第二节碱金属元素1碱金属元素单质的物理性质和化学性质。2焰色反应的概念及钾、钠化合物的检验。3运用原子结构的知识分析碱金属在性质上的差异及递变规律。(1)结构在周期表中的位置：第 族。原子结构a相同点： 相同；b不同点： 不同；原子结构示意图为： ， 。A最外层电子数最外层电子数电子层数电子层数(2)性质相似性a最高正价均为 价；b均为活泼金属元素，氧化物对应的水化物均为 ；c碱金属单质均能和非金属单质发生反应；d碱金属单质均能和水发生反应： (M代表碱金属)。1可溶性碱可溶性碱2M2H2O=2MOHH2递变性(按原子序数递增的顺序)a原子半径逐渐 ；b单质的熔、沸点呈现 趋势；c元素的金属性逐渐 ；d与O2反应的产物越来越复杂，反应程度 ；e与水反应越来越剧烈。增大增大降低降低增强增强越来越剧烈越来越剧烈下列有关碱金属元素及其化合物的叙述：碱金属元素原子的次外层电子数是2或8；碱金属元素位于元素周期表的A族；碱金属的氯化物都是强电解质；碱金属的最高价氧化物的水化物都是强碱。其中正确的是()A只有B只有C只有 D【解析】A、A(除H外)次外层电子数饱和正确；RCl(R碱金属)是典型离子化合物正确。【答案】D(1)概念 在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色。焰色反应是金属元素的性质。(2)用品： (或铁、铬丝等)、酒精灯、试剂。(3)操作：洗烧蘸 烧。(4)火焰颜色：钠为 、钾为 (透过蓝色钴玻璃)。(5)应用：检验金属单质或离子。许多金属及它们的化合物许多金属及它们的化合物铂丝铂丝黄黄紫紫下列对进行焰色反应实验操作的注意事项的说明，正确的是()钾的火焰颜色，要透过蓝色钴玻璃观察先把铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同，再蘸被检验物质每次实验后，要用盐酸把铂丝洗净实验时最好选择本身颜色较微弱的火焰没有铂丝，也可用光洁无锈的铁丝代替A仅有不正确 B仅有不正确C仅有不正解 D全对【解析】每次实验前后均要用稀盐酸洗净铂丝，而不选用稀硫酸，是因为加热时稀盐酸易挥发除去。钾及钾的化合物中常含有钠元素，钠的焰色是黄色，可以掩盖紫色光。【答案】D(1)碱金属中，从LiCs，密度呈增大的趋势，但(K)0.862 g/cm3(Na)0.971 g/cm3。(2)酸式盐的溶解度一般大于正盐，但溶解度NaHCO3Na2CO3。(3)氧在化合物中一般显2价，氢显1价，但Na2O2、H2O2中的氧显1价，NaH、CaH2中的氢显1价。(4)试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但金属Na、K等除外。(5)一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属，但对非常活泼的金属Na、K等除外。如：2NaCuSO42H2O=Cu(OH)2H2Na2SO4。(6)氧化产物的特殊性。碱金属在空气中燃烧，只有Li氧化生成Li2O；其余的生成过氧化物(如Na2O2)或更复杂氧化物(如KO2)。(7)碱金属单质密度都较小，其中锂的密度是所有金属中最小的。(8)碱金属单质熔点都较低，只有Li高于100 。(9)碱金属的碳酸盐中只有Li2CO3难溶于水且受热易分解。(与MgCO3相似)(10)碱金属的氢氧化物中，只有LiOH溶解度较小(可溶于水)且受热(100 左右)易分解。其余均易溶于水且受热难分解。(11)钾、钠在常温下为固态，但钾、钠合金在常温下为液态，可作原子反应堆的导热剂。根据碱金属的相似性和递变性，可以推断不常见碱金属元素(如Rb、Cs)及其化合物性质，根据碱金属元素单质的特殊性可以找到推断题的突破点。关于铯及其化合物的以下各说法中不正确的是()A氢氧化铯是一种强碱B铯与水或酸溶液的反应剧烈，都生成氢气C碳酸铯经加热可生成氧化铯和二氧化碳D无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4【解析】钠作为碱金属的代表元素，铯与钠元素的原子结构有相似之处，最外层电子数为1，都是典型的金属元素，化合价为1价，对应的氢氧化物都是强碱，铯的原子半径比钠的原子半径更大，核对外电子的束缚力更小，所以铯比钠的金属活动性更强，也可与水或酸反应生成氢气，且反应的强烈程度比钠更高。无水硫酸铯的化学式应与无水硫酸钠的化学式一样。因此A、B、D都是正确的。钠或其他碱金属的碳酸正盐加热时不分解，碳酸铯也一样，因此C选项是不正确的。【答案】C (1)定义金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊颜色的性质，这在化学上叫做焰色反应。根据焰色反应所呈现的特殊颜色，可以判断某些金属或金属离子的存在。(2)步骤取铂丝用盐酸洗涤，放在火焰上灼烧到无色；蘸取试样(单质、化合物、液、固均可)在火焰上灼烧，观察火焰的颜色。根据颜色可确定金属元素的存在，如果观察钾的火焰颜色时，要透过蓝色的钴玻璃。可概括为：洗、烧、蘸、烧。(3)重要元素的焰色反应钠元素黄色、钾元素紫色透过蓝色的钴玻璃观察，以排除黄色光(常混有钠的杂质)的干扰，焰色反应属物理变化。与元素存在状态(单质、化合物)、物质的聚集状态(气、液、固)等无关，只有少数金属元素有焰色反应。(4)应用：碱金属元素及其化合物的综合推断中的突破点。焰色反应是元素的一种物理性质。焰色反应的显色过程与气体物质燃烧时产生各色火焰的过程有着本质的区别。焰色反应并非金属及其化合物自身发生燃烧反应而产生各种颜色火焰的过程，而是它们的原子或离子的外围电子被激发而产生的各种颜色光的过程。有A、B、C、D、E、F、G、H、I等全部由短周期元素组成的九种常见物质。已知：其中只有B、C、F为单质，且常温常压下，B为固态，C、F为气态；化合物中仅A、E为气态；在常温下，D为淡黄色固体；H的焰色反应呈黄色。它们的转化关系(反应条件未注明)如图所示：试回答：(1)写出下列物质的化学式：E_，F_，H_，I_。(2)写出A与D反应的化学方程式：_。(3)写出B与G反应的化学方程式：_。【解析】本题主要考查学生熟练掌握和灵活运用知识的能力。短周期元素组成的常见气态单质(除稀有气体外)有：H2、O2、N2、F2、Cl2。由知H中含有钠元素，且D为淡黄色固体，由反应：A(气态化合物)DH(含Na的化合物)C(气态单质)推知：A为CO2，D为Na2O2，H为Na2CO3，C为O2。由B(固态单质)C(O2)A(CO2)推知B为碳，进而推知E为CO。由C(O2)与F(气态单质)G(氧化物)和置换反应：G(氧化物)B(碳)E(CO)F(气态单质)知F为H2，G为H2O，因此I为NaOH。【答案】(1)COH2Na2CO3NaOH(2)2CO22Na2O2=2Na2CO3O2(3)CH2O(g) COH2某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀。甲同学认为两者反应只生成了一种沉淀CuCO3；乙同学认为两者相互促进水解，只生成了一种沉淀Cu(OH)2；丙同学认为生成了CuCO3和Cu(OH)2两种沉淀。查阅资料知：CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水.按照乙同学的理解，Na2CO3溶液和CuSO4溶液反应的化学方程式为_。在探究沉淀物成分前，须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作为过滤、洗涤、干燥。.请用下图所示装置，选择必要的试剂，定性探究生成物的成分。(1)各装置连接顺序为_。(2)装置C中所装试剂的名称是_。(3)能证明生成物中有CuCO3的实验现象是_。.若CuCO3和Cu(OH)2两者都有，可通过下列所示装置进行定量分析来测定其组成。(1)装置C中碱石灰的作用是_，实验开始时和实验结束时都要通入过量的空气，其作用分别是_、_。(2)若沉淀样品的质量为m g，装置B的质量增加了n g，则沉淀中CuCO3的质量分数为_。【解析】.(1)Na2CO3溶液和CuSO4溶液发生双水解反应，故化学方程式为Na2CO3CuSO4H2O=Cu(OH)2Na2SO4CO2。.装置连接顺序为发生装置(A)检验水的装置(C)检验CO2的装置(B)，所以C中应装无水硫酸铜。.(1)先弄清楚整套装置的连接顺序为CABDE。要使A装置中CuCO3和Cu(OH)2分解得到的H2O和CO2全部进入B和D装置，必须通入过量的空气来驱赶，为避免空气中的水蒸气和二氧化碳的影响，装置C中要装碱石灰。(2)通过装置B的质量增加n g，计算出Cu(OH)2的质量为49n/9 g。所以沉淀中CuCO3的质量分数为(m49n/9)/m100%149n/(9m)100%。【答案】.Na2CO3CuSO4H2O=Cu(OH)2Na2SO4CO2.(1)ACB(2)无水硫酸铜(3)装置B中澄清石灰水变浑浊.(1)吸收空气中的水蒸气和CO2将装置中原有的含水蒸气和CO2的空气赶出将装置中滞留的水蒸气和CO2赶出(2)149n/(9m)100%1(2008年广东化学)海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是()A从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2B海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质D利用潮汐发电是将化学能转化为电能【解析】B项，蒸发过程为物理变化；C项，海水中的钾元素为化合态，得到单质钾为化学变化；D项，潮汐是涨潮、落潮的过程，潮汐发电过程中无化学变化。【答案】A2(2008年海南化学)与氨碱法比较，下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是()A提高了原料的原子利用率B降低了生产成本C减少了环境污染D减轻了对设备的腐蚀【解析】联合制碱法把合成氨和纯碱两种产品联合生产，提高了食盐的利用率，缩短了生产流程，减少了对环境污染。【答案】D3以下各项叙述中错误的是()A原子半径由小到大的顺序是LiNaKRbCsB同一种碱金属元素的离子半径比原子半径小C碱金属单质的密度比较为LiKNaRbD碱金属离子的氧化性比较为LiNaKRb【解析】【答案】DA同族元素核电荷数越大，原子半径越大正确B金属原子失去电子后，半径减小正确CK的性质出现反常现象，其密度比钠小正确D随核电荷数的增大，碱金属原子的还原性逐渐增强，对应阳离子的氧化性逐渐减弱错误4用光洁的铂丝在蘸取了某无色溶液后，在无色火焰上灼烧，直接观察，火焰呈黄色，下列各判断正确的是()A只含有NaB一定含有Na，可能有KC既含有Na，又含有K D可能有Na，可能有K【解析】本题考查焰色反应，Na元素的火焰颜色呈黄色。观察钾的火焰颜色时要透过蓝色的钴玻璃片，这样可以滤去黄光，避免钠元素杂质的干扰，没法直接观察钾元素的火焰颜色，不能确定。【答案】B5在下列四种演示金属钾与水反应的实验装置图中正确的是()【解析】钾与H2O反应非常剧烈，能使产生的H2燃烧并发生轻微的爆炸，为防止液体溅出，需在反应器口部盖上玻璃片。【答案】B6最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素，质量数是85。根据材料回答下列问题：(1)关于铷的结构和性质判断正确的是 ()与水反应比钠强烈它的原子半径比钠小它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2它的阳离子最外层电子数和镁相同它是还原剂ABC D(2)氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是()A氢化铷溶于水显酸性B氢化铷中氢离子被还原为氢气C氢化铷与水反应时，水是还原剂D氢化铷中氢离子最外层有两个电子(3)现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4 L，这种碱金属可能是()ALi BNaCK DCs【答案】(1)D(2)D(3)AB