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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。
第五节碱金属碱土金属一、单质1．碱金属具有较大原子半径，最外层1 个电子而内层又是稳定结构，所以易失去电子，离子化倾向强，是非常活泼的金属，强还原剂，还原性依Li 、Na、k、Rb、Cs顺序依次增强。
碱金属以钠最为典型。
钠的金属活动性和还原性强，它在冶炼现代常用金属钛、锆、铪等时也用作还原剂。
如：4Na+TiC14=Ti+4NaC1钠在不活泼或中等活动的金属盐溶液中会先与水反应生成氢气与氢氧化钠，盐再与碱复分解而生成中等活动金属或不活动金属的碱类沉淀，而得不到这些金属的单质。
如：CuSO4+2Na+2H2O=Cu（OH）2 J +H2 T +Na2SO42FeCl3+6Na+6H2O=2Fe（OH）3 J +3H2 T +6NaC12A1Cl3+6Na+6H2O=2A1（OH）3 J +3H2 T +6NaC1 或A1C13+4Na+2H2O=NaA1O2+2H2T +3NaC1实验后的残钠不能放在水中以免爆炸,而应在酒清精中销毁。
2C2H5OH+2Na=2C2H5ONa+ H2T （反应较慢）2．碱土金属与碱金属相似，有很强的化学活性，都能与卤素、氧、硫及其它非金属发生反应，它们的单质呈银白色（除Ba微黄色外）、轻，但皆比碱金属硬。
碱土金属以镁为典型。
镁不如钠活泼，但它仍有相当强的金属性和还原性，是常见的活泼金属之一。
镁与氧的“化学亲合力”强，所以与氧和不少氧化物都能发生反应，一般要加热或高温下进行。
如：2Mg+CO2=2MgO+C （能夺CO2中氧而还原出C，而CO2不能熄灭镁的燃烧）2Mg+TiC1 4=Ti+2MgC1 2（能还原出钛等现代应用的金属）2Mg+SiO2=2MgO+Si （镁也能制硅粉，它从SiO2中夺氧）镁与盐溶液反应时, 对不活动金属盐溶液可置换出相应的金属单质, 但若该盐水解后酸性较强时,还有酸与镁生成氢气的反应伴生。
对氯化铵溶液,则与水解出的盐酸反应生成氯化镁与氢气.2NH4++2H2O+Mg=Mg2++ H2T +2NH3 • H2O该反应虽有一水合氨，但因在氯化铵溶液里，大量的N H 4+抑制了一水合氨电离，而OH —不足，所以一般不会生成氢氧化镁沉淀。
碱金属元素★复习重点碱金属元素的原子结构及物理性质比较，碱金属的化学性质，焰色反应实验的操作步骤；原子的核外电子排布碱金属元素相似性递变性★难点聚焦1、碱金属元素单质的化学性质：1）相似性：碱金属元素在结构上的相似性，决定了锂、钠、钾、铷、铯在性质上的相似性，碱金属都是强还原剂，性质活泼。
具体表现在都能与O2、Cl2、水、稀酸溶液反应，生成含R+（R为碱金属）的离子化合物；他们的氧化物对应水化物均是强碱；2）递变性：随着原子序数的增加，电子层数递增，原子半径渐大，失电子渐易，还原性渐强，又决定了他们在性质上的递变性。
具体表现为：①与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂，②与H2O反应越来越剧烈，③随着核电荷数的增强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性增强：CsOH>RbOH>KOH>NaOH>LiOH。
2、实验是如何保存锂、钠、钾：均是活泼的金属，极易氧化变质甚至引起燃烧，它们又都能与水、水溶液、醇溶液等发生反应产生氢气，是易燃易爆物质，存放它们要保证不与空气、水分接触；又因为它们的密度小，所以锂只能保存在液体石蜡或封存在固体石蜡中，而将钠、钾保存在煤油中；3、碱金属的制取：金属Li和Na主要是用电解熔融氯化物的方法制取；金属K因为易溶于盐不易分离，且电解时有副反应发生，故一般采用热还原法用Na从熔融KCl 中把K置换出来（不是普通的置换，而是采用置换加抽取的方法，属于反应平衡）；铷和铯一般也采用活泼金属还原法制取。
4、焰色反应操作的注意事项有哪些？(1)所用火焰本身的颜色要浅，以免干扰观察．(2)蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色，同时熔点要高，不易被氧化．用铂丝效果最好，也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝．但不能用铜丝，因为它在灼烧时有绿色火焰产生．(3)金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净，然后在火焰上灼烧至无色，以除去能起焰色反应的少量杂质．(4)观察钾的焰色时，要透过蓝色的钴玻璃片，因为钾中常混有钠的化合物杂质，蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰，以看清钾的紫色火焰．3． ★例题精讲例1 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M 2O 组成的混合物10.8 g ，加足量水充分反应后，溶液经蒸发和干燥得固体16 g ，据此可确定碱金属M 是[ ]A 、LiB 、NaC 、KD 、Rb解析 设M 的相对原子质量为A ，当设混合物全是碱金属或全是碱金属氧化物时有如下关系：22222M H O MOH H +=+↑； 222M O H O MOH +=10.8 g →10.8×[(A ＋17)/A]g 10.8 g →10.8×[2(A ＋17)/(2A ＋16)]g但实际上该混合物中碱金属及其氧化物都存在，则可建立不等式：[10.8(17)/]16[10.8(17)/(8)]A A A A ⨯+>>⨯++。
解得：35.3＞A ＞10.7，从碱金属的相对原子质量可知该碱金属只能是钠。
答案 B例2 为了测定某种碱金属的相对原子质量，有人设计了如图所示的实验装置。
该装置(包括足量的水)的总质量为ag 。
将质量为bg 的某碱金属单质放入水中，立即塞紧瓶塞，完全反应后再称量此装置的总质量为cg 。
（1）列出计算该碱金属相对原子质量的数学表达式；（2）无水氯化钙的作用是什么？如果不用CaCl 2，测定的碱金属相对原子质量比实际值偏大还是偏小？说明理由。
解析 本题测定未知碱金属的相对原子质量，所依据的化学反应原理是：22222M H O MOH H +=+↑，只要通过实验，取得一定质量(题设bg)的碱金属和足量的水反应产生的H 2的质量，即可根据化学方程式的计算求得碱金属的相对原子质量。
（1）依题设实验数据，bg 碱金属与足量水反应产生H 2的质量为(a+b-c)g 。
设所求碱金属的相对原子质量为x ，有2x/2=b/(a+b-c)，解得x=b/(a+b-c)。
（2）无水氯化钙吸收水蒸气。
若不用CaCl 2，则使测定值较实际值偏小。
讨论上述表达式，不难知道，若装置内的水蒸气外逸(反应放热，更容易使产生的水蒸气被H 2带走)，则c 值减少，(a+b-c)值增大，分式的分母增大，分数值即减小。
小结 还可以另想其他方法进行测定实验。
譬如，若获得一定质量的碱金属与水反应所得MOH 的质量，本题亦可完成。
例3 在120℃时，将气体A 3.88 g 通过足量的Na 2O 2，放出O 2，充分反应后固体的质量增加2.28 g ，试通过计算判断气体 A 的组成及各成分的质量。
解析 120℃能和Na 2O 2反应放出O 2的气体有可能是CO 2和H 2O ，因此首先判断A是什么物质？可采用极端假设法。
解 如果A 都是H 2O ，设其质量为x 1，2222224Na O H O NaOH O +=+ m ∆218⨯ 32 4x 1 2.28g120.52 3.88x g g =>，故假设不成立。
如果A 都是2CO ，设其质量为1y ：222232222Na O CO Na CO O +=+ m ∆88 32 561y 2.28g1 3.58 3.88y g g =<，故假设不成立。
所以A 应为2CO 和2H O 的混合物设2H O 的质量为x g ，2CO 的质量为y g ，则3.884/(218)(56/88)2.88x y g x y g +=⎧⎨⨯+=⎩，0.363.52x g y g =⎧⎨=⎩。
例4 碱金属(如锂、钠、钾、铷等)溶于汞中形成良好的还原剂“汞齐”。
取某种碱金属的汞齐7g ，与足量水作用得到0.2g 氢气，并得到密度为3g cm ρ- 的溶液1L ，则溶液中溶质的质量分数可能是[ ]A 、(0.8/)%ρB 、(0.48/)%ρC 、(0.32/)%ρD 、(0.7/)%ρ解析 汞不能与水反应，碱金属(M)与水反应的化学方程式为：22222M H O MOH H +=+↑。
设M 质量为(7)x x g <，相对原子质量为a ，则0.27x ag g =<，故35a <。
相对原子质量小于35的碱金属只有Li 和Na ，所以本题中碱金属可能为Li 和Na 。
答案 A 、B例5 将70 g 过氧化钠和氧化钠的混合物跟98 g 水充分反应后，所得氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为50%。
试分别写出过氧化钠和氧化钠跟水反应的化学方程式，并计算原混合物中过氧化钠和氧化钠的质量各多少克。
解析 发生的反应有：Na 2O ＋H 2O ＝2NaOH2Na 2O 2＋2H 2O ＝4NaOH ＋O 2↑设混合物中Na 2O 2、Na 2O 的质量分别为x 、y ，由化学方程式分别解出生成的NaOH 的质量和放出的O 2质量。
2Na O 2H O 4NaOH O 278 440 32x (440x)/(278) 32x /(278)Na O H O 2NaOH62 240y (240y)/62222222＋＝＋↑×××××＋＝××溶液的总质量为：70 g ＋98 g －[32x(2×78)]由上述关系量可列二元一次方程组为 x y 70 g {[(440x)(278)][(240y)62]}[70 g 98 g 32x ＋＝×÷×＋×÷÷＋－÷××＝()]278100%50%⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪ 解得：x ＝39 g y ＝31 g本题也可从下列角度入手列关系：由于NaOH 溶液中溶质的质量分数为50%，因此在溶液中NaOH 的质量等于H 2O 的质量。
4★实战演练1、用纯净的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，火焰呈黄色，说明该溶液中金属离子A.只有Na ＋B.可能有Na ＋、也可能有K ＋C.一定有K ＋D.一定有Na ＋、也可能有K＋2、电子工业制造光电管时，需要一种经强光照射就失电子而接通电路的材料，制造这种材料的物质应属于A.放射性元素B.ⅦA 族元素C.卤化银D.ⅠA 族元素3、某温度下，w g 某物质在足量氧气中充分燃烧，其燃烧产物立即与过量的Na 2O 2反应，固体质量增加w g 。
在①H 2②CO ③CO 和H 2的混合气 ④HCHO ⑤CH 3COOH⑥HO —CH 2—CH 2—OH 中，符合题意的是A.均不符合B.只有①②③C.只有④⑤D.全部符合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。
下面有关锂及其化合物性质的叙述不正确的是A.锂在过量氧气中燃烧主要产物是氧化锂而不是过氧化锂B.碳酸锂受强热很难分解C.碳酸锂的溶解度比碳酸氢锂的大D.锂可以与氮气化合生成氮化锂(Li 3N ）5.已知钡的活泼性介于钠和钾之间，下列说法中正确的是A.钡可以从氯化钠溶液中置换出钠B.钡可以从氯化铜溶液中置换出铜C.钡可以从冷水中置换出氢而得到氢气D.在水溶液中，钡离子可以氧化金属钠6、Na 3N 与NaH 均为离子化合物，都能与水反应放出气体。
下列有关叙述正确的是A.二者中Na ＋半径都比阴离子大C.与水反应所产生的气体都能使湿润的红色石蕊试纸变蓝B.与水反应时，水都作氧化剂D.二者与盐酸反应，前者可产生两种盐，后者只有一种盐生成。
7、将2.3 g 钠与另一种金属元素组成的合金放入足量盐酸中，完全反应时收集到1.13L H 2(标准状况)，则另一种金属可能是①K ②Mg ③Al ④Li ⑤Rb ⑥FeA.①⑤⑥B.①⑤C.②③④D.①②③④ 8.钾与氧组成的某种离子晶体，含钾的质量分数是12678，其阴离子只有过氧离子O -22和超氧离子O -2两种，则此晶体中，O -22与O -2的物质的量之比为A.2∶1B.1∶1C.1∶2D.1∶3二、非选择题（共60分）9.（8分）在三个密闭容器内分别装有：A.Na2O2和NaHCO3，B.Na2O2和NH4HCO3，C.Na2O2和Ca（HCO3）2，其中每种物质均为1 mol。
将它们加热至300℃,经充分反应后排出气体，写出各容器内残留的固体物质名称及其物质的量。
A ，B ，C ，如分别加入相同浓度的足量稀H2SO4与残留物完全反应，则消耗硫酸的体积从大到小的顺序依次为。
10.（10分）呼吸面具中Na2O2可吸收CO2放出O2，若用超氧化钾（KO2）代替Na2O2也可起同样的作用。
（1）写出KO2与CO2反应的化学方程式。
（2）1 kg Na2O2和1 kg KO2分别跟CO2反应，生成的O2的质量比为。
