一、碱金属的归纳
碱金属是非常活泼的金属,在反应中容易失去最外层的电子,变成正一价的金属离子,由于其氧化物的水化物都是可溶于水的强碱,因此称这些金属为碱金属。其氧化物的水化物与酚酞变成粉红色。
1、锂( li):锂的金属性比钠要弱,是因为锂只有两个电子层,原子半径小,原子核对最
外层的那个电子束缚力强,不易失去电子,因此,锂的金属性在碱金属中算是最弱的。
2、钠( Na):金属钠保存在煤油中,这是因为钠遇水发生氧化还原反应。金属钠很软,可
以用小刀切开,泛着银白色的金属光泽。钠的密度为 0.97 g· cm- 3,比水的密度小,可以浮在水面上。钠原子最外电子层只有一个电子,在化学反应中该电子很容易失去,因此,钠的化学性质非常活泼,能与氧气等许多非金属及水反应。
3、钾( K):比钠更活泼的碱金属,即在氧化还原反应中更容易失去一个电子,遇水发生
剧烈的反应,甚至爆炸。因此,即使钾的碱性很强,但一般实验室制取碱液不选择这类金属。通常选用安全性更高,碱性也相对较强的钠。
4、铷、铯:金属性更强,遇到空气即燃烧,与氧气反应生成比过氧化物更复杂的氧化物。
二、碱金属的反应
1、氧化还原反应
2 Na+ 2 H 2 O 2 NaOH+ H 2↑
三、试题分析
1、 NaHCO 3粉末与 Na 2 CO 3粉末混合,共 20 g,放在试管中充分加热,如图所示,取下装有 NaHCO 3与 Na 2 CO 3粉末的试管,经称量,减少了 4.4 g,试计算①原 NaHCO 3粉末与 Na 2 CO 3粉末各有多少克? ②请描述石灰水的变化,并写出化学方程式?③试说明如果继续往石灰水中通入 CO 2气体会有什么变化,并用化学方程式证明?
解答:
①根据反应可知,试管减少的重量是因为 NaHCO 3受热分解出 CO 2气体,所以减少的 4.4 g是 CO 2的质量,根据方程式:
NaHCO 3的相对分子质量是 84,根据等式可知混合物中 NaHCO 3的质量为 16.8 g
②石灰水变浑浊,是因为 CO 2气体与石灰水产生 CaCO 3的白色沉淀,反应方程式为:
Ca (OH) 2+ CO 2= CaCO 3↓+ H 2 O
③继续往产生沉淀的石灰水中通 CO 2气体,会使浑浊的石灰水又变澄清,具体反应方程式为:
CaCO 3+ H 2 O+ CO 2 Ca( HCO 3) 2
小知识:在已经产生 CaCO 3的石灰水中继续通入 CO 2气体会使 CO 2与水结合成碳酸—— H 2 CO 3,
这是一种微弱的酸,但是却可以与 CaCO 3沉淀发生反应,生成可溶于水的碳酸氢钙( Ca( HCO 3) 2)。
2、实验题
有六种无色溶液 A、 B、 C、 D、 E、 F,
① A与 C混合生成无色无味气体 H和 B
② H能使 E变浑浊,生成不溶于水的白色沉淀 G,继续加入 H白色沉淀消失
③ A与 B的焰色反应都呈黄色
④ D加热可以产生 H
⑤ C与 D反应生成 B与 H
⑥ A溶液与 F溶液反应生成 G与 B
试判断 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H各为什么物质,并写出每步的反应方程式。
解答:
首先,根据②可以判断气体 H为 CO 2气体,(目前接触的气体通入溶液产生白色沉淀,继续通气体白色沉淀消失的,可以立刻想到 CO 2气体与 Ca (OH) 2溶液),所以溶液 E: Ca (OH) 2 G: CaCO 3 H: CO 2 E: Ca (OH) 2 G: CaCO 3
根据①和③,可以判断 A与 B为钠盐溶液,又因为④⑤,可以试着判断 A为 Na 2 CO 3,而 C为 HCl,因此 B为 NaCl, D为 NaHCO 3。从⑥可以看出,这是一个复分解反应, F为钙盐,由于 B是 NaCl所以 F为 CaCl 2。
A: Na 2 CO 3 B: NaCl C: HCl D: NaHCO 3 E: Ca (OH) 2 F: CaCl 2 G: CaCO 3 H: CO 2
反应方程式:
① Na 2 CO 3+ 2 HCl 2 NaCl+ H 2 O+ CO 2↑
② Ca (OH) 2+ CO 2 CaCO 3↓+ H 2 O;
③ 2 CaCO 3+ H 2 O+ CO 2 Ca( HCO 3) 2
④ 2 NaHCO 3 Na 2 CO 3+ CO 2↑+ H 2 O
⑤ HCl+ NaHCO 3 NaCl+ H 2 O+ CO 2↑
⑥ CaCl 2+ Na 2 CO 3 CaCO 3↓+ 2 NaCl
小知识:
为什么 C不可能是 H 2 SO 4?这是因为白色沉淀 G通入 CO 2后沉淀会消失,如果是 H 2 SO 4的话,沉淀 CaSO 4是不会消失的。我们可以通过经典的反应,以及焰色反应很快的判断出未知的化学物质。所以,经典反应要牢记!