碱金属复习资料.doc

金属元素及其化合物
1．钠及其化合物

2．镁及其他合物
补充讲解：
3．铝及其合物

4．铁及其化合物

碱金属元素
考点1 钠与水反应及应用
1．钠与水的反应可以概括为： 五个字来记忆。
（1）钠投入水中并浮在水面上——密度 水。
（2）钠立即跟水反应，并 ，发出嘶嘶声，产生气体。
（3）同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方向迅速游动最后消失—— 。（4）反应后的水溶液使酚酞 ——与水反应生成NaOH。
2．钠与酸溶液反应
当钠投入酸溶液中，钠首先与酸电离出的H+反应： ；当酸完全反应后，过量的钠再与水反应，故钠与酸溶液反应比钠与水反应 。
3．钠与盐溶液的反应
实质上是先与水反应生成 NaOH，NaOH再与盐反应。
与CuSO4溶液反应：2Na+2H2ONaOH+H2↑ (1) CuSO4+2NaOHNa2SO4
+Cu(OH)2 (2) 合并(1)(2)得：
（2）与FeCl3溶液反应：
[特别提醒]：钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，这是因为金属阳离子在水中一般是以水合离子形式存在，即金属离子周围有一定数目的水分子包围着，不能和钠直接接触。钠与熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。
考点2 过氧化钠的结构与性质
1．Na2O2的结构特点
在Na2O2和H2O2中，氧是 价，这是因为两个氧原子之间以一对共用电子相结合（非极性键），形成了一种不太稳定的结构。
2．Na2O2的性质
－1价介于氧的两种较稳定化合价0价和－2价之间，因此Na2O2既可以在一定条件下
获得电子表现 （如与SO2、Fe2+、品红等反应），也可以在一定条件下失去电子
表现 （如与H+和MnO4-反应），还可以在一定条件下发生歧化反应（如与H2O、CO2等反应）；但以 为主。
Na2O2与SO2反应：Na2O2+SO2
Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2+氧化成Fe3+，同时生成Fe(OH)3沉淀： 。
Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊： 。
Na2O2投入品红溶液中， 使品红溶液褪色(褪色原理与SO2 )。
[特别提醒]：Na2O2跟CO2和水蒸气组成的混合气体反应时的先后顺序。若先发生反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑，必还发生2NaOH+CO2Na2CO3+H2O，即应先考虑Na2O2跟CO2的反应。
[例]（2006年全国Ⅰ）在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化纳作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品、用上图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。

（1）A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式： 。
（2）填写表中空格：（请在答题卡上填空）
仪器
加入试剂
加入该试剂的目的
B
饱和NaHCO3溶液

C

D

（3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： 。
（4）试管F中收集满气体后，下一步实验操作是： 。

[答案]（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
（2）B 饱和NaHCO3 除CO2中的HCl
C Na2O2粉末 反应物
D NaOH溶液 除去未反应的CO2
（3）2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2 （4）将带火星的木条插入试管检验木条能否复燃。
考点3 碳酸钠、碳酸氢钠
1．碳酸钠、碳酸氢钠主要性质比较及鉴别
（1）热稳定性不同。分别加热少量固体，若发生分解反应，将产生的气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊的原试剂是 ，另一个为 。
（2）和酸反应速率不同。分别取一定质量的固体，加入等浓度、等体积的盐酸，反应快、产生气体多的为 ，另一个为 。
（3）阴离子不同。分别取其稀溶液，滴加氯化钡稀溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的原试剂为 ，另一个为 。
（4）溶液的酸碱性。测其稀溶液(0.1 mol·L-1)的pH， 溶液的pH在12左右，而
溶液的pH在8左右。
[特别提醒]：碳酸钠溶液与盐酸反应时，二者滴加的次序不同，产生的现象不同。
向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液（开始时酸过量）：2HCl+Na2CO32NaCl+CO2↑+H2O。若向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸（开始时酸不足）：HCl+Na2CO3NaCl+NaHCO3（无气泡），HCl+NaHCO3NaCl+CO2↑+H2O。由以上分析可知，不同的滴加顺序产生不同的现象，这就是不用其他试剂鉴别Na2CO3溶液和盐酸的原理。
2．碳酸氢钠和碳酸钠的制法
（1）制取NaHCO 3的方法
①减压低温蒸干NaHCO3溶液。NaHCO3遇热易分解，其水溶液加热更易分解，所以不可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得NaHCO3晶体。
②往饱和Na2CO3 溶液中通入CO2，过滤得到晶体。Na2CO 3+CO 2+H2O2NaHCO 3
（2）联碱法制纯碱原理
①在饱和食盐水中通 饱和后，再通 ：NH3+CO2+H2ONH4HCO3
②生成NH4HCO3的溶解度大，而c(Na+)也大，而NaHCO3溶解度小，故产生沉淀：NaCl+ NH4HCO3NaHCO3↓+NH4Cl，总方程式： 。
③将析出沉淀加热，制得Na2CO3（纯碱）
[特别提醒]：不能先通入CO2达饱和后再通入NH3，因为CO2在水中的溶解度很小(1∶1)，即使通入过量的NH3，所生成的NaHCO3、NH4Cl也很少，这样就无法制取NaHCO3。
[例] 下列实验能成功的是 （ ）
①用水鉴别Na2CO3和NaHCO3固体；②用观察法区别Na2O和Na2O2；③用MgCl2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaOH溶液；④用稀盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。
A．①②③④ B．①② C．②③ D．①②④
考点4 碱金属
1．焰色反应
（1）概念： 在燃烧时使火焰呈特殊的颜色，叫焰色反应。
（2）焰色反应鉴别盐类的步骤：①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色。②蘸取溶液（沾取固体）放在火焰上灼烧，观察火焰颜色，观察钾火焰颜色要 去观察。③盐酸洗铂丝。④铂丝在火焰上灼烧至原火焰色（如不能灼烧至原火焰色，则需再酸洗，再灼烧）。⑤再蘸取（沾取）另外化学药品进行实验。
钾、钠焰色反应颜色：钾——紫色（透过蓝色钴玻璃）；钠——黄色。
2．碱金属的性质规律与特例
（1）碱金属单质在空气或氧气中燃烧时，生成过氧化物甚至比过氧化物更复杂的氧化物，而Li只生成Li2O。
（2）碱金属单质因其活动性强，多保存在煤油中，而Li却因密度比煤油更小，只能保存在液体石蜡中。
（3）一般说，酸式盐较正盐溶解度大，但NaHCO3却比Na2CO3溶解度小。
热点1 过氧化钠的性质
【真题1】（2008年北京）1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是 （ ）
A．Na2CO3 B．Na2O2 Na2CO3
C．NaOH Na2CO3 D．Na2O2 NaOH Na3CO3
【真题2】（2006年广东）下列实验中，溶液颜色有明显变化的是 （ ）
A．少量明矾溶液加入到过量NaOH溶液中
B．往FeCl3溶液中滴入KI溶液，再滴入淀粉溶液
C．少量Na2O2固体加入到过量NaHSO3溶液中
D．往酸性高锰酸钾溶液中滴入少量Fe2(SO4)3稀溶液
热点2 碳酸钠、碳酸氢钠的性质与用途
【真题3】（2007年广东文基）下列说法正确的是 （ ）
A．发酵粉中主要含有氢氧化钠，能使焙制出的糕点疏松多孔
B．碘盐中的碘可以直接用淀粉检验
C．碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多
D．硫酸氢钠属于盐类，其水溶液显中性
[新题导练] 2．（2008届于都三中第三次月考）现有25mL 2mol·L–1的Na2CO3溶液和75mL 1mol·L–1的稀盐酸。1）将Na2CO3溶液逐滴滴入稀盐酸中；（2）将稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中。两操作的现象及结果（标准状况下）为 （ ）
A．现象相同，所得气体的体积相等 B．现象相同，所得气体的体积不等
C．现象不同，所得气体的体积相等 D．现象不同，所得气体的体积不等
基础提升训练
11．向滴有酚酞的水中加入过量Na2O2粉末并振荡，下列实验现象中正确的是（ ）
A．溶液始终呈现无色 B．溶液由无色变红又变无色
C．溶液中有气泡产生 D．溶液由无色变为红色
12．(2008年全国Ⅰ)在溶液中加入足量的Na2O2后仍能大量共存的离子组是（ ）
A．NH4+、Ba2+、Cl-、NO3- B．K+、AlO2-、Cl-、SO42-
C．Ca2+、Mg2+、NO3-、HCO3- D．Na+、Cl-、CO32-、SO32-
13．（2009 届珠海一中等六校第一次联考）在烧杯甲中放入20g Na2O2，在烧杯乙中放入20g氢氧化钡与氯化铵的混合物，分别加入20mL水，搅拌，使它们溶解，然后把盛有少量乙醚液体的试管浸入烧杯甲的溶液中，用明火接近试管口，能产生黄色火焰，再把此试管浸入烧杯乙的溶液中，发现黄色火焰由长变短，直至熄灭。上述两实验可说明的是（ ）
①乙醚可燃              ②乙醚的沸点较低
③氢氧化钡与氯化铵混合能吸收大量热     ④Na2O2溶于水能放出大量的热
A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①②③④
14．（2009届长郡中学高三第二次月考）钡和钠相似，也能形成O22–离子的过氧化物，则下列叙述错误的是 （ ）
A．1mol过氧化钠或过氧化钡跟足量水反应都生成0.5mol氧气
B．过氧化钡的化学式是Ba2O2
C．过氧化钡是离子化合物
D．过氧化钠和过氧化钡都是强氧化剂
15．某同学为测定一定质量的钠与水反应产生H2体积，设计了右图装置进行实验。（固定装置省略）
（1）实验开始，欲使钠与水接触反应，应如何操作？ 。
（2）反应开始后，试管中能观察到的现象是 。
（3）己知有关物质的密度ρ(K)：0.86g/cm3、ρ(Na)：0.97g/ cm3、ρ(煤油)：0.8g/ cm3 。如果将钠换成相同大小的钾进行上述实验，结果钾反应完所用的时间比钠反应完所用的时间 （填“长”或“短”），其原因是 。
16．A、B、C、D是按原子序数由小到大排列的第二、三周期元素的单质。B、E均为组成空气的成分。F的焰色反应呈黄色。在G中，非金属元素与金属元素的原子个数比为1∶2。在一定条件下，各物质之间的相互转化关系如右（图中部分产物未列出）：
请填写下列空白：
（1）A是 ，C是 。
（2）H与盐酸反应生成E的化学方程式是 。
（3）E与F反应的化学方程式是 。
（4）F与G的水溶液反应生成I和D的离子方程式是 。
能力提高训练
17．（2009届广东省中山一中高三第一次统测）等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后，体积变为原体积的（同温同压），这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为 （ ）
A．3∶4∶1 B．3∶3∶2 C．6∶7∶3 D．6∶9∶0
18．（2008 年深圳市高三年级第一次调研考试）Na2O2、HCl、Al2O3 三种物质在水中完全反应后，溶液中只含有Na+、H+、Cl–、OH–；且溶液呈中性，则Na2O2、HCl、Al2O3的物质的量之比可能为 （ ）
A．3∶2∶1 B．2∶4∶1 C．2∶3∶1 D．4∶2∶1
19．（2009届莱阳一中第一学期学段检测）科学研究往往建立在合理的假设之上。下面是两个对照实验：

（1）提出问题，实验一中的CO2能灭火，而实验二中的CO2为何能“点火”?
（2）对实验二提出假设与猜想：猜想1：CO2被Na2O2吸收．可能生成Na2CO3；猜想2：棉花被点燃，说明上述反应 ；猜想3：棉花燃烧剧烈，说明上述反应
。
（3）设计并进行实验，观察、解释和总结。

（4）类比推理与实验解释：Na2O2与H2O反应后应该有NaOH和O2生成。若用脱脂棉包裹Na2O2然后加水也应该有燃烧现象。下面是一同学的实验记录：向小烧杯(底部垫砂)中包有Na2O2的脱脂棉上滴水，发现有气泡产生，杯底发热，棉花没有燃烧，分析可能原因
；向杯中的溶液滴入酚酞，溶液变红色，振荡后红色消失，其原因可能是 。
20．（2009届莱阳一中第一学期学段检测）某校化学小组的同学开展测定Na2CO3和NaCl的固体混合物中Na2CO3质量分数的探究实验，他们提出下列实验方案。
[方案一]气体分析法。

（1）甲同学用图1所示装置，把xg的混合物与足量稀硫酸反应后，测定产生的CO2气体的体积。实验开始时检查该装置气密性的方法是 。
（2）乙同学用图2代替图1中的收集装置，则所测CO2气体的体积 (填“偏大”、“偏小”、“不变”)，你的改进方案是 。
（3）丙同学用图3装置测定CO2的质量，该装置存在较多缺陷，从而导致实验误差，请你填写其中的三点缺陷：I ；
Ⅱ ；
Ⅲ 。
[方案二]沉淀分析法(如图所示)。

（4）操作1的名称是 ；操作2的名称是 。在进行操作1之前，应判断是否沉淀完全，判断的方法是 。
（5）根据沉淀分析法，该固体混合物中Na2CO3质量分数的计算式为 。
答案：
基础提升训练
11．BC 12． B 13．D 14．B
15．1）按住橡皮塞，将大头针向上拔出。（2）钠在煤油的表面与水和煤油接触的界面之间上下沉浮，并不断减少直至消失；同时有气泡产生。（3）长；①钾的密度比钠小；②产生少量气体即可使钾上浮进入煤油中（每次反应的量少）；③钾的密度与煤油接近，在煤油中滞留时间长。
解析：从图可见，钠被大头针固定在煤油中，而钠的密度比煤油大，重力的作用可使钠在失去固定后下落；反应开始后，钠将落在煤油和水[ρ(钠) ＜ρ(水)]的界面上，有气泡产生，使钠块上浮，当附着在钠块表面的氢气逸出后，钠块又下沉到水和煤油的界面上，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。
16．（1）A：碳(或C) C：钠(或Na)2）Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑
（3）2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2；（4）Na2O2+S2-+2H2O4OH-+S↓+2Na+
解析：F的焰色反应呈黄色，说明F是钠的化合物，而F是单质B、C化合而成，B、E均为组成空气的成分，故C为金属钠；G是单质C、D化合而成，原子个数比为D∶ C＝1∶2，且原子序数D＞C，故D为硫；B为组成空气的成分，最容易想到的是O2，如B为O2，E也为组成空气的成分，E只能是CO2，A即为碳。F是Na2O2还是Na2O？联系：F+E＝H+B，故F是Na2O2，H是Na2CO3。
能力提高训练
17．A 解析：设等物质的量的N2、O2、CO2三种气体在通过Na2O2前的体积皆为，其中只有CO2与Na2O2反应，由题意：
2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2↑ 体积差
2 1 1
（） （x） x
知通过Na2O2后三者的体积比为V（N2）∶V（O2）∶V（CO2）=∶（+）∶（－x）=3∶4∶1。
18．B 解析：根据题意：Na2O2、HCl、Al2O3 三种物质反应完全，溶液呈中性有：n(H+)＝n(OH–)，故n(Na+)＝n(Cl–)，即n(Na2O2)∶n(HCl)＝1∶2。
19．（2放热；放出氧气 （3）I 可能CO2过量，瓶中O2少，CO2多 3
Ⅱ 发烫 2 Ⅲ 塞上带导管的橡皮塞，澄清石灰水。澄清石灰水变浑浊 1
（4）Na2O2部分变质或滴入的水太多；生成的NaOH使酚酞变红，但Na2O2或H2O2具有强氧化性，将酚酞氧化而漂白。
20．（1）关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，若活塞能回到原位，证明不漏气，否则漏气。
（2）偏小，将广口瓶中的水改为饱和CO2水溶液(或在水面上覆盖一层植物油等)。
（3）Ⅰ没有吸收圆底烧瓶水蒸汽的装置；Ⅱ球形干燥管与空气相通；Ⅲ反应结束后，装置内残留的CO2不能完全排出。(其他合理答案可酌情给分)
（4）过滤(或过滤洗涤)(1分)；干燥(或烘干)。 静置，在上层清液中继续滴加CaCl2溶液，若无沉淀证明沉淀已完全。
（5）

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