.還原性較強(qiáng)答案：C 3.按鋰、鈉、鉀、銣、銫的順序，下列性質(zhì)逐漸減弱(或降低)的是 ( ) A.氫氧化物的堿性 B.單質(zhì)的還原性 C.元素的金屬性 D.單質(zhì)的熔點(diǎn)答案：D 4.用鉑絲做焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，每次用完后都需要 ( ) A.用水洗滌23次后再使用 B.用濾紙擦干凈即可使用 C.用鹽酸洗滌，再用自來水洗滌后即可使用 D.用鹽酸洗滌，再灼燒至跟酒精燈火焰顏色相同后再使用答案：D 5.鑒別下列各組物質(zhì)，只能采用焰色反應(yīng)的是 ( ) A.K2CO3和NaCl B.KCl和NaNO3 C.NaCl和MgCl2 D.NaCl和KCl答案：D 6.下列各組物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí)，只能得到一種生成物的是 ( ) A.Na和O2 B.C和O2 C.Na和Cl2 D.CO2和NaOH答案：C 7.推斷：有四種鉀的化合物X、Y、Z、Q，其中Q中K元素所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70.9，根據(jù)以下反應(yīng)式判斷X、Y、Z、Q的化學(xué)式. A.XY+H2O+CO2 B.Q+CO2Y+O2 C.Q+H2OZ+O2 D.Y+Ca(OH)2Z+CaCO3 X是_；Y是_；Z是_；Q是_.答案： KHCO3；K2CO3；KOH；K2O2提示：本題在思考時(shí)應(yīng)將鈉及其化合物的相互關(guān)系進(jìn)行遷移，不難推出X為KHCO3，Y為K2CO3，Z為KOH，Q為K2O2章末總結(jié)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖示基本知識(shí)提煉整理 1.堿金屬是一族金屬元素，它們的原子結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)是次外層電子是8個(gè)(鋰是2個(gè))和最外電子層都只有1個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子，因此它們都是活潑的金屬元素，它們的化學(xué)性質(zhì)基本相似.例如，它們的單質(zhì)大多是銀白色(銫略帶金色)、硬度小、熔點(diǎn)較低、密度較小的金屬，具有良好的延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性.它們的單質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中呈現(xiàn)出很強(qiáng)的還原性，能與大多數(shù)非金屬化合，都能與水反應(yīng)生成氫氧化物與氫氣；它們的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物都是強(qiáng)堿. 堿金屬的化學(xué)性質(zhì)主要是具有很強(qiáng)的金屬性，隨著原子半徑的增大，金屬性增強(qiáng).它們的單質(zhì)都是強(qiáng)還原劑.堿金屬的化學(xué)性質(zhì) 2.隨著核電荷數(shù)的增大，堿金屬原子的電子層數(shù)增多，原子半徑增大，導(dǎo)致原子核對(duì)最外層電子的吸引力逐漸減弱，原子失電子能力逐漸增強(qiáng)，元素的金屬性逐漸增強(qiáng).按照核電荷數(shù)增大的順序，堿金屬單質(zhì)的晶體中，由于原子核間距離增大，內(nèi)部微粒間的相互作用減弱，它們的熔、沸點(diǎn)逐漸降低；堿金屬單質(zhì)的還原性也隨核電荷數(shù)的增大而增強(qiáng)。它們與水、氧氣等反應(yīng)依次變得更加劇烈.核電荷數(shù)比鈉小的鋰與氧氣反應(yīng)只生成普通氧化物，而鈉與氧氣在一般條件下可生成氧化物，點(diǎn)燃條件下可生成過氧化物；鉀、銣等跟氧氣反應(yīng)除了生成過氧化物，還可生成超氧化物等更復(fù)雜的氧化物. 3.堿金屬和它們的化合物能使火焰呈現(xiàn)出不同的顏色，即呈現(xiàn)焰色反應(yīng).根據(jù)焰色反應(yīng)所呈現(xiàn)的特殊顏色，可以判斷某些金屬或金屬離子的存在. 4.堿金屬的一些特殊性質(zhì)： (1)堿金屬原子失去電子變?yōu)殡x子后，最外層一般是8個(gè)電子，但鋰離子最外層只有2個(gè)電子. (2)堿金屬一般都保存在煤油里，但鋰的密度小于煤油而保存在液體石蠟中. (3)試劑瓶中的藥品取出后，一般不允許放回試劑瓶，但取用后剩余的Na、K可以放回原瓶. (4)堿金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)只有鋰的熔點(diǎn)高于100，其余都低于100. (5)堿金屬中，一般所述反應(yīng)屬于化學(xué)變化，但焰色反應(yīng)屬于物理變化. (6)鉀鹽、鈉鹽一般都易溶于水，但KClO4微溶于水，Na2SiF6難溶于水. (7)堿金屬單質(zhì)硬度一般都不大，都很容易用小刀切割，但鋰不易用小刀切割. (8)堿金屬的密度一般隨核電荷數(shù)的增大而增大，但鉀的密度比鈉小. (9)堿金屬單質(zhì)與水反應(yīng)時(shí)，堿金屬一般都浮在水面上，但銣、銫跟水反應(yīng)時(shí)，因銣、銫的密度都比水大，不能浮在水面上，而是沉入水底. (10)堿金屬一般用電解熔融的氯化物來制取，而制取鉀是用鈉與熔融氯化鉀的混合物在850時(shí)反應(yīng)，生成鉀后汽化而分離出來. (11)堿金屬在氧氣中燃燒時(shí)生成過氧化物，甚至超氧化物，但Li只生成Li2O. (12)堿金屬都可在氯氣中燃燒，鉀、銣、銫均能跟液溴反應(yīng)，而堿金屬跟碘只有在加熱時(shí)才能反應(yīng). (13)活潑金屬的氧化物一般都是典型的堿性氧化物，但堿金屬的過氧化物和超氧化物都不是堿性氧化物，它們跟酸反應(yīng)時(shí)不僅生成鹽和水，還有氧氣生成. (14)堿金屬的鹽中，鉀鹽可作化肥，如氯化鉀、硫酸鉀、碳酸鉀等都是鉀肥. (15)鈉和鉀的合金在室溫下呈液態(tài)，是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑.鈉也應(yīng)用在電光源上，高壓鈉燈發(fā)出的黃光射程遠(yuǎn)，透霧能力強(qiáng)，對(duì)道路平面的照度比高壓水銀燈高幾倍. (16)在堿金屬的硫酸鹽中，硫酸鈉是制玻璃和造紙的重要原料，也用于染色、紡織、制水玻璃等工業(yè)上，在醫(yī)藥上用作緩瀉劑.專題總結(jié)及應(yīng)用 貯存試劑的方法 貯存物質(zhì)時(shí)考慮以下諸因素：物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，周圍的環(huán)境和盛放物質(zhì)的容器等.物質(zhì)的貯存方法可以歸納如下： (1)易揮發(fā)的物質(zhì)需密封保存。如濃HNO3、濃HCl、濃氨水以及低沸點(diǎn)的有機(jī)物等. (2)易風(fēng)化的物質(zhì)、易吸收水分的物質(zhì)也需密封保存.如CaCl2、濃H2SO4、CaC2 (電石)、變色硅膠、可溶性酸酐的固體、可溶性堿性氧化物的固體、Na2CO3·10H2O等；易水解的物質(zhì)如AlCl3、SnCl4等(水解知識(shí)以后學(xué)到). (3)易吸收空氣中的CO2的物質(zhì)需密閉保存，如NaOH、Na2O2、石灰水、 Ca(ClO)2、水玻璃等. (4)易被空氣中的O2氧化的物質(zhì)需密閉保存.如Fe(OH)2、亞鐵鹽、亞硫酸及其鹽、H2S水溶液等. (5)光照或受熱易變質(zhì)的物質(zhì)需用棕色瓶密封保存，如AgNO3、濃HNO3、 AgCl、AgBr、H2O2、溴水、氨水等. (6)盛放的試劑與容器(包括瓶塞)發(fā)生反應(yīng)，如盛放NaOH及其他堿性物質(zhì)的試劑瓶不能用玻璃塞；汽油不能盛放在帶橡膠塞的玻璃瓶中；盛放HF時(shí)不能用玻璃瓶. (7)某物質(zhì)保存在另一物質(zhì)中，應(yīng)考慮兩物質(zhì)之間不能起反應(yīng)，如Na、K、Li均不能保存在水中，應(yīng)將Na、K保存在煤油中，而Li保存在石蠟中，因?yàn)長(zhǎng)i的密度小于煤油的密度.強(qiáng)化訓(xùn)練 自我評(píng)價(jià)一、選擇題 1.下列堿金屬中密度最小、熔沸點(diǎn)最高的是 ( ) A.鋰 B.鈉 C.鉀 D.銫答案：A 2.下列粒子中，氧化性最強(qiáng)的是 ( ) A.K B.Na+ C.Li D.Li+答案：D 3.物質(zhì)燃燒時(shí)，火焰呈紫色，則一定含有 ( ) A.鉀原子 B.鉀元素 C.鉀離子 D.鉀的化合物答案：B 4.下列各物質(zhì)跟水反應(yīng)，既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性的是 ( ) A.K B.K2O C.K2O2 D.KCl答案：C 5.僅能在水溶液中導(dǎo)電的電解質(zhì)是 ( ) A.NaOH B.Na2SO4 C.NaHCO3 D.NaCl答案：C6.下列幾組物質(zhì)中，俗名與化學(xué)式一致的是 ( ) A.燒堿：Na2CO3 B.小蘇打：NaHCO3 C.蘇打：Na2SO4·10H2O D.膽礬：CuSO4答案：B7.下列物質(zhì)中，不能與CO2反應(yīng)的是 ( ) Na2O；Na2O2；NaCl；Na2CO3；NaOH；NaHCO3 A. B. C. D.答案：B8.少量金屬鈉投入CuSO4溶液中，正確的反應(yīng)是 ( ) 2Na+CuSO4=Na2SO4+Cu Cu+2H2O=Cu(OH)2+H2 2Na+2H2O=2NaOH+H2 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4 A. B. C. D.答案：C9.下列關(guān)于氧化鈉和過氧化鈉的敘述中，正確的是 ( ) A.都屬于堿性氧化物 B.水溶液的成分相同 C.都能與水發(fā)生化合反應(yīng) D.和二氧化碳反應(yīng)生成不同的鹽答案：B10.下列說法中，不正確的是 ( ) A.NaHCO3既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)，而Na2CO3能與酸反應(yīng)，不與堿反應(yīng) B.在一定條件下，Na2CO3和NaHCO3能互相轉(zhuǎn)化 C.Na2CO3比NaHCO3易溶于水 D.Na2CO3比NaHCO3穩(wěn)定答案：A11.下列關(guān)于鉀離子的說法中，正確的是 ( ) A.與水反應(yīng)放出H2 B.銀白色 C.比鈉原子多一個(gè)電子層 D.最外層有8個(gè)電子答案：D12.下列說法中，不正確的是 ( ) A.欲除去CO2中混有的HCl氣體，可通過NaHCO3溶液除去 B.H2中混有HCl氣體，可通過NaOH溶液除去 C.欲除去CO中混有的CO2，可讓混合氣體通過Na2O2固體 D.CO2中混有SO2，可通過飽和Na2CO3溶液除去答案： CD提示：CO中混有CO2時(shí)，若通過Na2O固體，CO2能除去，但會(huì)生成新雜質(zhì)O2，C錯(cuò)；CO2中混有SO2，若通過飽和Na2CO3溶液，在吸收SO2的同時(shí)，也會(huì)吸收CO2，D也不正確13.100g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.65的HCl溶液與11.6 g Na2CO3·nH2O恰好完全反應(yīng)，生成CO2氣體，則n的值為 ( ) A.1 B.3 C.7 D.9答案：C提示：由關(guān)系式 2HCl Na2CO3·nH2O 2×36.5 106+18n 100g×3.65 11.6 g可得 解得 n=714.某金屬元素R，其氧化物的式量為M1，氯化物的式量為M2，則R的化合價(jià)是 ( )A. B. C. D. 答案：AC提示：若R的化合價(jià)為奇數(shù)，則可設(shè)其氧化物和氯化物的化學(xué)式分別為R2Ox，RClx，根據(jù)題意可得2MR+16xM1，MR+35.5xM2；解得x，同理可求R的化合價(jià)為偶數(shù)時(shí)x.故應(yīng)選A、C15.在托盤天平兩邊托盤上分別放置盛有等體積、等質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽酸的燒杯，使天平處于平衡狀態(tài)，當(dāng)向燒杯中分別加入等質(zhì)量的純堿和小蘇打充分反應(yīng)后，天平指針 ( ) A.向加小蘇打的一端偏轉(zhuǎn) B.向加純堿的一端偏轉(zhuǎn) C.不偏轉(zhuǎn) D.無法確定如何偏轉(zhuǎn)答案：B提示：往HCl中加入Na2CO3、NaHCO3時(shí)反應(yīng)有三種情況：恰好反應(yīng)時(shí)，等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3，后者放出的CO2多；當(dāng)酸都不足時(shí)，Na2CO3先 轉(zhuǎn)化為NaHCO3，無氣體放出，而NaHCO3則遇酸就產(chǎn)生氣體；酸對(duì)于Na2CO3不足，對(duì)于NaHCO3足量時(shí)結(jié)論同，故始終是加NaHCO3一端減輕的質(zhì)量多，即答案為B 16.等質(zhì)量的下列物質(zhì)跟水反應(yīng)，產(chǎn)生氣體最多的是 ( ) A.Li B.Na C.K D.Rb答案：A提示：同為堿金屬，當(dāng)質(zhì)量相同時(shí)，誰的相對(duì)原子質(zhì)量最小，生成的氫氣就最多，Li的相對(duì)原子質(zhì)量最小，故其生成的氫氣最多 17.用天平稱量NaOH固體時(shí)，NaOH固體最好放置在 ( ) A.天平托盤上 B.小燒杯里 C.廣口瓶里 D.濾紙片上答案：B提示：NaOH既有腐蝕性又易吸水潮解，故應(yīng)放在小燒杯中稱量 18.下列離子方程式中，書寫正確的是 ( ) A.鈉與水反應(yīng)：Na+H2O=Na+OH-+H2 B.過氧化鈉與水反應(yīng)：2Na2O2+2H2O4Na+4OH-+O2 C.碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)：CO2-3+2H+=CO2+H2O D.碳酸氫鈉溶液與足量石灰水反應(yīng)： 2HCO-3+Ca2+2OH-=CaCO3+CO2+2H2O答案：B提示：A中質(zhì)量不守恒；C中HCO-3不能拆；D中由于石灰水足量，故反應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)為：NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+NaOH+H2O，其離子方程式應(yīng)為：HCO-3+Ca2+OH2=CaCO3+H2O 19.下列敘述中，不正確的是 ( ) A.鈉在反應(yīng)TiCl4+4Na=Ti+4NaCl中作還原劑 B.NaOH應(yīng)密封保存，以防分解變質(zhì) C.金屬鉀應(yīng)保存在煤油中 D.當(dāng)足量CO2通入到飽和Na2CO3溶液中時(shí)，有NaHCO3結(jié)晶析出答案：B提示：NaOH應(yīng)密封保存，但不是因?yàn)槠浞纸庾冑|(zhì)，而是防止其先吸水再與CO2作用，最后轉(zhuǎn)化為Na2CO3粉末二、填空題 1.鈉在空氣中緩慢氧化，生成_色的_，鈉在空氣中燃燒生成色的_.金屬鈉、氧化鈉、過氧化鈉的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的順序是_.答案：白；Na2O；淡黃；Na2O2；Na2O2>Na2O>Na 2.鑒別HCl和NaOH，可采用_的方法；鑒別NaOH和KOH，可采用的方法；鑒別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液可采用_的方法.答案：加酸堿指示劑(或用pH試紙)；焰色反應(yīng)；滴加BaCl2溶液看是否有沉淀生成3.在堿金屬的化合物中，堿性氧化物中氧的化合價(jià)是_價(jià)，_價(jià)的氧既有氧化性又有還原性.答案：-2；-14.在干燥器(內(nèi)放無水氯化鈣固體顆粒)中放入一個(gè)盛有碳酸鈉晶體的小燒杯，將干燥器的蓋子蓋緊，過相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)下列兩種現(xiàn)象： (1)碳酸鈉晶體變成_，此現(xiàn)象稱為_； (2)無水氯化鈣_，此現(xiàn)象稱為_.答案：(1)白色粉末；風(fēng)化 (2)變成晶體且表面有溶液生成；潮解三、實(shí)驗(yàn)題 稱取一定量的純堿，溶于水后，與酸反應(yīng)放出CO2.用“增多”或“減少”填空： (1)若純堿中含NaHCO3，則所需鹽酸用量_，產(chǎn)生氣體_； (2)若純堿中含Li2CO3，則所需鹽酸用量_，產(chǎn)生氣體_； (3)若純堿中含K2CO3，則所需鹽酸用量_，產(chǎn)生氣體_； (4)若純堿中含Ca(HCO3)2，則所需鹽酸用量_，產(chǎn)生氣體_.答案：(1)減少；增多 (2)增多；增多 (3)減少；減少 (4)減少；增多四、推斷題 現(xiàn)有AF六種五色未知溶液，它們是Na2CO3、BaCl2、KI、Ca(NO3)2、AgNO3和稀H2SO4，將瓶?jī)?nèi)溶液各取少許兩兩混合，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2-23所示，圖中“”“”-”符號(hào)分別表示生成沉淀、放出氣體和無明顯變化，若混合后有微溶物，也用“-”表示.請(qǐng)寫出這六種溶液的化學(xué)式： A_；B_；C_；D_； E_；F_.答案：KI；BaCl2；Na2CO3；AgNO3；稀H2SO4；Ca(NO3)2五、計(jì)算題 將70gNa2O2和Na2O的混合物跟98g水充分反應(yīng)后，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50.試分別寫出Na2O2和Na2O跟水反應(yīng)的化學(xué)方程式，并計(jì)算原混合物中Na2O2和Na2O的質(zhì)量各是多少克.答案： 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2；Na2O+H2O=2NaOH； m(Na2O2)39 g；m(Na2O)31 g