第5讲:钠、碱金属元素
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碱金属元素性质递变规律
碱金属元素一般指的是一组共价态下外层电子排布较定型的元素,包括
钠Na、镁Mg、铝Al、锂Li等,它们是地壳中最普遍的元素之一, 可广泛用于工业及日常生活中。
这些元素性质呈现出递变规律。
首先,碱金属元素化学形态多样,逐一比较其原子半径会随着原子序
数逐渐增大。
一般而言,原子序数从小到大、原子半径也是从小到大依次
递增的。
锂Li的原子半径仅为0.528Å,稍大的钠Na原子半径为0.97Å,
而最大的铝Al原子半径则有1.18Å。
其次,碱金属元素的价态递变规律也十分明显,即可以从第一行铝Al
开始以此递增,锂Li以+1氧化价为主,钠Na以+1、+2氧化价为主,铝Al 以+3氧化价为主。
这意味着随着原子序数的增大,价态也会逐渐变大,如
锂Li的价态为+1,而铝Al为+3。
此外,碱金属元素的电负性也是其辨识依据,它可以随着原子序数的
增大而递变,也可来衡量碱金属元素的可靠性。
它们的电负性分别为:Li:0.98、Na:0.93、Mg:1.02、Al:1.61,可见其电负性依次递增。
另外,碱金属元素的原子量也在原子序数的递增过程中发生变化。
锂
Li以7为最小,钠Na以23为最小,铝Al以27为最大。
随着碱金属元素
的原子序数的增大,其原子量也会逐步增大,而这也是衡量碱金属原子的有效标准。
综上所述,碱金属元素的性质具有明显的递变规律,它们各有特点,其普遍特征是随着元素原子序数的增加而递变,这些性质的递变可清晰的绘出元素的社会基态,是人们判断比较一组元素性质的有效依据。
碱金属元素教案碱金属元素教案1(一)知识目标使学生掌握碱金属的物理性质与化学性质,并能运用原子结构的知识来解释它们的性质上的异同及其递变规律,为学习元素周期律打好基础。
(二)能力目标1、充分利用物质的结构与性质的关系,掌握学习金属元素及其化合物的方法。
2、培养学生的发散思维能力。
(三)情感目标通过物理与化学性质递变规律的学习,对学生进行“量变到质变”、“对立统一”规律等辩证唯物主义观点的教育。
教学重点:碱金属元素的性质以及跟其原子结构的关系教学方法:讨论、讲解、实验相结合教学过程:[复习提问]展示一瓶金属钠,设问:金属钠为什么要保存在煤油中?展示一瓶金属钾,设问:金属钾保存在什么物质中?为什么?[引入]这说明钾和钠以及锂、铷、铯元素之间存在着某种内在联系,这种内在联系是什么呢?下面我们将从它们的结构特征和性质等方面来进行探讨。
由于钫是放射性元素,暂不讨论。
[板书]第三节碱金属元素[板书]一、物理性质指导学生阅读课本P36表2-1,碱金属的主要物理性质并加以总结。
1、相似性;银白色固体、硬度小、密度小(轻金属)、熔点低、导电、导热、有展性。
2、递变性(从锂到铯):①密度逐渐增大(K反常)(锂能否放在煤油中?)②熔点、沸点逐渐降低[提问]推测钫的密度和熔点沸点比铯高还是底?[板书]二、原子结构请学生看P36表2-2,碱金属元素的原子结构,由学生小结。
[板书]1、相同点:最外电子层上都只有1个电子。
2、递变规律:从锂到铯核电荷数增大,电子层数增多,原子半径增大。
[讲述]:碱金属元素有原子结构上有一定的相似性和递变性,而结构决定性质,因此我们推测它们在性质上存在相似性和递变性。
元素化学性质主要由原子结构决定,请同学们根据原子结构的相似点和递变性推出碱金属元素的化学性质。
[学生小结]碱金属元素原子的最外层上都只有1个电子,因此,可以推测它们具有相似的化学性质,它们都与钠相似,都能与氧气等非金属以及水等起反应。
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高考化学碱金属元素知识点1.碱金属元素碱金属包含锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)六种元素.由于钫是人工放射性元素,中学化学不作介绍.2.碱金属元素的原子结构相似性:碱金属元素的原子最外层都只有1个电子,次外层为8个电子(其中Li原子次外层只有2个电子).所以在化学反应中,碱金属元素的原子总是失去最外层的1个电子而显+1价.递变性:Li、Na、K、Rb、Cs等碱金属元素的原子核外电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,失电子能力逐渐增强,元素的金属性逐渐增强.3.碱金属的物理性质及其变化规律(1)颜色:银白色金属(Cs略带金色光泽).(2)硬度:小,且随Li、Na、K、Rb、Cs,金属的硬度逐渐减小.这是由于原子的电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子之间的作用力逐渐减弱所致.碱金属的硬度小,用小刀可切割.(3)碱金属的熔点低.熔点最高的锂为180.5℃,铯的熔点是28.4℃.随着原子序数的增加,单质的熔点逐渐降低.(4)碱金属的密度小.Li、Na、K的密度小于水的密度,且锂的密度小于煤油的密度.随着原子序数的增大,碱金属的密度逐渐增大.但钾的.密度小于钠的密度,出现“反常”现象.这是由于金属的密度取决于两个方面的作用,一方面是原子质量,另一方面是原子体积,从钠到钾,原子质量增大所起的作用小于原子体积增大的作用,所以钾的密度反而比钠的密度小.4.碱金属的化学性质碱金属与钠一样都是活泼的金属,其性质与钠的性质相似.但由于碱金属原子结构的递变性,其金属活泼性有所差异,化合物的性质也有差异.(1)与水反应相似性:碱金属单质都能与水反应,生成碱和氢气.2R+2H2O=2ROH+H2↑(R代表碱金属原子)递变性:随着原子序数的增大,金属与水反应的剧烈程度增大,生成物的碱性增强.例如:钠与冷水反应放出热量将钠熔化成小球,而钾与冷水反应时,钾球发红,氢气燃烧,并有轻微爆炸.LiOH是中强碱,CsOH是最强碱.(2)与非金属反应相似性:碱金属的单质可与大多数非金属单质反应,生成物都是含R+阳离子的离子化合物.递变性:碱金属与氧气反应时,除锂和常温下缓慢氧化的钠能生成正常的氧化物(R2O)外,其余的碱金属氧化物是复杂氧化物.4Li+O2=2Li2O4Na+O22Na+O2 Na2O2 (过氧化钠,氧元素化合价-1)K+O2 KO2 (超氧化钾)(3)与盐溶液反应碱金属与盐的水溶液反应时,首先是碱金属与水反应生成碱和氢气,生成的碱可能再与盐反应.特别注意:碱金属单质都不能从盐溶液中置换出较不活泼金属.如:2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑高考化学一轮复习计划1、坚持“六要六不要”。
高中化学钠的性质及应用钠是一种常见的碱金属元素,其化学性质十分活泼。
下面将从物理性质、化学性质和应用三个方面来详细介绍钠的性质及其应用。
一、物理性质:1. 外观:钠是一种银白色的金属,具有很强的金属光泽。
2. 密度:钠的密度相对较低,约为0.97 g/cm³,属于轻金属。
3. 熔点和沸点:钠的熔点较低,为97.8,而沸点则较高,为883。
4. 导电性:钠是良好的导电体,具有很高的导电性能,可用于制造导线和电池等。
二、化学性质:1. 活泼性:钠是一种极活泼的金属,能够与氧、水和氯等物质迅速反应,释放大量的热量。
2. 与氧的反应:钠可以与氧气反应生成氧化钠(Na2O)和过氧化钠(Na2O2)。
其中,钠与氧气反应形成氧化钠的反应是钠的常见氧化反应之一,而钠与过氧化氢反应形成过氧化钠的反应是一种还原反应。
3. 与水的反应:钠与水反应会放出氢气,并生成氢氧化钠(NaOH)。
该反应是剧烈的放热反应,钠在水中剧烈燃烧,并在水中迅速溶解产生碱性溶液。
4. 与氯的反应:钠与氯反应会形成氯化钠(NaCl)。
该反应是一种离子键形成的反应,而氯化钠是世界上最常见的盐之一。
三、应用:1. 钠在冶金工业中广泛用于制备其他金属,如铝和镁等。
钠可以与一些金属氧化物反应,从而与金属氧化物中的金属离子置换,制备金属。
2. 钠在化学工业中用作还原剂,能够将许多金属离子还原为金属。
此外,钠还可以用于生产合成橡胶、有机化学品等。
3. 钠可以用于制备钠合金,如钠铅合金和钠汞合金等。
这些合金具有较低的熔点和较高的导电性能,被广泛应用于电池和其他电器设备中。
4. 氢氧化钠是一种强碱,广泛用于工业和日常生活中。
氢氧化钠可以用于制备肥皂、合成染料和纺织品等。
5. 氯化钠是一种重要的食盐,被广泛应用于食品加工、调味品制备等领域。
总结:综上所述,钠是一种活泼的金属,具有很多特殊的物理和化学性质。
它在冶金、化学、电池和食盐等业界应用广泛,对于工业生产和日常生活都具有重要意义。
碱金属的元素符号碱金属是指位于元素周期表第1A族的元素,具有非常活泼的性质,常见的碱金属有锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)和钫(Fr)。
下面将详细介绍这些碱金属的元素符号及其特点。
1. 锂(Li):位于元素周期表第三周期,原子序数为3。
锂是一种轻金属,在自然状态下以氢化锂盐形式存在。
它的密度很小,质地柔软,具有较强的金属性。
锂在空气中会与氧气迅速反应,形成稳定的氧化膜,因此具有良好的抗腐蚀性。
2. 钠(Na):位于元素周期表第三周期,原子序数为11。
钠是一种常见的金属元素,被广泛应用于生活和工业中。
它是一种银白色的软金属,在空气中易被氧气氧化而产生氧化钠。
钠在水中剧烈反应,可产生氢气和碱性溶液。
3. 钾(K):位于元素周期表第四周期,原子序数为19。
钾也是一种常见的金属元素,具有银白色的外观。
钾是一种活泼的金属,在空气中会与氧气反应,生成氧化钾。
钾在水中的反应非常剧烈,产生氢气和强碱性钾氢碱溶液。
4. 铷(Rb):位于元素周期表第五周期,原子序数为37。
铷是一种银灰色的金属元素,与其他碱金属相似。
铷在空气中会与氧气反应生成氧化铷。
铷在水中反应慢于钾,但仍会产生氢气和强碱性溶液。
5. 铯(Cs):位于元素周期表第六周期,原子序数为55。
铯是一种金属元素,外观为银白色。
铯是所有稳定同位素中密度最大的元素,具有非常低的熔点和沸点。
铯在空气中会迅速与氧气反应生成氧化铯,在水中剧烈反应,产生氢气和高碱性溶液。
6. 钫(Fr):位于元素周期表第七周期,原子序数为87。
钫是一种金属元素,具有放射性,并且稳定同位素非常稀有。
由于稳定同位素的稀缺,钫的性质和特点尚不完全了解。
碱金属的共同特点是它们在化学反应中容易失去电子,形成+1价的阳离子。
由于具有活泼性质,碱金属在水反应、氧化反应和与非金属元素反应方面表现出独特的性质。
总结起来,锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)和钫(Fr)是常见的碱金属元素,它们的元素符号分别为Li、Na、K、Rb、Cs和Fr。
高三化学一轮复习精品教辅第5讲:钠、碱金属元素【考纲要求】1.碱金属元素的原子结构的相似性及递变性。
2.碱金属单质的性质的相似性及递变性。
教与学方案一、金属元素的相似性(Li 、Na、K、Rb、Cs)1. 原子结构:最外层电子数都是1个,原子半径为同周期元素中最大的,化合价均为+1价。
2.物理性质:碱金属除铯略带金的光泽外,都是银白色色。
质柔软,密度比水小,熔沸点较低,是热和电的良导体。
二、金属元素的差异性和递变性1.原子结构:(1)相似性:最外层均为1个电子(2)递变性:核电荷数依次增多,电子层数依次增多,原子半径依次增大2.元素性质:(1)相似性:均为活泼金属元素,最高正价均为+1价(2)递变性:失电子能力依次增强,金属性依次增强3.单质性质:(1)相似性:均具强还原性,均具轻、软、易熔的特点(2)递变性:还原性依次增强,密度趋向增大,熔沸点依次降低,硬度趋向减小由锂到铯熔点逐渐降低,与卤素单质等恰恰相反。
这是因为碱金属中存在金属键,金属键随原子半径的增大而减弱。
卤素单质中存在分子间作用力,分子间作用力随相对分子质量的增大而增强。
4.化合物性质:(1)相似性:氢氧化物都是强碱(2)递变性:氢氧化物的碱性依次增强5. 化学性质:Li+O2→Li2O钠能形成Na2O、Na2O2两种氧化物,K能形成K2O2 KO2氧化物。
(写化学式)三、金属的制取金属Na的制取主要用电解熔融氯化物的方法。
金属K因为易溶与熔盐不易分离,故一般用热还原剂法。
四、焰色反应焰色反应是一种物理变化,是元素的性质而不仅属化合物。
做焰色反应的实验时应注意:①火焰本身尽可能无色,②铂丝要洁净,③焰色反应鉴定物质的方法,一般是在其他化学方法无效时才采用。
1.焰色反应的操作步骤:(1)铂丝放在酒精灯上灼烧至与铂的原来颜色相同;(2)蘸取待测溶液;(3)在酒精灯上灼烧,观察焰色;(4)用稀盐酸洗净铂丝,在酒精灯上灼烧。
进行焰色反应之前,灼烧铂丝是为了防止操作之前铂丝上的残留物对实验产生影响。
用盐酸洗铂丝灼烧可除去铂丝上的残留物对后面实验的干扰。
不用硫酸是由于盐酸盐比硫酸盐更易挥发,对实验的影响小。
钠是黄色;钾是紫色(透过蓝色钴玻璃)五.碱金属中的一般和特殊之处1.Na、K需保存于煤油中,但Li的密度比煤油小,所以Li必须保存在密度更小的石蜡油中或密封于石蜡2.碱金属中,从Li至Cs,密度呈增大的趋势,但ρ(K)=0.862g/cm3<p(Na)=0.971e/cm3。
3.酸式盐的溶解度一般大于正盐,但溶解度NaHC O3<Na2C O3。
4.氧在化合物中一般显-2价,氢显+1价,但Na2O2、H2 O2中的氧显-1价,NaH、CaH2中的氢显-1价。
5.试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但IA金属Na、K等除外。
6.一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属,但对IA非常活泼的金属Na、K等除外。
如:2Na+CuSO4+2H2 O =Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4【例题解析】[例1]工业上生产Na、Ca、Mg都用电解其熔融的氯化物,但钾却不能用电解熔融KCl的方法制得,因金属钾易溶于熔态的KCl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KCl反应KCl + Na → NaCl + K⑴工业上制金属钾主要运用到上表所列的哪些物理常数?沸点,其选择范围是801℃~882.9℃。
⑵工业上制金属钾主要应用什么原理使反应变为现实?化学平衡移动原理【考题再现】1.将标准状况下的2.24LCO2通入150ml 1mol/LNaOH溶液中,下列说法正确的是( A)A.c (HCO3-)略大与c (CO32-)B.c (HCO3-)等于c(CO32-)C.c(Na+)等于c (HCO3-)与c (CO32-)之和D.c (HCO3-)略小与c (CO32-)2. 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8/9(同温同压) ,这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为( A)A. 3∶4 ∶1B. 3∶3∶2C. 6∶7∶3D. 6∶9∶0【针对训练】A.基础训练1.钾-钠合金(含50%~80%钾)可用作原子反应堆的导热剂,以下所述该合金的事实跟此项应用无关的是( D)A.熔点260.7KB. 具有很高的比热C.可作冷却剂D. 能跟水剧烈反应2.钾和另一种碱金属组成的18g合金与水完全反应,放出2.24L(标准状况)H2。
合金中另一种金属可能是( A)A.CsB. RbC. NaD. Li3.将0.2mol金属钠投入到足量水中,得到a克溶液;0.2mol镁投入到足量的盐酸中(与水等质量),得到b克溶液,则反应后的两溶液质量关系是( A)A.a=bB. a>bC. a<bD.无法判断4.把25.6克KOH和KHCO3混合物在250℃下锻烧称重,混合物的质量减少4.9克。
则原混合物中KOH和KHCO3的物质的量比较是( B)A.n(KOH)>n(KHCO3)B. n(KOH)<n(KHCO3)C.n(KOH)=n(KHCO3)D. 任意比5.下列关于钠与水反应的说法不正确的是(D)①将小块钠投入滴有石蕊试液的水中,反应后溶液变红;②将钠投入稀盐酸中,钠先与水反应,后与盐酸反应;③钠在水蒸气中反应时因温度高会发生燃烧;④将两小块质量相等的金属钠,一块直接投入水中,另一块用锡箔包住,在锡箔上刺些小孔,然后按入水中,两者放出的氢气质量相等。
A.①②B.②③C.②③④D.①②③④6.下列关于碱金属的描述中正确的是( C)A.均可保存于煤油中B.密度都比水小C.锂的熔沸点最高D.氢氧化物受热易分解7.下列离子方程式正确的是( C)A.钾与水:K + 2H2O = K+ + H2↑+ 2OH-B.KHCO3与盐酸:CO32- + 2H+ = H2O + CO2↑C.NaHCO3与NaHSO4(溶液):HCO32- + H+ = H2O + CO2↑D. Na2O2与H2O:2O2- + 2H2O = 4OH- + O2↑B.提高训练1.将等质量的Na、K、Zn分别投入到含等量的HCL的稀盐酸中,产生H2的量的多少不会出现下列情况的是( A)A.Zn>Na>KB. Na>K>ZnC. Na>Zn>KD. Na>K=Zn2.某混合物中含有KCl、NaCl和Na2CO3,经分析知其中含钠为31.53%、含氯为27.08%,则该化合物中K+与CO32-的物质的量之比( B)A.大于2:1B. 小于2:1C. 等于2:1D.无法确定3.在空气或氧气中加热,主要生成碱性氧化物的是( A)A.LiB. NaC. KD. Rb4.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的叙述不正确的是( C)A.锂在过量氧气中燃烧的主要产物是氧化锂而不是过氧化锂B.碳酸锂受强热分解C.碳酸锂的溶解度比碳酸氢锂的大D.锂可以和氮气化合生成氮化锂(Li3N)5.1L、1mol/L KOH溶液吸收0.8mL CO2,所得溶液中CO32-与HCO3-的物质的量浓度之比为:( A)A.1∶3 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶26.有关纯碱晶体(Na2CO3·10H2O)的叙述中,错误的是()A.加热晶体能生成NaHCO3 B.将晶体放置空气中质量会减轻C.Na2CO3可做干燥剂D.晶体溶于水后具有碱的性质7.用N A表示阿伏加德罗常数,下列说法不正确的是(AD)A.2.3gNa与水反应,产生H2 0.1 N A个B.1mol O2在反应中作氧化剂时所得电子数一定为4N A C.1mol钠与水完全反应,被还原的水分子为N A个D.1mol/L NaOH溶液中所含的钠离子数为N A 8.人们往往要向农田里施用钾肥,其主要原因是( B)A.土壤里钾的含量太少,要靠施用钾肥才能满足农作物的需要B.土壤里钾的含量不少,但大多以难溶于水的矿物形式存在,作物难以吸收。
C.土壤里钾的含量不少,但易雨水淋失,应经常补充D.钾是植物生长中需要量最大的元素,因此需要不断补充9.要除去下列物质中的少量杂质,按要求填写空白(1)Na2CO3固体中的NaHCO3,方法是_加热__,反应方程式是__2NaHCO3= Na2CO3 + CO2↑ + H2O __;(2)NaHCO3溶液中的Na2CO3,方法是_通入CO2气体____,反应方程式是_CO2+ Na2CO3+ H2O = 2NaHCO3__;(3)NaCl溶液中Na2CO3,方法是__加入过量的盐酸__,反应方程式是_ Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑ + H2O__;(4)NaOH溶液中的Na2CO3,方法是_加入适量的Ca(OH)2溶液,过滤___,反应方程式是Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ 2NaOH _________________.C.能力训练1.欲观察氢气燃烧的焰色,燃气导管口的材料最好是( C)A.钠玻璃B. 钾玻璃C. 石英玻璃D. 铜管2.将62克钾钠合金投入到200mL 0.4mol/L的盐酸中,放出气体22.4L(标准状况)。
则合金中钾与钠的物质的量之比为( B)A.2∶1B. 1∶1C. 3∶1D. 无法确定3.将O2、CH4、Na2O2放入密闭容器中,在150℃条件下电火花引发反应后,容器内压强为零,由此得出原O2、CH4、Na2O2的质量比为( C)A.1∶1∶1B. 32∶16∶78C. 8∶8∶17D. 1∶2∶64.下列反应中,Na2O2只表现出氧化性的是( B)A.2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑B. Na2O2 + SO2 = Na2SO4C. 5Na2O2+2KMnO4 +8H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2OD. 2Na2O2+2 H2SO4=2 Na2SO4+2 H2O + O2↑5. 已知钡的活动性处于钾和钠之间。
下列反应可以实现的是 ( B )A.钡可以从氯化钾溶液中置换出钾B.钡可以从冷水中置换出氢而得到氢气C.钡可以从氯化钠溶液中置换出钠D.在溶液中钡离子可以氧化金属锌6. (2010全国2)下列叙述正确的是 ( C )A .Li 在氧气中燃烧主要生成Li 2OB .将SO 2通入BaCl 2溶液可生成BaSO 4沉淀C .将CO 2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸D .将NH 3通入热的CuSO 4溶液中能使Cu 2+还原成Cu7. (2010重庆卷)下列叙述正确的是 ( C )A .铝制容器可盛装热的H 2SO 4B .Agl 胶体在电场中自由运动C .K 与水反应比Li 与水反应剧烈D .红磷在过量Cl 2中燃烧生成PCl 38. 关于Na 2CO 3和NaHCO 3性质的有关叙述正确的是 ( BC )A .在水中溶解性:Na 2CO 3<NaHCO 3B .热稳定性:Na 2CO 3>NaHCO 3C .与酸反应的速度:Na 2CO 3<NaHCO 3D .Na 2CO 3不能转化成NaHCO 3,而NaHCO 3能转化为Na 2CO 39. 将CO 2分别通入下列各溶液中,不可能产生沉淀的是 ( AD )A .CaCl 2溶液B .石灰水C .饱和Na 2CO 3溶液D .BaCl 2溶液10. 下列有碱金性铷(Rb)的叙述中,正确的是 ( AB )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11. 我国化学侯德榜(右图)改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:(1) 上述生产纯碱的方法称 联合制碱法或侯德榜制碱法,副产品的一种用途为化肥或电解液或焊药等 。