【上海高一化学】高一化学碱金属、卤族元素知识归纳及题型例析人教版

高一化学碱金属、卤族元素知识归纳及题型例析人教版【同步教育信息】一. 本周教学内容： 碱金属、卤族元素知识归纳及题型例析二. 教学目标： 1. 将基础知识梳理形成网络。 2. 介绍一些典型题的解题要点，归纳解题思路。三. 知识分析：（一）钠及其化合物、碱金属元素知识网络。 1. 代表物（1）单质 存在：化合态，为主，其次有 保存：煤油中 制取：电解熔融态或 性质物性：银白色、质软、比水轻、熔点低。化性：与非金属反应：（爆炸）与氧反应：（白色） （淡黄）与水反应：（轻浮，热球、氢游、烈声）与酸反应：（剧烈，发生爆炸）与盐溶液作用：先跟水作用，生成和，再跟盐作用生成难溶性碱，不能置换出盐中的金属元素。 用途：做电光源透雾力强，用于航海；做还原剂冶炼金属（K），钠钾合金做导热剂（2）化合物 氧化物：白色固体，溶于水生成，不稳定继续跟作用生成（淡黄色）：淡黄色固体 （漂白剂） （供氧剂） 碱：白色固体，易潮解，俗名苛性钠、烧碱 盐类：（食盐）：存在海水中：俗名苏打、纯碱。稳定，加热难分解，晶体易风化。：俗名小苏打，不稳定，加热分解，溶解度小于，向饱和溶液中通入可见沉淀析出。 2.碱金属元素，代表物（1）原子结构：同：最外层均为1个电子。异：电子层数依次增加，原子半径依次增大。（2）存在：均以化合态形式存在。（3）元素性质：同：均为活泼金属，还原性强，容易失去1个电子成为价阳离子，无负价。异：还原性依次增强。（4）单质性质：同：均具有强还原性，能跟非金属、水、酸、盐溶液作用，硬度小，熔点低，只能放入石蜡或煤油中保存。异：密度依次增大（K反常比小），熔沸点依次降低，硬度依次减小，还原性依次增强，与水反应越来越剧烈。与反应：常温点燃：K：（其他同K）（5）化合物性质：氧化钠为白色固体，淡黄色固体，能溶于水生成相应的强碱，单质、化合物均有焰色反应（黄色、K紫色），所生成的盐均溶于水，但酸式盐比正盐溶解度小（的溶解度比小）（6）特性及用途：特性：半径最大是，其次是，为最活泼的金属元素，略带金色，过氧化物是强氧化剂，有漂白性，、有光电效应。用途：钠用作电光源穿透云雾能力强，钠钾合金为液态，是原子反应堆的导热剂，K做钾肥，铷铯制光电管，锂做催化剂、合金、高强度玻璃。（二）及卤族元素知识网络归纳：卤族元素 1. 原子结构：同：最外层均为7个电子。异：随原子序数递增（从上到下） 电子层数依次增多。 原子半径依次增大。（同周期中为最小） 2. 元素性质同 异 3. 单质性质：同：均具氧化性，易获得1个电子异：（1）、（气态）、（液态）、（固态）（2）（淡黄绿）、（黄绿）、（深红棕）、（紫黑）（3）密度增大，熔沸点升高，在水中溶解性减小，单质易溶于有机溶剂。（4）和水反应依次变难。（5）与化合依次变难。（6）氧化性逐渐减弱。 4. 化合物性质：HX：稳定性减弱，其水溶液酸性增强，HF为弱酸。：酸性依次减弱（为酸性最强含氧酸）。：还原性依次增强。 5. 有关特征：遇水生成HF放出氯水有漂白性液溴易挥发、少量液溴保存用水封碘易升华，使淀粉变蓝难溶，可溶可溶，难溶，无色，白色，淡黄色，黄色无感光性，有感光性可用于照相用于人工降雨，溶于HF剧毒，与玻璃反应，保存在塑料瓶中易溶于有机溶剂用浓加热制取（制HF用铅皿）只能用浓或的制取 6. 代表稀：氯气，氯气性质：（1）物性：黄绿色、刺激性、比空气重、有毒，溶于水（2）化性： 与几乎所有金属反应（等） 与非金属反应（等） 与水反应（新制氯水、久置氯水） 与碱反应等（3）用途：消毒，制盐酸，漂白粉，农药，氯仿等（4）制法 实验室：原理：强氧化剂 + 浓盐酸装置：固一液加热制气装置收集：向上排气法，排饱和食盐水干燥：浓、等检验：湿润淀粉碘化钾试纸余氯处理：用溶液吸收 工业：电解食盐水；电解熔融氯化物【典型例题】（一）碱金属典型例题析： 1. 碱金属及其化合物相互转化。例1 A、B、C均为同一种碱金属的化合物，它们的焰色反应均呈紫色（隔着钴玻璃观察）A与B作用生成C，对B加热可得C和无色无味气体D，D能使澄清石灰水变浑浊，但不能使品红溶液褪色，D和C的水溶液发生反应生成B，当D和A反应时，由于反应物用量不同，既可生成B，也可生成C，由此可判断：A是 ，B是 ，C是 ，D是 。写出有关的化学方程式（属离子反应的写出离子方程式）： ； ； ； ； ；。解析：根据A、B、C的焰色均为紫色，可知它们为钾的化合物，气体D能使澄清石灰水变浑浊，但不能使品红溶液褪色，则D是，B是，A为，C为。： 2. 碱金属与水（酸）反应的计算：例2 质量均为的三种金属，分别投入到各盛有相同物质的量浓度相同体积的硫酸溶液中，充分反应后放出氢气的质量是（ ）A. B. C. D. Na放出的一定比、放出的多。解析：两种反应物的量均无具体数值，应分析哪种物质过量。 若酸过量时，三种金属均完全反应，放出质量由金属决定，设与酸反应产生的分别为。 46 2 56 2 6.5 2 放出的质量为，故钠放出量最多。 若金属过量时，反应不完全，放出质量分别，但因酸完全反应，放出量由酸决定，酸量相等，则产生量相等，而过量的部分能与水反应放出，反应完放出总量仍为，因此，钠放出的量仍是最多的。故选答案（D）。 3. 碳酸钠与盐酸反应：例3 向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸，直到不再产生气体为止，则此过程中，溶液中的碳酸氢根离子浓度变化趋势可能是：（A）逐渐减小；（B）逐渐增大；（C）先逐渐增大，而后减小；（D）先逐渐减小，而后增大。你的选择是 （填正确选项的标号）。试用化学方程式和简要文字表述其理由。解析：因浓溶液中离子浓度较大，滴入盐酸后，与先结合生成离子，故先是离子越来越多。当离子全部变为离子后，继续滴加盐酸，则与又结合生成，分解为和，使离子又逐渐减少。故答案为（C）。理由是：首先，所以溶液中浓度逐渐增大，而后，所以溶液中离子浓度逐渐减小。例4 称取一定量的纯碱（）溶于水中，与适量盐酸作用，根据下列情况，填写盐酸的用量和气体产量的变化。 若纯碱中混有，盐酸用量将 ；产气量将 。若纯碱中混有，盐酸用量将 ；产气量将 。若纯碱中混有，盐酸用量将 ；产气量将 。若纯碱中混有，盐酸用量将 ；产气量将 。解析：从发生反应可找出它们之间的量的关系： 而与盐酸不起反应。不难发现，和与盐酸反应能力比弱。故当纯碱中混有和时，盐酸用量将减少。而与盐酸反应能力比强，当中混有时，盐酸用量将增加。故答案为： 减少，减少； 减少，增加； 减少，减少； 增加，减少。 4. 混合物计算：（1）一种物质参加反应：解题规律：碳酸氢钠热稳定性差，受热易发生分解：计算时常用差量法或元素守恒法解。例5 把和的混合物共5.65g溶于水配成含浓度为的溶液100mL，然后将溶液蒸干至恒重。求此混合物减少多少g？解析：因受热分解得，故溶液蒸干所得固体全部是，根据全过程中的量守恒得： 故混合物物质量减少：答：此混合物减少。（2）两种物质分别反应：例6 将70g过氧化钠和氧化钠的混合物跟98g水充分反应后，所得溶液中的质量分数为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为多少克？解析：和溶于水，其水溶液的溶质都是，但跟水反应生成的同时有氧气放出。所以，计算溶液的总质量时，应注意从过氧化钠、氧化钠、水的质量和中减去氧气的质量。溶质的质量可由化学方程式求得，也可以不用化学方程式，直接由化学式推出：根据原子守恒原则：生成，也生成，未知数可设、的物质的量分别为、，也可设的质量为。则的质量为。解： 设混合物中含为，为，由方程式知，生成的分别为和，放出的为，则： 解得：所以：的质量： 的质量：（3）两种物质间相互反应：解题规律：发生的反应为。需讨论、的量的多少，根据反应过程中固体质量的减少值，用差量法解。例7 18.4g和的固体混合物在密闭容器中加热到约，经充分反应后排出气体，冷却，称得剩余固体质量为16.6g。试计算原混合物的含量。解析：发生的化学反应为：设、的物质的量均为 84g 40g 106g 18g 当混合物中时，此时固体质量减少：当时，过量的会分解放出和，此时固体质量减少值应大于2.67g。当时，过量的不会分解，固体质量减少值应小于2.67g。现混合物质量减少了，由此可推知原混合物中过量。设为，则为 固体质量减少 84g 18g 1.8g 混合物中含为答：原混合物中的含量为。（二）卤族元素典型题例析： 1. 卤素性质的考查：例8 向橙色的溴水中撒入足量的锌粉，充分振荡后过滤，溶液呈 色，原因是 。若向滤液中加入适量的氯水后，溶液是 色，原因用离子方程式表示为 。若向此滤液中加入适量的硝酸银溶液，溶液中有 生成，原因用离子方程式可表示为 。分析：本题综合考查溴的有关知识，把知识点分解发散，既能达到良好的学习效果，又适当的降低了难度。答案：无 橙 浅黄色沉淀 例9 化工生产盐酸的主要生产过程是：。其中关键的一步为下图所示的和在燃烧管口燃烧生成。有毒，因此通入气体的合理方式是：A处通入 ，B处通入，同时应采取的措施是 。合成盐酸厂要求合成气中的含量大于97%，试用最简便的方法进行分析。分析：有毒，为防止大气污染，必须使过量，使反应完全。生成的气体中可能含有少量未反应完的。因为极易溶于水，而难溶于水，即可设计实验分析合成气中的含量。答案：A处通，B处通，要使过量。要测定的含量，可用100mL带刻度的容器收集满该合成气后，倒置于水中，若水沿器壁上升到97mL刻度以上，即符合要求。 2. 卤素性质相似性和递变性考查：例10 砹（At）是核电荷数最多的卤族元素，推测砹或砹的化合物最不可能具有的性质是（ ）。A. 砹化氢很稳定B. 砹易溶于某些有机溶剂C. 砹是有色固体D. 不溶于水，的熔点较高分析：卤素氢化物的稳定性是随着非金属活泼性增强而递增的，氟的非金属性最强，所以氟化氢最稳定。砹的活泼性较都差，其氢化物应该比碘化氢还不稳定。 3. 检验：例11 为鉴定氯酸钾中含有氯元素，选用下列试剂和实验手段： 滴加溶液； 加水溶解； 加热； 过滤后取滤液； 加催化剂； 加稀，正确的操作顺序是（ ）A. B. C. D. 分析：中含有元素，是以形式存在，要检验含有元素，要把转化为形式，再加酸化的来检验，转化的方法是将在作催化剂条件下加热生成，然后加水溶解，过滤出残渣，滤液为溶液，即可检验。答案：D 4. 的实验室制法：例12 用8.7g和盐酸120mL反应制取，计算（1）生成的的体积（标准状况）（2）若把反应后的剩余溶液加蒸馏水稀释至1L后，取出20mL（不考虑损失），在这20mL溶液中加入足量溶液，可得到多少克？解析：与盐酸反应制时，必须使用浓盐酸，随着反应的进行，盐酸由浓变稀后，反应即停止发生，所以应用计算。答案：解：（1），根据化学方程式解得，则（2），取出的物质的量为，生成的物质的量也为，质量为2.87g。【模拟试题】一. 选择题： 1. 将等质量的分别投入到含等量的稀盐酸中，产生量的多少不会出现下列情况中的（ ）。（沈阳市统考题）A. B. C. D. 2. 以下关于铷的叙述，不正确的是（ ）。（成都市诊断题） 铷的密度比钠大，熔点比钠高； 与冷水不反应，与热水反应放出氢气； 铷盐大多数都易溶于水； 铷的原子半径和离子半径都分别比钠大。 A. B. C. D. 3. 将放入密闭容器中，在条件下用电火花引发反应后，容器中的压强为零，由此得出原的质量比为（ ） A. B. C. D. 4. 下列物质中，不能跟二氧化碳气体反应的是（ ）。（长沙市检测题） A. 过氧化钠B. 氢氧化钾C. 碳酸钠溶液D. 碳酸氢钠溶液 5. 合金有许多特点，如合金为液体，而Na和K的单质均为固体。据此试推测：生铁、纯铁、碳三种物质中，熔点最低的是（ ）。（长沙市质检题） A. 纯铁B. 生铁C. 碳D. 无法确定 6. 在一定温度下，向某饱和硫酸钠溶液中加入无水粉末，搅拌、静置后，析出晶体。下列量中，可以根据已知条件计算的是（ ） 该温度下硫酸钠的溶解度 原饱和溶液减少的水的质量 原饱和溶液减少的溶质的质量 析出晶体中含的质量 A. B. C. D. 全部 7. 有一种碘和氧的化合物可以称为碘酸碘，其中碘元素呈、两种价态，则这种化合物的化学式是（ ） A. B. C. D. 8. 在相同条件下，下列物质分别与反应，当消耗等物质的量的氢气时放出的热量最多的是（ ）。（上海市高考题） A. B. C. D. 9. 下列对溴化钠的描述中，正确的是（ ）。（春季高考题）A. 是一种可溶于水的晶体，其熔点较高B. 跟溶液反应将生成白色沉淀C. 跟浓硫酸反应是制取溴化氢气体的常用方法D. 其工业制法之一是将金属钠跟单质溴反应 10. 随着卤素原子半径的增大，下列递变规律正确的是（ ）。（上海市高考题）A. 单质的熔、沸点逐渐降低B. 卤素离子的还原性逐渐增强C. 单质的氧化性逐渐增强D. 气态氢化物的稳定性逐渐增强 11. 1.56g某碱金属与足量盐酸反应，得到标准状况下的氢气448mL，该金属的相对原子质量为（ ） A. 85B. 24C. 39D. 7 12. 有某碱金属M及其相应氧化物的混合物共10g跟足量水充分反应后，小心地将溶液蒸干，得到14g的无水晶体。则该碱金属M可能是（ ）。 A. 锂B. 钠C. 钾D. 铷 13. 在的反应中，氧化产物与还原产物物质的量之比为（ ） A. B. C. D. 14. 是氧化性最强的非金属单质。在加热条件下，物质的量相等的（气）与烧碱完全反应，生成、和另一种气体，该气体是（ ） A. B. C. D. 15. ，根据上面反应，下列各物质氧化性由强到弱的正确顺序是（ ）A. B. C. D. 16. 将溶液与溶液按体积比为混合。反应后，溶液中离子浓度最大的是（ ） A. B. C. D. 二. 填空题：17. 实验室因保存不慎会使烧碱溶液变质，这是因为 。为了检验一瓶烧碱溶液是否变质，应向试样溶液中加入 ，若 的现象，说明烧碱溶液已变质。为了除去变质烧碱溶液中所含的杂质而将烧碱溶液提纯，应加入的试剂是 ，其主要实验操作是 。18. 已知时，的溶解度依次为： 9g、33g、110g。现在用（固）、水、石灰石和盐酸为原料，制取33g纯，则 （1）若用水10g，则制取时需要 g。（2）若用（固）17.86g，则需水 g。（重庆市诊断题）19. 自然界有比较丰富的碘酸钠（）存在，因此工业上生产碘单质的一种方法就是用亚硫酸氢钠还原碘酸钠。反应的第一步是用适量的将还原为，这个反应的离子方程式是；第二步是将所得的碘化物在酸性溶液中与作用析出单质碘。 （1）第二步反应的离子方程式是 。（2）上述两步反应中共用去的和的物质的量的最简整数比是 。（3）工业上获得碘，需 。20. 有和的混合气体100mL（标准状况），其中一种气体的体积为45mL，另一种气体的体积为55mL。光照使两种气体发生反应，反应后恢复到标准状况，气体体积为 mL。为了证明反应后气体中或有剩余，使气体通过10mL水，并使剩余气体干燥后恢复到标准状况，若：（1）剩余有 mL气体，证明有 剩余，理由是 ；（2）溶液有 性质，证明有 剩余，理由是 。（全国化学竞赛题）21. 在加热氯酸钾的分解反应中，二氧化锰作催化剂的问题，到目前还没有肯定的解释，鉴于制得的氧气里有氯气的气味，生成的氯化钾带紫红色，认为反应过程如下： （1）写出A、B的化学式，A ，B 。（2）第步反应中，氧化产物是 ，被还原的元素是 。（3）第步反应的化学反应方程式为 ，（成都市诊断题）22. 某固体混合物可能由和中的一种或几种组成。依次进行下列五步实验，观察到的现象记录如下： 混合物加水得无色透明溶液； 向上述溶液中滴加溶液，有白色沉淀生成，将该沉淀滤出，并将滤液分成两份； 上述白色沉淀可完全溶于稀盐酸； 往一份滤液中滴加氯水并加入，振荡后静置，层无色； 往另一份滤液中加入溶液，有白色沉淀生成，该沉淀不溶于稀硝酸。根据以上实验，可以判断出混合物中肯定含有 ；但不能判断出是否含有 ；为确证混合物的组成，最简单的方法可做 实验。（高考科研题）三. 实验题：23. 下列各种容器，通常应分别用什么方法清洗？ （1）做过碘升华实验的烧杯： 。（2）用高锰酸钾制氧气所用的试管： 。（3）长期盛放石灰水的试剂瓶： 。24. 将氯气用导管通入较浓的和的混合液中，在导管口与混合液的接触处有闪烁的红光出现。这是因为通气后混合液中产生的被还原，发生激烈反应，产生能量较高的氧分子，它立即转变为普通氧分子，将多余的能量以红光放出。进行此实验，所用的仪器及导管如图49所示。根据要求填写下列空白。图49（1）组装氯气发生器时，应选用的仪器及导管（填写编号）是 。（2）实验进行中，按气流方向从左到右的顺序，气体流经的各仪器及导管的编号依次是 。（3）仪器的橡皮塞上应有 个孔，原因是 。（4）实验时，仪器中除观察到红光外还有 现象。（5）实验需用约10%溶液100mL，现用市售30%（密度近似为）来配制，其具体配制方法是 。（6）实验时仪器中与反应的离子方程式是 。四. 计算题：25. 一定质量的小苏打粉末经充分加热后，质量比原来减少了3.1g，剩余物的质量为A g；相同质量的小苏打和一定质量的结晶苏打（）的混合物，经充分加热后，质量比原来减少了10.3g，剩余物的质量为B g；又知。试求： （1）原小苏打和结晶苏打的质量；（2）结晶苏打化学式中x的值。（北京市海淀区测试题）26. 将氢氧化钠和碳酸氢钠的固体混合物20.8g在密闭容器中加热到约，经充分反应后排出气体，冷却，称得剩余固体的质量为15.9g。试计算原混合物中氢氧化钠的质量分数。（南京市检测题）试题答案一. 选择题：1. A2. A3. D4. D5. B6. D7. D8. D9. A10. B11. C12. BC13. B14. C15. A16. D二. 填空题：17. 吸收空气中的生成；少量盐酸，有无色无味气体逸出；适量的石灰水；滴加石灰水至不再产生沉淀时为止，经过滤，滤去残渣即得。18.（1）16；14；（2）5019.（1）；（2）；（3）520. 100 （1）10；难溶于水（2）漂白；和反应生成21.（1）；（2）和； （3）22. ；和；焰色反应三. 实验题：23. （1）先用酒精清洗，再用水洗；（2）先用热盐酸清洗，再用水洗；（3）先用盐酸清洗，再用水洗。24. （1） （2） （3）2；使瓶内外压强相等（4）冒气泡（5）用量筒量取溶液加入烧杯中，再加入76mL水（或加水稀释至100mL），搅拌均匀。（6）四. 计算题：25. （1）8.4g；12.5g（2）826. 19.23%用心 爱心 专心