堿金屬元素
Ⅰ.課標要求
1.以研究物質性質的方法和程序來探究鈉的性質。
2.以研究碳的化合物來探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質。
Ⅱ.考綱要求
1.掌握鈉及其化合物的知識。
2.探究堿金屬的遞變規律.
Ⅲ.教材精講
一.本章知識結構體系及要注意的幾點問題
1. Na2O的穩定性要小于Na2O2，所以Na2O在加熱情況下與O2反應變成Na2O2
2. NaHCO3溶解度Na2CO3溶解度，所以向飽和Na2CO3溶液中通CO2會析出NaHCO3晶體
3. NaHCO3受熱易分解，Na2CO3則不易
4. 有時向Na2O2固體上滴加酚酞試液，開始變紅，后來褪色，那是因為Na2O2的強氧化性和漂白作用
5. 將Na2CO3溶液逐滴加入稀鹽酸中，馬上就會釋放出氣體。
Na2CO3+2HCL=2NaCL+H2O+CO2↑，而將稀鹽酸逐滴加入Na2CO3溶液中則開始無氣泡，后來產生氣泡。Na2CO3+HCL=NaHCO3+NaCL NaHCO3+HCL=NaCL+H2O+CO2↑可利用這種正反滴加來鑒別鹽酸與Na2CO3
6. NaOH與NaHCO3不能共存，無論混溶于水或加熱，首先考慮二者之間的反應 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
7. 向Na2CO3與NaOH的混合溶液中逐滴滴加稀鹽酸，首先考慮HCL+NaOH=NaCL+H2O再考慮5
8. 堿金屬從Li→Rb熔沸點逐漸降低
9. 焰色反應為物理變化而不是化學變化，它體現了元素的性質
10. 將Na2CO3轉變為NaHCO3，可采取持續不斷的通入CO2氣體的方法Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，NaHCO3轉變為Na2CO3可采取加熱的方法，也可以采取滴加適量NaOH的方法NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
11. Na2O2的電子式 Na+[:O:O:]2-Na+其中O的化合價為-1價
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑ 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
均為自身的氧化還原反應，而Na2O2+SO2=Na2SO4則為Na2O2與SO2間的氧化還原反應
12. 將NaHCO3加熱時，固體質量的減少并不單為CO2，而為CO2與H2O的質量之和，所以可利用2NaHCO3=N2CO3+H2O+CO2↑
168 106 62
m1 m2 ?m
對應成比例來解決具體問題.
Ⅳ.典型例題
例1.寫出鈉和氯化鐵溶液反應的化學方程式和現象，并標出電子轉移方向和總數。
【解析】根據鈉與硫酸銅溶液反應過程可寫出此反應方程式：
鈉浮游溶液面上，熔成小球，嘶嘶作響放出無色氣體，鈉球逐漸消失，溶液中產生紅褐色沉淀。
例2. 下列各步反應中，A為金屬，B為淡黃色固體，且每一物質均含A元素
寫出A、B、C、D、E、F的化學式及有關化學方程式。
【解析】此題的解題關鍵是要先判斷出已知具體色態的B為何物質，金屬對應的化合物呈現淡黃色的暫判定為Na2O2，那么就可以引出D為NaCl，C + CO2 + H2O?F，F C，而Na2O2可以生成C，C可以生成NaCl，從而推導出各物質：
答案：A?NaB?Na2O2C?Na2CO3
D?NaClE?NaOHF?NaHCO3
有關化學方程式：略。
例3以下各敘述中錯誤的是（ ）
A．原子半徑由小到大的順序是Li＜Na＜K＜Rb＜Cs
B．同一種堿金屬元素的離子半徑比原子半徑小
C．堿金屬單質的密度比較Li＜K＜Na＜Rb
D．堿金屬離子的氧化性比較為Li+＜Na+＜K+＜Rb+
【解析】堿金屬元素的原子半徑和離子半徑都隨核電荷的遞增、電子層數的遞增而遞增。即：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs；Li+＜Na+＜K+＜Rb+＜Cs+。同一堿金屬元素的原子半徑＞離子半徑，即：Na＞Na+，K＞K+，所以A、B正確。
堿金屬單質的密度，總趨勢隨核電荷數遞增而加大，Na、K例外，所以C也正確。
堿金屬金屬性隨核電荷數遞增而增強，即還原性增強，對應的陽離子氧化性遞減，所以D是錯誤。
答案：D
Ⅴ.跟蹤訓練
一、選擇題（下列各題均只有一個合理答案）
1、下列關于堿金屬的描述中正確的是
A．均可保存于煤油中 B．密度都比水小
C．鋰的熔沸點最高 D．氫氧化物受熱易分解
2、下列離子方程式正確的是
A．鉀與水：
B．與鹽酸：
C．（溶液）：
D．
3、將5.12gKOH 和KHCO3混合物在260℃時加熱后冷卻到原溫，發現固體質量減少了0.98g，則原混合物中KOH和KHCO3物質的量的關系是
A．B．
C．D．按任意比混合
4、1L、1mol/L KOH溶液吸收0.8mL CO2,所得溶液中的物質的量濃度之比為：
A．1∶3B．2∶1C．2∶3D．3∶2
5、人們往往要向農田里施用鉀肥，其主要原因是
A．土壤里鉀的含量太少，要靠施用鉀肥才能滿足農作物的需要
B．土壤里鉀的含量不少，但大多以難溶于水的礦物形式存在，作物難以吸收。
C．土壤里鉀的含量不少，但易雨水淋失，應經常補充
D．鉀是植物生長中需要量最大的元素，因此需要不斷補充
二、選擇題（下列各題均有二個合理答案）
6、有關純堿晶體（Na2CO3?10H2O）的敘述中，錯誤的是
A．加熱晶體能生成NaHCO3B．將晶體放置空氣中質量會減輕
C．Na2CO3可做干燥劑D．晶體溶于水后具有堿的性質
7、用NA表示阿伏加德羅常數，下列說法不正確的是
A．2.3gNa與水反應，產生H2 0.1 NA個
B．1mol O2在反應中作氧化劑時所得電子數一定為4NA
C．1mol鈉與水完全反應，被還原的水分子為NA個
D．1mol/L NaOH溶液中所含的鈉離子數為NA
8.、關于Na2CO3和NaHCO3性質的有關敘述正確的是
A．在水中溶解性：Na2CO3
C．與酸反應的速度：Na2CO3
9、將CO2分別通入下列各溶液中，不可能產生沉淀的是
A．CaCl2溶液 B．石灰水
C．飽和Na2CO3溶液D．BaCl2溶液
10、下列有堿金性銣(Rb)的敘述中，正確的是
A.灼燒氯化銣時，火焰有特殊顏色 B.硝酸銣是離子化合物，易溶于水
C.在鈉、鉀、銣三種單質中，銣的熔點最高 D.氫氧化銣是弱堿
三、本題包括4小題
11. 有M，R，Q，V，W，X，Y，Z八種物質，它們之間存在如下關系：
???
?
?
其M、Q、Y是單質，Q、Y在常溫、常壓下為氣體，Z是硫酸鹽，鈉、鉀化合物性質相似。
回答下列問題：
（1）寫出各代號的化學式（或分子式）
M ，R ，Q ，V ，W ，X ，
Y ，Z
（2）寫出下列有關化學反應的方程式和離子方程式，并標出電子轉移方向和總數
反應? ， 反應? ，
12、貼有A、B、C、D標簽的四瓶無色溶液，已知它們是。根據下列實驗現象，回答問題：
（1）寫出各試劑瓶中溶質的化學式：
A B C D ____
（2）寫出各步反應的離子方程式：
? ? ? ? ? ____
13. 海水占地球總儲水量的97.2%。若把海水淡化和化工生產結合起來
（1）海水中含有大量的氯化鈉。氯化鈉中的金屬元素位于元素周期表第 族。
（2）目前國際上實用的“海水淡化”主要技術之一是蒸餾法。蒸餾法是將海水變成蒸汽，蒸汽經過冷卻而得高純度淡水，由此可判斷蒸餾法是 （填物理變化、化學變化）
（3）工業上利用電解飽和食鹽水可制得重要化工產品，反應式為：
食鹽+H2O NaOH+H2+Cl2（未配平）。該反應中食鹽的化學式是_______________。利用電解所得氣體制36.5%的濃鹽酸1000t，最少需要消耗食鹽 t。
（4）近年來有人提出了一種利用氯堿工業產品及氯化鈉循環治理含二氧化硫廢氣并回收二氧化硫的方法，該方法的流程如下：
寫出②④的化學反應方程式：
⑸ 上述亞硫酸氫鈉與甲醛經過一定反應，可以合成俗稱“吊白塊”（雕 *** ）的物質。因吊白塊對人體有害，不能用于食品漂白。其結構簡式為：HOCH2SO3Na，根據其結構特點，吊白塊能發生的反應有：
A.皂化反應 B.聚合反應 C.與金屬鈉反應 D.氧化反應
14. 根據侯德榜制堿法原理并參考下表的數據，實驗室制備純堿Na2CO3的主要步驟是：
將配制好的飽和NaCl溶液倒入燒杯中加熱，控制溫度在30?35℃，攪拌下分批加入研細
的NH4HCO3固體，加料完畢后，繼續保溫30分鐘，靜置、過濾得NaHCO3晶體。用少量
蒸餾水洗滌除去雜質，抽干后，轉入蒸發皿中，灼燒2小時，得Na2CO3固體。
四種鹽在不同溫度下的溶解度（g/100g水）表
溫度
鹽 溶解度0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃100℃
NaCl35.735.836.036.336.637.037.339.8
NH4HCO311.915.821.027.0?①???
NaHCO36.98.19.611.112.714.516.4?
NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.377.3
①＞35℃NH4HCO3會有分解
請回答：
⑴ 反應溫度控制在30?35℃，是因為若高于35℃，則_____________________________，若低于30℃，則_____________________________，為控制此溫度范圍，采取的加熱方法為_________________。
⑵ 加料完畢后，繼續保溫30分鐘，目的是________________________________________。 靜置后只析出NaHCO3晶體的原因是___________________________________________。 用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去_______________雜質（以化學式表示）
⑶ 過濾所得的母液中含有___________________________（以化學式表示），需加入_______，并作進一步處理，使NaCl溶液循環使用，同時可回收NH4Cl
⑷ 測試純堿產品中NaHCO3含量的方法是：準確稱取純堿樣品W g，放入錐形瓶中加蒸餾水 溶解，加1?2滴酚酞指示劑，用物質的量濃度為c（ mol/L）的HCl溶液滴定至溶液由紅色到無色（指示CO32?+H+==HCO3?反應的終點），所用HCl溶液的體積為V1 mL，再加1?2滴甲基橙指示劑，繼續用HCl溶液滴定至溶液由黃變橙，所用HCl溶液總體積為V2 mL。寫出純堿樣品中NaHCO3質量分數的計算式：
NaHCO3% = ______________________________。
四、本題包括4小題
15. 現有一定量含有Na2O雜質的Na2O2試樣.請從圖4-3中選用適當的實驗裝置，設計一個最簡單的實驗，則定Na2O2試樣的純度（可供選用的反應物只有CaCO3固體，6mol/L鹽酸和蒸餾水）.
圖4-3
請填寫下列空白
(1)寫出在實驗中Na2O2和Na2O分別發生反應的化學方程式 ， .
(2) 應選用的裝置是（只要求寫出圖中裝置的標號） .
(3)所選用裝置的連接順序應是（填各接口的字母，連接膠管省略）
16. 已知某純堿試樣中含有NaCl雜質，為測定試樣中純堿的質量分數，可用右圖中的裝置進行實驗。
主要實驗步驟如下：
① 按圖組裝儀器，并檢驗裝置的氣密性
② 將a g試樣放入錐形瓶中，加適量蒸餾水溶解，得到試樣溶液
③ 稱量盛有堿石灰的U型管的質量，得到b g
④ 從分液漏斗滴入6mol?L?1的硫酸，直到不再產生氣體時為止
⑤ 從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣
⑥ 再次稱量盛有堿石灰的U型管的質量，得到c g
⑦ 重復步驟⑤和⑥的操作，直到U型管的質量基本不變，為d g
請填空和回答問題：
⑴ 在用托盤天平稱量關品時，如果天平的指針向左偏轉，說明________________________。
⑵ 裝置中干燥管B的作用是___________________________________________。
⑶ 如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸，測試的結果_________________（填偏高、偏低或不變）。
⑷ 步驟⑤的目的是__________________________________________。
⑸ 步驟⑦的目的是__________________________________________。
⑹ 試樣中純堿的質量分數的計算式為___________________。
⑺ 還可以用其它實驗方法測定試樣中純堿的質量分數。請簡述一種不同的實驗方法。
17. 我國化學侯德榜（右圖）改革國外的純堿生產工藝，生產流程可簡要表示如下：
(1) 上述生產純堿的方法稱，副產品的一種用途為。
(2) 沉淀池中發生的化學反應方程式是。
(3) 寫出上述流程中X物質的分子式。
(4) 使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，主要是設計了（填上述流程中的編號）的循環。從沉淀池中取出沉淀的操作是。
(5)為檢驗產品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，可取少量試樣溶于水后，再滴加 。
(6) 向母液中通氨氣，加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產品，通氨氣的作用有 。
(a) 增大NH4+的濃度，使NH4Cl更多地析出(b) 使NaHCO3更多地析出
(c) 使NaHCO3轉化為Na2CO3，提高析出的NH4Cl純度
一.1.C 2.C. 3.C 4.A.5.B.
二.6.AC 7.AD.8.BC.9. AD 10.AB
三11. （1）
（2）?
?
12、（1）A?NaHSO4B?Ba(NO3)2C?K2SO4D?K2CO3
（2）①2H++COH2O+CO2②
③④
⑤
13. ⑴ ⅠA或第一主族
⑵ 物理變化
⑶ NaCl，58.5
⑷ NaOH+SO3==NaHSO3 ， NaHSO3+HCl==NaCl+H2O+SO2 ↑
⑸ C、D
14. ⑴ NH4HCO3分解
反應速率降低
水浴加熱
⑵ 使反應充分進行
NaHCO3的溶解度最小
NaCl NH4Cl NH4HCO3
⑶ NaHCO3 NaCl NH4Cl NH4HCO3
HCl
[4]
四.
15.（1）2Na2O2+2H2O === 4NaOH+O2↑ Na2O+H2O === 2NaOH
(2)⑤①④ (3)(G)接(A)(B)接(F)
16. （1）樣品重，砝碼輕
（2）防止空氣中的CO2和水氣進入U型管中
（3）偏高
（4）把反應中的CO2全部導入U型管中
（5）判斷反應中的CO2是否全部排出，并被U型管中的堿石灰吸收
（6） ×100%
(7) 取一定量的純堿試樣，溶入適量的蒸餾水中，加入足量的BaCl2溶液，過濾、洗滌、干燥、稱量濾渣（BaCO3） （或其它合理答案）
17.
（1）聯合制堿法或侯德榜制堿法
化肥或電解液或焊藥等（其他合理答案均給分）
（2）NH3 + CO2 + H2O + NaCl → NH4Cl + NaHCO3↓
或 NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3 NH4HCO3 + NaCl → NaHCO3↓ + NH4Cl
（3）CO2
（4）I過濾
（5）稀硝酸和硝酸銀溶液
（6）a、c
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