碱金属元素精.ppt

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1、碱金属元素第1页，本讲稿共44页 第2页，本讲稿共44页元素元素颜色和状态颜色和状态密度密度gcm-3 熔点熔点 沸点沸点 锂锂 Li Li银白色银白色 柔软柔软 0.534180.5 1347钠钠 Na Na银白色银白色 柔软柔软 0.9797.81 882.9钾钾 K K银白色银白色 柔软柔软 0.8663.65 774铷铷 Rb Rb银白色银白色 柔软柔软 1.53238.89 688铯铯 Cs Cs略带金色光泽略带金色光泽 柔软柔软 1.87928.40 678.4第3页，本讲稿共44页 0.152 3锂锂元素元素名称名称元素元素符号符号核电核电荷数荷数电子层结构电子层结构原子半径原子

2、半径（nm）钠钠钾钾铯铯铷铷 11193755LiNa KRbCs 0.186 0.227 0.248 0.265第4页，本讲稿共44页相同点：相同点：最外层都只有一个电子。最外层都只有一个电子。不同点：不同点：核电荷数、电子层数逐渐增多。核电荷数、电子层数逐渐增多。一、碱金属元素的原子结构与性质的关系1、相似性：碱金属元素原子最外层都有1个电子，容易失去，跟钠相同，表现出强还原性。2、+递变性：从碱金属原子结构示意图可看出：随着核电荷数的递增，其电子层数依次增多，则原子半径依次增大，最外层电子离原子核越远，原子核对外层电子的吸引力依次减弱，原子失电子能力依次增强，金属性依次增强，还原性依次增

3、强。第5页，本讲稿共44页推论：1、元素的性质与原子最外层电子层中的电子数目、元素的性质与原子最外层电子层中的电子数目有密切关系。碱金属元素原子的最外层上都只有一个有密切关系。碱金属元素原子的最外层上都只有一个电子，因此，可以推论它们具有相似的化学性质。电子，因此，可以推论它们具有相似的化学性质。2、碱金属元素随着核电荷数的增加，原子半径越来、碱金属元素随着核电荷数的增加，原子半径越来越大，失电子能力越来越强，即还原性越来越强。这又越大，失电子能力越来越强，即还原性越来越强。这又导致了它们性质上的差异。导致了它们性质上的差异。第6页，本讲稿共44页碱金属的物理性质碱金属的物理性质 银白色有金属

4、光泽（除银白色有金属光泽（除Cs外），质软，有外），质软，有 延展性，密度较小，熔沸点较低，导电导热性强。延展性，密度较小，熔沸点较低，导电导热性强。相似性：相似性：差异性：差异性：熔、沸点随原子半径增大而降低，密度随原子半熔、沸点随原子半径增大而降低，密度随原子半径增大而增大。径增大而增大。第7页，本讲稿共44页一、一、碱金属元素物理性质的相似性碱金属元素物理性质的相似性 和递变性和递变性比较项比较项 相相似似性性递递变变性性 颜颜 色色硬硬 度度导导 电电 导导 热热 性性Li Na K Rb Cs银银 白白 色（色（铯略显金色铯略显金色）柔柔 软软很很 强强增增 大大 趋趋 势势（钾钾

5、钠钠 反反 常常）密密 度度 变变 化化熔熔 沸沸 点点 变变 化化依依 次次 减减 小小第8页，本讲稿共44页二：碱金属元素的结构二：碱金属元素的结构 相相 同同 点点递递变变性性Li Na K Rb Cs最最 外外 层层 都都 只只 有有 1个个 电电 子子核电荷数逐渐增大核电荷数逐渐增大电子层数逐渐增多电子层数逐渐增多原子半径逐渐增大原子半径逐渐增大第9页，本讲稿共44页二、递变性二、递变性Li Na K Rb Cs电子层数电子层数原子半径（离原子半径（离子）子）单质熔沸点单质熔沸点单质密度单质密度增大增大增大增大升高升高增大增大Na、K反常反常第10页，本讲稿共44页1、碱金属元素最外

6、层都只有一个电子，具有相似、碱金属元素最外层都只有一个电子，具有相似的化学性质。都与钠相似，在化学反应中容易失去的化学性质。都与钠相似，在化学反应中容易失去一个电子，形成一个电子，形成+1价的阳离子，具有很强的还原性价的阳离子，具有很强的还原性（金属性）。能与氧气等非金属以及水等反应。（金属性）。能与氧气等非金属以及水等反应。2、由于从锂到铯，核电荷数增大，电子层数增多，、由于从锂到铯，核电荷数增大，电子层数增多，原子半径增大，使得核对最外层电子的引力逐渐减原子半径增大，使得核对最外层电子的引力逐渐减小，也就是说碱金属元素的原子失去最外层电子的小，也就是说碱金属元素的原子失去最外层电子的能力逐

7、渐增强。即还原性（金属性）增强。从锂到能力逐渐增强。即还原性（金属性）增强。从锂到铯它们与氧气和水反应的剧烈程度增加。铯它们与氧气和水反应的剧烈程度增加。第11页，本讲稿共44页二、碱金属的物理性质色态、硬度、熔点、密度、导性（总结）三、碱金属的化学性质1、碱金属与非金属的反应实验2-9钾在空气中能燃烧，火焰呈紫色。比钾与氧气的燃烧更剧烈生成过氧化钾和比过氧化钾更复杂的氧化物。大量实验证明碱金属都能与氧气反应锂与氧气的反应不如钠剧烈，生成氧化锂。4Li+O2=2Li2O第12页，本讲稿共44页在室温下铷和铯遇到空气就会立即燃烧。钾铷等碱金属与氧气反应，生成比过氧化物更复杂的的氧化物。除与氧气反

8、应外，碱金属还能与氯气等大多数非金属反应，表现出很强的金属性，且金属性从锂到钠逐渐增强。2、碱金属与水的反应实验2-10现象：浮、熔、游、叫（燃、炸）、红原理：2K+2H2O=2KOH+H2实验现象解释：3、跟酸反应：4、跟盐的水溶液的反应：与原子结构理论对比分析四、焰色反应第13页，本讲稿共44页三、碱金属的化学性质1、碱金属与氧气等非金属反应、碱金属与氧气等非金属反应点燃点燃4Li+O2 2Li2O点燃点燃2Na+O2 2Na2O2钾、铷、铯与氧气反应生成的产物更钾、铷、铯与氧气反应生成的产物更为复杂为复杂第14页，本讲稿共44页2 2、碱金属与水反应、碱金属与水反应 2Li +2H2O=

9、2LiOH+H22Na+2H2O=2NaOH+H2 2K +2H2O=2KOH +H22Rb+2H2O=2RbOH+H22Cs+2H2O=2CsOH+H2通式通式：2M+2H2O=2MOH+H2 第15页，本讲稿共44页 结构结构 性质性质相相 似似 性性最外层只有最外层只有一个电子一个电子与氧气等非金属反应与氧气等非金属反应与水反应置换出氢气与水反应置换出氢气易失电子易失电子 强还原性（强金属强还原性（强金属性）性）递递变变性性电子层数增多，电子层数增多，原子半径增大原子半径增大与非金属反应越来越剧烈与非金属反应越来越剧烈与水反应越来越剧烈与水反应越来越剧烈失电子能力增强失电子能力增强 还原

10、性（金还原性（金属性）增强属性）增强第16页，本讲稿共44页第17页，本讲稿共44页递变性递变性Li Na K Rb Cs金属性金属性还原性还原性 单质与水反单质与水反应剧烈程度应剧烈程度最高氧化物最高氧化物对应水化物对应水化物碱性碱性LiNaKRbCsLiOHNaOHKOHRbOHCsOHLi是最轻的金属；是最轻的金属；Cs是最强的金属；是最强的金属；CsOH是最强的碱是最强的碱第18页，本讲稿共44页LiNaKRbCs与O2反应不如钠剧烈Li2O剧烈燃烧Na2O2剧烈燃烧生成比过氧化物更复杂的氧化物遇空气立即燃烧生成更复杂的氧化物遇空气立即燃烧生成更复杂的氧化物与H2O反应剧烈、生成H2更

11、剧烈、生成H2轻微的爆炸生成H2遇水立即燃烧爆炸遇水立即燃烧爆炸结论 金 属 性 增 强 第19页，本讲稿共44页第20页，本讲稿共44页化学性质化学性质：从锂到铯，碱金属随着核电荷数增多，原子半径增大，失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强：LiNaKRbCsLiNaKRbCs均为活泼金属，是强还原剂均为活泼金属，是强还原剂能与水剧烈反应能与水剧烈反应能与水剧烈反应能与水剧烈反应，生成氢氧化物和氢气，从锂到铯与水反应越来越剧烈，对应的碱的碱性越来越强LiOHNaOHKOHRbOHCsOHLiOHNaOHKOHRbOHCsOH。在空气中迅速被氧化在空气中迅速被氧化从锂到铯反应越来越剧烈，生成物越来

12、越复杂：锂：氧化物钠：氧化物；过氧化物钾、铷、铯：比过氧化物更复杂的氧化物。第21页，本讲稿共44页原子结构：原子结构：相似性：相似性：最外层只有一个电子，在化学反应中容易失去一个电最外层只有一个电子，在化学反应中容易失去一个电子，形成子，形成+1+1价的离子。价的离子。递变性：递变性：电子层数：电子层数：LiNaKRbCs LiNaKRbCs 原子半径原子半径LiNaKRbCsLiNaKRbCs 碱金属的物理性质碱金属的物理性质相相似似性性：银银白白色色（铯铯略略带带金金色色）;硬硬度度小小;密密度度小小;熔熔点低点低;导热、导电导热、导电递变规律：从锂到铯递变规律：从锂到铯密度呈减小趋势（

13、但钾反常）密度呈减小趋势（但钾反常）熔点、沸点逐渐降低熔点、沸点逐渐降低 第22页，本讲稿共44页二、碱金属元素的变化规律（按Li Na K Rb Cs 的顺序）它们原子半径的变化规律是：它们还原性的变化规律是：它们熔点、沸点的变化规律是：原子半径逐渐增大原子半径逐渐增大还原性逐渐增强还原性逐渐增强熔点、沸点逐渐降低熔点、沸点逐渐降低第23页，本讲稿共44页三、碱金属中的特殊性三、碱金属中的特殊性1、碱金属一般保存在煤油中，但、碱金属一般保存在煤油中，但Li的密度的密度比煤油小，故保存在石蜡中比煤油小，故保存在石蜡中2、Na、K密度反常密度反常3、Li和和O2反应生成反应生成Li2O4、将、将

14、Na、K等放入等放入CuSO4溶液中得不到金属溶液中得不到金属Cu发发生如下反应生如下反应2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+Na2SO4+H25、碱金属与水反应很快，但、碱金属与水反应很快，但Li与水反应很慢，与水反应很慢，且且LiOH属中强碱，溶解度小属中强碱，溶解度小第24页，本讲稿共44页第25页，本讲稿共44页焰色反应焰色反应1、焰色反应是元素的性质，与元素的存在、焰色反应是元素的性质，与元素的存在 状态无关。状态无关。2、焰色反应是指某些金属或它们的化合物、焰色反应是指某些金属或它们的化合物 在灼烧时会使火焰呈现出特殊的颜色。在灼烧时会使火焰呈现出特殊的颜色。多种金属及它

15、们的化合物在燃烧时使火焰呈特殊的颜色，这在化学上叫焰色反应。实验2-11第26页，本讲稿共44页3、焰色反应实验操作注意事项：、焰色反应实验操作注意事项：a 用稀盐酸把铂丝洗充分后，放在火焰用稀盐酸把铂丝洗充分后，放在火焰上灼烧至火焰恢复原来的颜色。目的是除上灼烧至火焰恢复原来的颜色。目的是除去铂丝上的杂质。去铂丝上的杂质。b 蘸取被灼烧物质于火焰上灼烧，观察火焰蘸取被灼烧物质于火焰上灼烧，观察火焰颜色。颜色。c c 观察观察K K的焰色反应时，要透过蓝色钴的焰色反应时，要透过蓝色钴玻璃，排除玻璃，排除NaNa的干扰。的干扰。第27页，本讲稿共44页4 4、应用：、应用：检验金属元素、焰火。检

16、验金属元素、焰火。5、掌握两种焰色反应颜色：、掌握两种焰色反应颜色：Na:黄色；黄色；K：紫色（透：紫色（透过蓝色钴玻璃）。过蓝色钴玻璃）。实验步骤：洗、烧、蘸、烧、观。解释：原理：原子或离子的外层电子获的电子 激发态电子基态电子+能量（光）焰色反应是金属或化合物的化学性质吗钠：黄色、钾：紫色。根据焰色反应的特殊颜色，可以鉴定金属或金属离子的存在。节日焰火：作业：第28页，本讲稿共44页第29页，本讲稿共44页问题探究 至今为止，我们鉴定物质，通常用哪至今为止，我们鉴定物质，通常用哪些方法（根据什么现象判断）些方法（根据什么现象判断）？鉴定钾、钠和它们的化合物，能用鉴定钾、钠和它们的化合物，能

17、用这些方法吗？为什么？这些方法吗？为什么？第30页，本讲稿共44页鉴别物质的方法 颜色改变法颜色改变法 酸能使紫色石蕊试液变红酸能使紫色石蕊试液变红 生成沉淀法生成沉淀法 Ag+Cl-=AgCl Ba2+SO42-=BaSO4 生成气体法生成气体法 2H+SO32-=H2O+SO2 NH4+OH-=NH3 +H2O碘遇淀粉变蓝碘遇淀粉变蓝Na+K+无色无色钾盐和钠盐均溶于水钾盐和钠盐均溶于水第31页，本讲稿共44页 焰 色 反 应定义定义：某些金属或金属化合物灼烧时使火焰呈现某些金属或金属化合物灼烧时使火焰呈现特殊的颜色，在化学上叫做焰色反应。特殊的颜色，在化学上叫做焰色反应。钾钾 紫色（透过

18、蓝色钴玻璃）紫色（透过蓝色钴玻璃）注意：注意：是物理变化，属元素性质，与价态无关是物理变化，属元素性质，与价态无关。焰色钠钠 黄色黄色钙钙 砖红色砖红色铜铜 绿色绿色第32页，本讲稿共44页读书与思考 请阅读课本请阅读课本111-112页，并思考：页，并思考：土壤里钾的含量并不少，为什么还要施用钾肥？土壤里钾的含量并不少，为什么还要施用钾肥？常用的钾肥有哪些？常用的钾肥有哪些？施用钾肥应注意哪些问题？施用钾肥应注意哪些问题？因含钾的矿物不溶于水，植物不能吸收。因含钾的矿物不溶于水，植物不能吸收。有有 KCl,K2SO4,K2CO3（草木灰的主要成分）（草木灰的主要成分）防止雨水淋失防止雨水淋失

19、氮磷钾三种肥料的合理配合。氮磷钾三种肥料的合理配合。第33页，本讲稿共44页本章精华本章精华 七反应两焰色七反应两焰色 2Na+O2 =Na2O2焰色：焰色：钠钠-黄色黄色 钾钾 紫色（透过钴玻璃）紫色（透过钴玻璃）考试热点：含钠的混和物成份的推断、计算及实验装置考试热点：含钠的混和物成份的推断、计算及实验装置。2Na+2H2O=2NaOH+H2 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O22Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O 离子方程式的书写离子方程式的书写电子转移电子转移点燃 2NaHCO3 =N

20、a2CO3+H2O+CO2第34页，本讲稿共44页 【例【例1 1】A A、B B、C C、D D、E E 五种物质在一定条件下相五种物质在一定条件下相互转化关系如下图所示：互转化关系如下图所示：ABDC+FSE+C+E(淡黄色固体）淡黄色固体）一定一定条件条件 试写出试写出 A A、B B、C C、D D、E E 的化学式的化学式 写出反应的化学方程式：写出反应的化学方程式：A+C A+C A+E A+E B+E B+ENa2O2NaO2H2OH2OH2CO2 O22Na+O2 =Na2O2点燃2Na+2H2O =4NaOH+H22Na2O2+2CO2 =2Na2CO3+O2第35页，本讲稿

21、共44页 例例22 在用金属钠制取在用金属钠制取NaNa2 2O O时，通常采用时，通常采用下法：下法：2NaNO2NaNO2 2+6Na=4Na+6Na=4Na2 2O+NO+N2 2 试说明采用此法的原因。试说明采用此法的原因。以退为进，从条件的反面去思考：如不以退为进，从条件的反面去思考：如不 用此法，而直接用金属钠在空气中燃烧，会用此法，而直接用金属钠在空气中燃烧，会 引起什么后果？就不难得出采用此法的原因。引起什么后果？就不难得出采用此法的原因。金属钠在空气中燃烧会生成金属钠在空气中燃烧会生成Na2O2,而在而在N2气氛中反应生成的气氛中反应生成的Na2O就不会被就不会被 氧化成氧化

22、成Na2O2。第36页，本讲稿共44页 例例3 18.4g NaOH 18.4g NaOH 和和 NaHCO NaHCO3 3 固体混和物，在密固体混和物，在密闭容器中加热到闭容器中加热到250,250,经充分反应后排出气体，冷却。经充分反应后排出气体，冷却。所得剩余固体质量为所得剩余固体质量为16.6g,16.6g,试计算混和物中试计算混和物中NaOHNaOH的百的百分含量。分含量。解：解：NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O40 g84g 106 g124g18.4gA 124g:18.4g =106g:A A=15.7g 16.6 g 结论：结论：NaOH 过量过量，应按，应按N

23、aHCO3 计算。计算。第37页，本讲稿共44页 例例3 18.4g NaOH 18.4g NaOH 和和 NaHCO NaHCO3 3 固体混和物，在密固体混和物，在密闭容器中加热到闭容器中加热到250,250,经充分反应后排出气体，冷却。经充分反应后排出气体，冷却。所得剩余固体质量为所得剩余固体质量为16.6g,16.6g,试计算混和物中试计算混和物中NaOHNaOH的百的百分含量。分含量。NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O84g 18 gB18.4g 16.6g=1.8g84g:B =18g:1.8g B=8.4g 设混和物中设混和物中NaHCONaHCO3 3 的质量为的质量

24、为B B NaOH%=(18.4-8.4)g18.4 g 100%=54.3%第38页，本讲稿共44页 例例5 30mL0mL可能由可能由COCO、COCO2 2和和O O2 2组成的混和气体与足量过氧组成的混和气体与足量过氧化钠充分反应，气体体积变为化钠充分反应，气体体积变为25mL.25mL.引燃此剩余气体。恢复引燃此剩余气体。恢复到原始温度后测得体积为到原始温度后测得体积为20mL20mL，分析原气体组成。，分析原气体组成。2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22mL 1mLx=10mLy=5mL2CO +O2 =2CO2分析：分析：设反应前后体积变化为设反应前后体积变化为VV1mL(30-25)mL2mL1mL x=10mL(25-20)mL若引燃后气体中含若引燃后气体中含10mL CO2 和和10 mLCO VV1mL2mLVV y=5mL z=10mL则原气体中含则原气体中含CO 20mL，CO2 和和10 mL 若引燃后气体中含若引燃后气体中含10mL CO2 和和10 mLO2 则原气体中含则原气体中含CO 10mL，CO2 和和10 mL，O2 10mL第39页，本讲稿共44页第40页，本讲稿共44页第41页，本讲稿共44页第42页，本讲稿共44页第43页，本讲稿共44页第44页，本讲稿共44页