2019-2020年高一化学 06碱金属元素培优教案.doc

第二章 2019-2020年高一化学 06碱金属元素培优教案第三节 碱金属元素网上课堂一、 本讲主要内容(一) 碱金属元素的原子结构1. 包括的元素：锂（3Li）钠（11Na）钾（19K）铷（37Rb）铯（55Cs）钫（87Fr）2. 原子结构 表示方法：原子结构示意图 比较 相同点：最外层电子数都为1 不同点：电子层数不同，按照原子序数的递增， 电子层数依次增加3. 元素性质 相似性：最高价+1价，无气态氢化物，但能形成金属离子化合物的氢化物，氧化物对应水化物为可溶性强碱，是典型活泼金属元素。 递变性：按照原子序数递增的顺序，原子、离子半径逐渐增大，还原性逐渐增强，金属性逐渐增强，离子氧化性逐渐减弱。(二) 碱金属元素的单质与重要化合物的物理性质和化学性质1. 物理性质：碱金属单质中只有铯略带金色光泽，其它均为银白色的金属；从锂到铯，硬度逐渐减小，熔沸点逐渐降低，密度逐渐增加（但K的密度小于Na的密度）。2. 化学性质：较强的还原性，且从锂到铯，还原性依次递增。 与氧气反应：产物不同。锂只有氧化物，钠有氧化物和过氧化物，钾及以后的碱金属与氧气生成更复杂的氧化物。 与水反应：皆可与水反应，生成氢气和相应的碱。但从锂到铯与水反应的剧烈程度依次增强，生成碱的碱性依次增强。(三) 焰色反应：灼烧某些金属和它们的化合物，发出有特殊颜色的火，叫焰色反应。利用焰色反应可判断物质中含某些金属元素。1. 步骤：灼烧（铂丝）蘸液灼烧并观察洗涤灼烧（铂丝）重复操作。注意：做焰色反应实验用的铂丝，每试验一种样品后都必须用盐酸洗涤，再在酒精灯上灼烧，到无颜色后才可使用。2. 检验钾时要透过蓝色的钴玻璃。3. 钠的焰色为黄色，钾的焰色为紫色。二、 学习指导1. 你能不能通过钠的化学性质及其保存方法结合碱金属性质的相似性来预测碱金属其它元素的保存方法？分析：由于碱金属都很活泼，在常温下就容易跟空气中的O2、水等反应，所以碱金属单质通常保存在煤油中。但锂的密度为,比煤油的密度（）小，所以不能把锂保存在煤油中，常把锂封存在固体石蜡中。2. 你了解较特殊的碱金属化合物氢化物吗？分析：碱金属元素在氢气流中加热，可以生成离子型氢化物MH，这里氢为阴离子，氢化物都是白色，结构与盐相仿。虽然中学化学教材中不涉及碱金属氢化物的问题，但它却能表现出碱金属典型的性质，也需掌握。碱金属氢化物与水发生剧烈作用生成氢气，表现出强还原性：得e-失e-3. 碱金属的计算类型较多，所涉及的方法也有多种多样。在同学们遇到不同的题时，应尽量采用最简单的途径。例1: 某碱金属（R）及其氧化物（）共4克，投入到适量的水中，使混合物全部溶解。将反应后得到的溶液蒸干得5g 固体。试确定该金属的名称。 分析：本题有三种解法: 解法一：设R的原子量为M，R的质量为x, 的质量为(4-x) 则有： 2M 2(M+17) 2M+16 2(M+17) x 4-x 据题意将碱金属的相对原子质量一一代入，解上述不定方程，得出只有钾元素符合题意。 解法二：根据题意，反应前后固体物质的质量增加了25，则 2M 2(M+17) 2M+16 2(M+17) 18 得25 得25 解不等式得：28 M 68，查表得该元素是K. 解法三：设原混合物是纯净物，即4克固体物质完全是R或R2O，则 2M 2(M+17) 34 4g 5-4=1g 得 M=68 2M+16 2M+34 18 4g 5-4=1g 得 M=28 结合得该元素的原子量介于28-68之间,所以是钾.例2: 有一空气中暴露过的KOH固体,经分析测知含水7.62,K2CO3 2.38,KOH 90.若将此样品1g加入到含HCl 1.679克的HCl中,过量的酸用KOH溶液中和,蒸发中和后的溶液,可得固体多少克?分析: 本题给出的数据较多,如果按常规思路分析,非常繁琐,用“整体思维法”可发现许多数据都是用不上的干扰数据.因为KOH+HCl=KCl+H2O, K2CO3+2HCl=2KCl+H2O+CO2,所以蒸发溶液后所得固体一定为KCl,而KCl中的全部来自于盐酸中的,即在反应前后的量是守恒的.解: 网上能力训练题一. 能力训练部分基础性训练题(一) 选择题(每小题均有1-2个正确选项)1.实验室不能用煤油保存的碱金属(少量)是( ) A. Li B. Na C. K D. Rb2.下列微粒中,半径最小的是( ) A. Na B. K C. D. 3.密度最小,溶沸点最高的碱金属是( ) A. Li B. Na C. K D. Rb4.下列离子中,氧化性最强的是( ) A. B. C. D. 5.下列对铯的性质预测错误的是( )A. 它只有一种氧化物Cs2OB. 铯的熔点在碱金属中最高C. 它与水反应剧烈并放出氢气D. 它的碳酸盐溶液具有明显的碱性 6.钠和铯都是碱金属元素,下列关于铯及其化合物的叙述中不正确的是( )A. 铯的密度比水小,能象钠一样浮在水面上B. 铯与水的反应十分剧烈,甚至会发生爆炸C. 碳酸铯加热时易分解成二氧化碳和氧化铯D. 氢氧化铯是强碱,碱性比氢氧化钾强 7.焰色反应属于( ) A. 元素的性质 B. 单质的性质 C. 离子的性质 D. 化合物的性质 8.某碱金属0.195g与足量水反应时,生成0.005g氢气,这种金属是( ) A. 锂 B. 钠 C. 钾 D. 铷 9.某合金含铷和另一种碱金属.取9.2g该合金与足量的盐酸反应,放出0.4g氢气,此合金中另一种碱金属可能是( ) A. 锂 B. 钠 C. 钾 D. 铯 10. 某K2CO3样品中含有Na2CO3 KNO3 和Ba(NO3)2三种杂质中的一种或两种,现将13.8克样品加入足量水中,样品全部溶解,再加入过量的CaCl2溶液,得到9.00克沉淀,对样品所含杂质的正确判断是( ) A. 可能有KNO3,肯定有Na2CO3 B. 肯定有KNO3,可能还有Na2CO3 C. 肯定没有Ba(NO3)2,可能有K2CO3 D. 肯定没有Na2CO3和Ba(NO3)2(二) 填空题1. 碱金属元素的原子最外层只有_个电子,易失去,故反应中是较强的_剂,从锂到铯,_性逐渐_,其根本原因是_.2. 在与水反应的比较中,锂与水反应比较_,钠与水反应比较_,而钾与水反应比钠与水反应_,其反应方程式为_.3. 将一小块钾投入CuCl2溶液中,反应时生成气体的化学式为_;一般生成沉淀的颜色是_,其化学式为_;有时在沉淀中可观察到有黑色固体物质生成,其化学式为_,以上各反应的化学方程式为_.4. 已知A为单质,B,C,D为含A元素的三种不同的化合物,用铂丝蘸取B,C,D的溶液进行焰色反应,都呈紫色.按下图转化关系,写出有关反应的化学方程(属离子反应的要求用离子方程式表示)._5. 草木灰中含有钾盐. 试按照实际操作先后顺序指出从草木灰中提取此钾盐的四个实验步骤:a_,b_,c_,d_. A过滤 B溶解 C浓缩结晶 D萃取 E冷却结晶 F蒸发 为完成上述前三个实验操作,分别应选用的仪器为 a_,b_,c_. A烧杯 B玻璃棒 C蒸发皿 D酒精灯 E漏斗 F滤纸 应如何鉴定所提取的晶体.写出有关的离子方程式.(三) 计算题1. 某碱金属在气温稍高时就呈液态,取它的氧化物10.12克,与硝酸作用后得该金属盐14克.问该金属是何种金属.2. 今有铷和另一种碱金属组成的合金6克,与水作用后生成0.2克H2,求另一种碱金属可能是什么?铷在该合金中可能的百分率是多少?提高性训练题1. 将mg CaCO3和ng KHCO3分别放入盛有50g HCl质量分数为3.65盐酸的两个容器中,若反应后两溶液的质量相等,则m和n的关系是( ) A. B. C. D. 2. 将CO2通入含溶质4克的NaOH溶液中,反应的产物在减压低温下蒸发,得到6.8克固体,求通入CO2的质量是多少?产物是什么?研究性训练题1. 在密闭容器中放入和两种固体共ag,将容器加热到200,经充分反应后,排除其中的气体,冷却,称得剩余的固体质量为bg,求容器中和各多少克?二. 能力训练题点拨与解答基础性训练题(一) 选择题1. A解析:由于锂的密度比煤油的密度小,若把锂放在煤油中仍浮在上面,不能隔绝空气,所以不能用煤油保存锂,而应将它封存在固体石蜡中.2. C解析:碱金属元素从锂到铯原子或离子半径依次增大,即,且对于同种元素来说,其原子半径将大于离子半径(离子比相应的原子少一个电子层),所以半径最小的为.3. A解析:本题是考查碱金属单质的物理性质的递变规律.碱金属单质的熔沸点随核电荷数的增大反而减小.密度是指单位体积内的质量.结构相似(即最外层电子数相同)的元素的单质密度一般都随核电荷数的增大而增大.4. B解析:碱金属元素的离子具有氧化性,其强弱的趋势与其单质还原性的趋势正好相反.即氧化性5. A,B解析:本题考查碱金属单质性质的相似性和递变性.由于铯的还原性是碱金属中最强的,它与氧气反应时将得到比氧化物和过氧化物更复杂的氧化物,即铯的氧化物不只有Cs2O一种;铯的熔点在碱金属中最低;与水反应最剧烈且同样放出氢气;由Na2CO3溶液显碱性，且CsOH的碱性比NaOH的碱性强,可推测出它的碳酸盐溶液具有明显碱性.6. A,C解析:根据碱金属元素的原子结构特点及性质的相似性和递变性,可知选项B,D是正确的;碱金属碳酸正盐的热稳定性都较大,受热时不能发生分解.另外铯单质的密度为,不可能象钠一样浮在水面上.7. A解析:焰色反应是某元素的性质,含有该元素的物质无论是单质还是化合物,都表现同一种焰色.8. C解析:设该金属的相对原子质量为M.2M 20.195g 0.005gM=39 为K元素.9. A解析:设该合金的平均相对原子质量为 2 2 9.2g 0.4g =23 由此说明两种碱金属的原子量M1,M2为M12323,则另一种碱金属原子量30,则另一碱金属的相对原子质量30,故可能是Li或Na.(1) 若另一种碱金属为Li,设合金中含铷的质量为y,则Li的质量为(6-y).则 y=5.01g=83.5(2) 若另一种碱金属为Na,设铷的质量为z,则Na的质量为(6-z) z=1.92g =32提高性训练题1. A解析: =1.825g 由于题目中没有提到哪种物质过量,所以需要讨论. 若HCl过量,则CaCO3,KHCO3适量,根据化学方程式,可求得m2.5g,n5g若反应后两溶液质量相等,由于CaCO3和KHCO3式量相等,则m=n 结合,m=n2.5g,n5g,但由于HCl适量且质量相等, CaCO3与HCl放出的CO2的质量比KHCO3与HCl放出的CO2的质量少,若保持溶液质量相等.则需m2.5g,n5g. D错误.当然还有一种情况,由于质量相等的CaCO3和KHCO3所消耗的HCl质量不同, CaCO3消耗的HCl会多些,所以还有可能是HCl对于CaCO3来说是少量,而对于KHCO3来说是过量,但这种可能与选项无关,就这道题而言可暂不考虑.2. 解析:CO2与NaOH反应有两种情况. CO2少量时 CO2过量时 本题只已知了NaOH的质量, CO2的量未知,所以需通过讨论CO2的量才可确定6.8克固体的成分. 假设CO2与NaOH反应只生成Na2CO3设生成Na2CO3的质量为x 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O80 1064g xx=5.3克. 假设CO2与NaOH反应只生成NaHCO3设生成NaHCO3的质量为y NaOH+CO2= NaHCO340 844g y y=8.4克.由于5.3g6.8g8.4g所以,6.8克固体应为Na2CO3和NaHCO3的混合物.设与NaOH反应生成Na2CO3的CO2质量为z,与Na2CO3反应的CO2质量为x,消耗Na2CO3质量为y.2NaOH+CO2=NaCO3+H2O Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 80 44 106 44 168 4g z y x z=2.2g由题意得: y=2.56g x=1.06g所以通入CO2的质量为2.2g+1.06g=3.26g研究性习题解析:本题中a克(NH4)2CO3与NaOH的混合物,在加热时(NH4)2CO3与NaOH要发生反应,因而存在反应物过量问题,但不知哪种反应物过量,故需讨论.设混合物中含(NH4)2CO3的质量为x,则NaOH的质量为(a-x) 若NaOH过量,根据反应式则有: (NH4)2CO3+2NaOHNa2CO3+2NH3+2H2O 96 80 106 70x (a-b)g 若(NH4)2CO3过量,剩余的(NH4)2CO3在加热时还要分解,生成NH3 H2O和CO2气体,故此时b克固体全为Na2CO3,根据钠元素质量守恒有 NaOH的质量=a-x=a-答:原容器中(NH4)2CO3的质量为或,NaOH的质量为或.