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碱金属元素

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《碱金属元素》

【高考考点】1．碱金属元素原子结构、性质的比较
2．从原子核外电子排布理解碱金属元素（单质、化合物）的相似性核递变性
3．焰色反应（Na、K）
【知识要点】
一．碱金属
1．结构
碱金属在周期表中位于 族，其最外电子层上都只有一个电子，随着核电荷数的增多，它们的电子层数逐渐 ，原子半径逐渐 ，原子核对最外层电子的引力逐渐 ，原子失去最外电子层中电子的能力逐渐 ，导致它们的金属性逐渐 。
2．性质
⑴物理性质（单质）
相似性
递变性

特殊性
都有 色的金属光泽，质 ，密度 ，熔点 ，有强的导 、导 性能。
随核电荷数的增多，密度逐渐 ，熔沸点逐渐 。
钾的密度比钠 ，原因是相对原子质量增大所起的作用 原子体积增大所起的作用。
⑵化学性质
相似性
递变性
都能与O2、Cl2等非金属反应
都能与水反应生成碱和H2
均为强还原剂
与O2反应越来越剧烈，产物结构越来越复杂
与H2O反应越来越剧烈
金属性逐渐增强
二．焰色反应
的现象，叫焰色反应。
1．步骤
⑴干烧 将铂丝烧至无色；
⑵蘸烧 蘸取待测物进行灼烧，观察火焰颜色；
⑶洗烧 每次实验后都要用 洗净铂丝，灼烧至无色。
2．一些金属或金属离子的焰色反应的颜色
金属或金属离子
Na
K
Li
Rb
Ca
Sr
Ba
Cu
焰色反应的颜色

紫红色
紫色
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
⑴观察钾的焰色时，要透过 去观察。
⑵焰色反应是原子或离子的外围电子被激发跃迁而产生各种颜色光的过程。与气体物质燃烧时产生各色火焰有本质区别，它利用的是元素的物理性质。
⑶一般只有少数金属才能发生焰色反应。
【高考试题】
1．NaH是一种离子化合物，它跟水反应的方程式为：NaH + H2O = NaOH + H2↑，它也能跟液氨、乙醇等发生类似的反应，并都产生氢气。下列有关NaH的叙述错误的是
A．跟水反应时，水作氧化剂 B．NaH中H－半径比Li＋半径小
C．跟液氨反应时，有NaNH2生成 D．跟乙醇反应时，NaH被氧化
2．下列物质中属于离子化合物的是
A．苛性钾 B．碘化氢 C．硫酸 D．醋酸
3．下列物质中不会因见光而分解的是
A．NaHCO3 B．HNO3 C．AgI D．HClO
4．下列有关碱金属铷(Rb)的叙述中，正确的是
A．灼烧氯化铷时，火焰有特殊颜色 B．硝酸铷是离子化合物，易溶于水
C．在钠、钾、铷三种单质中，铷的熔点最高 D．氢氧化铷是弱碱
5．在医院中，为酸中毒病人输液不应采用
A．0.9％氯化钠溶液 B．0.9％氯化铵溶液
C．1.25％碳酸氢钠溶液 D．5％葡萄糖溶液
n
v

A

n
v

B

n
v

C

n
v

D

6．将足量CO2通人KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（v）的关系正确的是

7．钾是一种活泼的金属，工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取。该反应为
Na（l）+ KCl（l） NaCl（l）+ K（g）；△H＞0
各物质的沸点与压强的关系见下表。
压强（kPa）
13.33
53.32
101.3
K的沸点（℃）
590
710
770
Na的沸点（℃）
700
830
890
KCl的沸点（℃）

1437
NaCl的沸点（℃）

1465
⑴在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为 ，而反应的最高温度应低于 。
　⑵在制取钾的过程中，为了提高原料的转化率可以采取的措施是 。
8．已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行实验。
主要步骤如下：
①按图组装仪器，并检查装置的气密性
②将a g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液
③称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到b g
④从分液漏斗滴入6mol·L－1的硫酸，直到不再产生气体时为止
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气
⑥再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到cg
⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到U型管的质量基本不变，为dg

请填空和回答问题：
⑴在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向左偏转，说明 。
⑵装置中干燥管B的作用是 。
⑶如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果 （填“偏高”、“偏低”或“可不变”）。
⑷步骤⑤的目的是 。
⑸步骤⑦的目的是 。
⑹该试样中纯碱的质量分数的计算式为 。
⑺还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验方法。

9．某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样（已知试样质量为1.560g、锥形瓶和水的质量190.720g），利用左图装置测定混合物中Na2O2的质量分数，每隔相同时间读得电子天平的数据如表：

读数次数
质量（g）
锥形瓶+水+试样
第1次
192.214
第2次
192.164
第3次
192.028
第4次
192.010
第5次
192.010

⑴写出Na2O2和H2O反应的化学方程式 。
⑵计算过氧化钠质量分数时，必需的数据是 ；不必作第6次读数的原因是 。
⑶测定上述样品（1.560g）中Na2O2质量分数的另一种方案，其操作流程如下：
操作Ⅰ
操作Ⅱ
溶液转移
称量
样品、稀盐酸

冷却

①操作Ⅱ的名称是 。
②需直接测定的物理量是 。
③测定过程中需要的仪器有电子天平、蒸发皿、酒精灯，还需要 、 （固定、夹持仪器除外）。
④在转移溶液时，如溶液转移不完全，则Na2O2质量分数的测定结果 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

10．用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。
⑴由实验现象所得出的有关Na2O2和H2O反应的结论是：
a.有氧气生成；b.____________当Na2O2和H2O反应生
成2.24L（标准状况）O2时，转移电子 mol。
⑵某研究性学习小组拟用右图装置进行实验，以证明上
述结论。用以验证结论a的实验方法及现象是： 。
用以验证结论b的实验方法及现象是：___________________________________。
⑶实验⑵中往试管内加水至固体完全溶解且不再有气泡生成后，取出试管，往试管中滴入酚酞试液，发现溶液变红，振荡后，红色消褪。为探究此现象，该小组同学查阅有关资料得知：Na2O2与H2O反应可生成H2O2，H2O2具有强氧化性和漂白性。请设计一个简单的实验，证明Na2O2和足量H2O充分反应后的溶液中有H2O2存在。（只要求列出实验所用的试剂及观察到的现象）
试剂：_______________；操作步骤及现象：
。
【巩固练习】
1．下列对碱金属性质的叙述中，正确的是
A．都是银白色的柔软金属，密度都较小
B．单质在空气中燃烧都生成过氧化物
C．碱金属单质都可以与水反应生成碱和氢气
D．单质的熔、沸点随着原子序数的增加而升高
2．分别向下列物质的水溶液中加入少量的Na2O2固体，不会出现浑浊现象的是
A．硫氢化钠溶液 B．碳酸氢钙溶液
C．饱和碳酸氢钠溶液 D．饱和氢氧化钙溶液
3．分别向下列溶液中通入足量的CO2气体，最终不会出现浑浊现象的是
A．饱和碳酸钠溶液 B．苯酚钠溶液
C．硅酸钠溶液 D．次氯酸钙溶液
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。下列叙述不正确的是
A．锂在过量氧气中燃烧主要产物是氧化锂
B．碳酸锂的溶解度比碳酸氢锂的大
C．锂可以与氮气化合生成氮化锂
D．氢氧化锂易溶于水，碳酸锂受强热很难分解
5．碱金属随核电荷数增加，下列各项中，跟卤素、氧族元素变化一般趋势不一致的是
A．单质的熔、沸点 B．单质的密度
C．原子核外的电子层数 D．单质的活泼性
6．某KOH固体，经分析知其含水2.80%，K2CO337.3%，取1g该KOH固体投入25.00 mL 2.00 mol·L－1盐酸中后，再用30.80 mL 1.07 mol·L－1 KOH溶液恰好中和剩余的酸，将溶液蒸干并灼烧，所得固体的质量为
A．3.725g B．0.409g C．3.316g D．1.000g
7．将某不饱和的NaOH溶液分成2等份，第一份中加入a g Na2O，另一份中加入b g Na2O2，结果两份溶液在原温度下均达到饱和。则a和b的关系为
A．a＜b B．a＝b C．a＞b D．无法确定
8．某无色溶液可能由Na2CO3、NaHCO3、MgCl2和BaCl2中一种或几种混合而成。若往溶液中加入烧碱溶液则生成白色沉淀；若往溶液中加入稀硫酸则生成白色沉淀和无色气体。则下列判断正确的是
①肯定有BaCl2 ②肯定有MgCl2 ③肯定有NaHCO3 ④肯定有Na2CO3和NaHCO3 ⑤肯定没有MgCl2
A．①② B．①③ C．②④ D．①③⑤
9．在标准状况下，将CO2和CO的混合气体（密度为g·L－1）充满一容积为22.4L的盛有足量Na2O2的密闭容器中，用不间断的电火花引发使之充分反应，最终容器中存在的物质是
A．0.500 mol CO B．0.125 mol O2
C．0.250 mol Na2CO3 D．0.500 mol Na2CO3
10．下列关于铯（Cs）及其化合物的叙述中不正确的是
A．铯与水或酸的反应剧烈，都能生成氢气
B．氢氧化铯是一种强碱
C．碳酸铯加热易分解生成氧化铯和二氧化碳
D．硫酸铯、碳酸铯和亚硫酸铯都易溶于水
11．已知相对原子质量：Li 6.9，Na 23，K 39，Rb 85。今有某碱金属M及其氧化物M2O组成的混合物10.8g，加足量水充分反应后，所得溶液中溶质的质量为12.5g。据此可确定该碱金属M是
A．Li B．Na C．K D．Rb
12．钠盐和钾盐性质相似，但在实际生产中多用钾盐而不用钠盐。如在实验室制氧气是用 KClO3而不是用NaClO3，制黑火药用KNO3而不用 NaNO3，并且在KNO3中不能含有NaNO3，对此现象，以下各种理由合理的是
A．钠盐比钾盐更容易得到 B．钾盐的氧化性比钠盐弱
C．钾盐的熔点比钠盐高 D．钠盐的吸湿性比钾盐强
13． 把一定量某碱金属与2.7g铝的混合物放入足量水中，金属全部溶解，收集到标准状况下的气体5.6L，向所得溶液中通入过量二氧化碳，过滤，把滤液减压蒸发得固体20g，则此碱金属相对原子质量为
A．7 B．23 C．39 D．85
14．现有一白色固体粉末，取少量溶于水，用铂丝蘸取溶液做焰色反应实验，焰色呈黄色，再透过蓝色钴玻璃观察，焰色呈浅紫色。另取少量粉末加入稀盐酸，产生无色气体，该气体不能使品红溶液褪色，但能与Ba(OH)2溶液产生白色沉淀。继续向原反应液加盐酸至过量，再滴入BaCl2溶液，有白色沉淀产生。则原白色固体中肯定含有的离子是 。
15．将一定量的CO2气体通入500 mL NaOH溶液中，充分反应后，将溶液在低温下蒸发，得到不含结晶水的白色固体A。取三份质量不同的A分别加入50.00 mL 相同浓度的盐酸反应，得到气体的体积（标况下）与固体的质量关系如下表。
组别
①
②
③
盐酸的体积/mL
50.00
50.00
50.00
A的质量/g
3.80
6.20
7.20
气体体积/mL
896
1344
1344
⑴用1.9g A进行同样实验时，产生CO2 mL（标准状况）。

⑵确定所用的盐酸的物质的量浓度为 mol·L－1。

⑶通过计算，推断A的成分及各成分的质量分数。

16．某研究性学习小组欲用化学方法测量一个不规则容器的体积。把35.1 g NaCl 放入500 mL烧杯中，加入150 mL蒸馏水。待 NaCl 完全溶解后，将溶液全部转移到容器中，用蒸馏水稀释至完全充满容器。从中取出溶液100 mL，该溶液恰好与20 mL 0.100 mol·L－1 AgNO3溶液完全反应。试计算该容器的体积。

《碱金属元素》参考答案

【高考试题】
1．B 2．A 3．A 4．AB 5．B 6．D
7．⑴770℃ 890℃ ⑵减压或将钾蒸气抽走
8．⑴样品重，砝码轻 ⑵防止空气中的CO2和水蒸气进入U形管 ⑶偏高 ⑷把反应产生的CO2全部导入U形管中 ⑸判断反应产生的CO2是否全部被排出，并被U形管中的碱石灰吸收
⑹
⑺将a g样品溶解后加入硝酸酸化的硝酸银溶液，充分反应后过滤，将沉淀干燥后称量得b g沉淀。
由此可以得出碳酸钠的质量分数为 。（其它合理方法也可，如样品溶解后加足量的氯化钡溶液，充分反应后过滤，将沉淀干燥后称量等等。）
9．⑴2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑
⑵试样质量，锥形瓶和水的质量，第4次或第5次读数 锥形瓶内质量已达恒重
⑶①蒸发 ②NaCl的质量 ③烧杯、玻璃棒 ④偏大
10．⑴该反应是一个放热反应 0.2
⑵将带火星的木条靠近导管口p处，木条复燃； 将导管q放入水中，反应过程中导管口有气泡冒出。
⑶MnO2 取反应后的溶液适量于试管中，加入少量MnO2，如果溶液中立刻产生大量气泡，则证明反应后的溶液中有过氧化氢。（其他合理答案也可，如Na2S溶液；溶液变浑浊）
【巩固练习】
1．C 2．C 3．D 4．BD 5．AD 6．A 7．A 8．B 9．B 10．C 11．D 12．D
13．C
14．Na＋、K＋、SO42－（碳酸根和碳酸氢根至少存在一种）
15．⑴448 ⑵1.8 ⑶w(Na2CO3)=44.2%，w(NaHCO3)=55.8%
16．30L
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