碱金属知识点规律大全 1.钠 [钠的物理性质]很软,可用小刀切割;具有银白色金属光泽(但常见的钠的表面为淡黄色); 密度比水小而比煤油大(故浮在水面上而沉于煤油中);熔点、沸点低;是热和电的良导体. [钠的化学性质] (1) Na 与 O2 反应: 常温下: 4Na + O2=2Na2O,2Na2O + O2=2Na2O2 (所以钠表面的氧化层既有 Na2O 也有 Na2O2,且 Na2O2 比 Na2O 稳定). 加热时: 2Na + O2 Na2O2(钠在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体). (2)Na 与非金属反应:钠可与大多数的非金属反应,生成+1 价的钠的化合物.例如: 2Na + C12 2NaCl 2Na + S Na2S (3)Na 与 H2O 反应.化学方程式及氧化还原分析: 离子方程式: 2Na + 2H2O=2Na + 2OH + H2↑ Na 与 H2O 反应的现象: ①浮 ②熔 ⑧游 ④鸣 ⑤红. (4)Na 与酸溶液反应.例如: 2Na + 2HCl=2NaCl + H2↑ 2Na + H2SO4=Na2SO4 + H2↑ + + 由于酸中 H 浓度比水中 H 浓度大得多,因此 Na 与酸的反应要比水剧烈得多. 钠与酸的反应有两种情况: ①酸足量(过量)时:只有溶质酸与钠反应. ②酸不足量时:钠首先与酸反应,当溶质酸反应完后,剩余的钠再与水应.因此,在涉及 有关生成的 NaOH 或 H2 的量的计算时应特别注意这一点. (5)Na 与盐溶液的反应. 在以盐为溶质的水溶液中, 应首先考虑钠与水反应生成 NaOH 和 H2, 再分析 NaOH 可能发生的反应.例如,把钠投入 CuSO4 溶液中: 2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑ 2NaOH + CuSO4=Cu(OH)2↓ + Na2SO4 注意:钠与熔融的盐反应时,可置换出盐中较不活泼的金属.例如: 4Na + TiCl4(熔融) 4NaCl + Ti [实验室中钠的保存方法] 由于钠的密度比煤油大且不与煤油反应, 所以在实验室中通常将 钠保存在煤油里,以隔绝与空气中的气体和水接触. 钠在自然界里的存在:由于钠的化学性质很活泼,故钠在自然界中只能以化合态的形 式(主要为 NaCl,此外还有 Na2SO4、Na2CO3、NaNO3 等)存在. [钠的主要用途] (1)制备过氧化钠.(原理:2Na + O2 Na2O2) + - (2)Na-K 合金(常温下为液态)作原子反应堆的导热剂.(原因:Na-K 合金熔点低、导热性 好) (3)冶炼如钛、锆、铌、钽等稀有金属.(原理: 金属钠为强还原剂) (4)制高压钠灯.(原因: 发出的黄色光射程远,透雾能力强) 2.钠的化合物 [过氧化钠] 物理性质 化 学 性 质 与 H2O 反应 与 CO2 反应 强氧化剂 用 说明 途 淡黄色固体粉末 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 现象:反应产生的气体能使余烬的木条复燃;反应放出的热能使棉 花燃烧起来 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 说明:该反应为放热反应 能使织物、麦秆、羽毛等有色物质褪色 呼吸面具和潜水艇里氧气的来源;作漂白剂 (1)Na2O2 与 H2O、CO2 发生反应的电子转移情况如下: 由此可见,在这两个反应中,Na2O2 既是氧化剂又是还原剂,H2O 或 CO2 只作反应物, 不参与氧化还原反应. (2)能够与 Na2O2 反应产生 O2 的,可能是 CO2、水蒸气或 CO2 和水蒸气的混合气体. (3)过氧化钠与水反应的原理是实验室制氧气方法之一,其发生装置为“固 + 液 → 气体” 型装置. [碳酸钠与碳酸氢钠] Na2CO3 NaHCO3 俗名 颜色、 状态 水溶性 热稳定性 纯碱、苏打 白色粉末.碳酸钠结晶水合物的化 学式为 Na2CO3·10H2O 易溶于水 加热不分解 较缓慢.反应分两步进行: - + - CO32 + H = HCO3 - + HCO3 + H = CO2↑+ H2O 不反应 CO32 + Ca2 = CaCO3↓ - + 小苏打 白色晶体.无结晶水合物 溶于水,但溶解度比 Na2CO3 小 加热易分解.化学方程式为: 2NaHCO3 H2O Na2CO3 + CO2 ↑ + 与酸反应 与 NaOH 反应 与 CaCl2 溶液反应 鉴别方法 主要用途 相互关系 较剧烈,放出 CO2 的速度快 - + HCO3 + H = CO2↑+H2O NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O 酸式盐与碱反应可生成盐和水 不反应。Ca(HCO3)2 溶于水 ①固态时: 分别加热,能产生使澄清石灰水变浑浊气体的是 NaHCO3 ②溶液中: 分别加入 CaCl2 或 BaCl2 溶液,有白色沉淀产生的是 Na2CO3 ①用于玻璃、制皂、造纸等 ②制烧碱 ①用作制糕点的发酵粉②用于泡沫 灭火器③治疗胃酸过多 说明 (1)由于 NaHCO3 在水中的溶解度小于 Na2CO3, 因此, 向饱和的 Na2CO3 溶液中通入 CO2 气体,能析出 NaHCO3 晶体. (2)利用 Na2CO3 溶液与盐酸反应时相互滴加顺序不同而实验现象不同的原理,可在不加任何 外加试剂的情况下,鉴别 Na2CO3 溶液与盐酸. *[侯氏制碱法制 NaHCO3 和 Na2CO3 的原理] 在饱和 NaCl 溶液中依次通入足量的 NH3、CO2 气体,有 NaHCO3 从溶液中析出.有关反应的化学方程式为: NH3 + H2O + CO2 =NH4HCO3 NH4HCO3 + NaCl =NaHCO3↓+ NH4Cl 2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑ 3.碱金属元素 [碱金属元素的原子结构特征] 碱金属元素包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)和放射性元素钫(Fr). (1)相似性:原子的最外层电子数均为 1 个,次外层为 8 个(Li 原子次外层电子数为 2 个).因 此,在化学反应中易失去 1 个电子而显+1 价. (2)递变规律:随着碱金属元素核电荷数增多,电子层数增多,原子半径增大,失电子能力 增强,金属活动性增强. [碱金属的物理性质] (1)相似性:①都具有银白色金属光泽(其中铯略带金黄色);②柔软;③熔点低;④密度小, 其中 Li、Na、K 的密度小于水的密度;⑤导电、导热性好. (2)递变规律:从 Li → Cs,随着核电荷数的递增,密度逐渐增大(特殊:K 的密度小于 Na 的 密度),但熔点、沸点逐渐降低. [碱金属的化学性质] 碱金属的化学性质与钠相似.由于碱金属元素原子的最外层电子数均为 1 个,因此在化学 反应中易失去 1 个电子,具有强还原性,是强还原剂;又由于从 Li → Cs,随着核电荷数的 递增,电子层数增多,原子半径增大,原子核对最外层电子吸引力减弱,故还原性增强. (1)与 O2 等非金属反应.从 Li → Cs,与 O2 反应的剧烈程度逐渐增加. ①Li 与 O2 反应只生成 Li2O: 4Li + O2 2Li2O ②在室温下,Rb、Cs 遇到空气立即燃烧; ③K、Rb、Cs 与 O2 反应生成相应的超氧化物 KO2、RbO2、CsO2. (2)与 H2O 反应.发生反应的化学方程式可表示为: 2R + 2H2O = 2ROH + H2↑ (R 代表 Li、Na、K、Rb、Cs). 从 Li→Na,与 H2O 反应的剧烈程度逐渐增加.K 与 H2O 反应时能够燃烧并发生轻微爆炸; Rb、Cs 遇 H2O 立即燃烧并爆炸.生成的氢氧化物的碱性逐渐增强(其中 LiOH 难溶于水). [焰色反应] 是指某些金属或金属化合物在火焰中灼烧时,火焰呈现出的特殊的颜色. (1) 一些金属元素的焰色反应的颜色: 钠——黄色;钾——紫色;锂——紫红色;铷——紫色; 钙—一砖红色;锶——洋红色;钡——黄绿色;铜——绿色. (2)焰色反应的应用:检验钠、钾等元素的存在. 二、知识概述: 1.碱金属元素原子结构、单质性质、制法: 名称和符号 原子序数 原子结构结 构简图 结 主要化合价 相同点 不同点 原子半径 构 离子半径 金属活动性 单质还原性 阳离子氧化 性 物 理 性 质 颜色和状态 密度 熔点 沸点 跟氧气反应 化 学 性 质 跟卤素反应 跟硫反应 与水反应 与酸反应 与盐溶液反 应 制法 +1 +1 +1 锂(Li) 3 钠(Na) 11 钾(K) 19 铷(Rb) 37 +1 铯(Cs) 55 +1 最外层电子数相同,都是 1 个电子 核电荷数不同,原子核外电子层数不同,依次增多 随着核电荷数的增大,原子半径依次增大 随着核电荷数的增大,离子半径依次增大 随着核电荷数的增大,金属活动性依次增强 随着核电荷数的增大,单质还原性依次增强 随着核电荷数的增大,阳离子氧化性依次减弱 银白色固体(铯略带金色) 0.534g/cm 3 0.97g/cm 3 0.86g/cm3 (反常) 1.523g/cm3 1.879g/cm3 随着核电荷数的增大,单质的熔点依次递减 随着核电荷数的增大,单质的沸点依次递减 4Li+O2==2Li2O 4Na+O2=2Na2O 点燃 2Na+O2===Na2O2 K+O2===KO2 点燃 复杂氧化 物 复杂氧化 物 2M+X2=2MX(M、X2 表示碱金属、Cl2 等) 2M+S=M2S 2M+2H2O=2MOH+H2↑ 反应剧烈程度:Li