现行高中化学教材必修一-3.doc

第三节　碱金属元素 　人们把锂、钠、钾、铷、铯等叫作碱金属,放在一起研究,是由于它们之间存在着某种内在的联系这种内在的联系是什么呢？下面我们将从它们的构造特性和性质等来进行探讨一.碱金属元素的原子构造和碱金属的性质碱金属是一类化学性质非常活泼的金属,因此，它们在自然界中都以化合态存在，碱金属的单质都由人工制得表2－1中给出了碱金属元素的重要物理性质表２－1 碱金属的重要物理性质元素名称元素符号核电荷数颜色和状态密度①ｇ.cm-3熔点℃沸点℃锂Li3银白色,柔软0.５34180.513４7钠Na11银白色，柔软0．9７９7.81882.9钾K19银白色,柔软0．8663.65774铷Ｒｂ3７银白色，柔软1.53238.89688铯Cｓ55略带金色光泽,柔软１.8７92８．4０67８．4①密度是指常温时的数据由表2-1可以看出，碱金属除铯略带金色光泽外，其他的都是银白色碱金属都比较柔软,有展性碱金属的密度都较小,特别是锂、钠、钾碱金属的熔点都较低，如铯在气温稍高时就是液态此外，碱金属的导热、导电性能也都很强由表2-1的数据分析中还可得到某些规律性的知识：随着碱金属元素核电荷数的增长,它们的密度呈增大趋势,熔点和沸点逐渐减少。

我们再来分析碱金属元素的原子构造状况表2-2　碱金属元素的原子构造元素名称元素符号核电荷数电子层构造原子半径②nm锂Li3钠Ｎa11钾Ｋ１9铷Rb37铯Cs５5②锂、钠、钾等金属的原子半径，是指固态金属里2个邻近原子核间距离的1／2由表２-2,我们也可以得出某些规律性的知识:碱金属元素的原子，其最外电子层上都只有１个电子,随着核电荷数的增多，它们的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大根据上述事实，我们可以作如下推论：第一，元素的性质与原子最外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1个电子,因此,可以推论它们具有相似的化学性质如果以钠作为参照物，可以预测锂、钾、铷、铯等碱金属也能与氧气等非金属以及与水等起反映第二,由于随着核电荷数的增长,碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，因此，碱金属元素的原子失去最外电子层中电子的能力逐渐增强也就是说,碱金属元素的性质也具有差别性,从锂到铯,它们的金属性逐渐增强因此，钾、铷、铯与氧气或水的反映,将比钠更剧烈上述这些推论与否对的，需要通过实验和事实进行论证１．碱金属与非金属的反映【实验２－9】取一小块钾，擦干表面的煤油后,放在石棉网上稍加热（图2-14)。

观测发生的现象，并跟钠在空气中的燃烧现象进行对比同钠同样,钾也能与氧气起反映，并且反映比钠的更剧烈大量实验证明，碱金属都能与氧气起反映锂与氧气的反映不如钠剧烈,生成氧化锂:4Ｌｉ+Ｏ2 2Li２Ｏ在室温时，铷和铯遇到空气就会立即燃烧钾、铷等碱金属与氧气反映，生成比过氧化物更复杂的氧化物除与氧气反映外,碱金属还能与氯气等大多数非金属起反映，体现出很强的金属性，且金属性从锂到铯逐渐增强2.碱金属与水的反映【实验2－10】在一种盛有水的锥形瓶里滴入几滴酚酞试液取像黄豆那样大小的一小块钾,擦干表面的煤油后放入锥形瓶里，迅速用玻璃片盖好(图2－１5)观测所发生的现象，并跟钠与水的反映现象进行对比反映完毕后,取下玻璃片，迅速将燃着的小木条接近锥形瓶口，检查反映所生成的气体实验证明，同钠同样,钾也能与水起反映生成氢气和氢氧化钾钾与水的反映比钠与水的反映更剧烈，反映放出的热可以使生成的氢气燃烧，并发生轻微的爆炸，证明钾比钠的金属性更强2K＋２H2O=2ＫOH+H2↑大量实验还证明,碱金属都能与水起反映,生成氢氧化物并放出氢气例如，铷、铯与水的反映比钾与水的反映还要剧烈它们遇水立即燃烧，甚至爆炸上面实验及大量事实都证明,前面所作的推论是合理的,也是对的的。

二.焰色反映我们观测钠在空气中燃烧的现象时，会发现钠燃烧时的火焰呈现黄色如果我们炒菜时,不慎将食盐或食盐水溅在火焰上，也会发现火焰呈现黄色诸多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反映实验2-11】把装在玻璃棒上的铂丝（也可用光洁无锈的铁丝,或镍、铬、钨丝)放在酒精灯火焰（最佳用煤气灯,它的火焰颜色较浅)里灼烧,直到与本来的火焰颜色相似为止用铂丝蘸取碳酸钠溶液,放在火焰上灼烧,就可以看到火焰呈黄色(图2-16）实验后,要用稀盐酸洗净铂丝，并在火焰上灼烧到没有颜色时，再分别蘸取碳酸钾、氯化钾等溶液作实验在观测钾的火焰颜色时,要透过蓝色的钴玻璃去观测，这样可以滤去黄色的光,避免碳酸钾等中杂质钠所导致的干扰不仅碱金属和它们的化合物都能呈现焰色反映,钙、锶、钡、铜等金属也能呈现焰色反映根据焰色反映所呈现的特殊颜色,可以测定金属或金属离子的存在（某些金属或金属离子的焰色反映的颜色见彩图）节日晚上燃放的五彩缤纷的焰火,就是碱金属,以及锶、钡等金属化合物焰色反映所呈现的多种鲜艳色彩（见彩图）  讨论　 　制造玻璃的重要原料之一是纯碱当在玻璃管口点燃某些可燃性气体时,火焰常呈现黄色。

能否由此阐明这些气体的火焰为黄色吗?为什么？  资料 　某些金属或金属离子的焰色反映的颜色金属或金属离子锂铷钙锶钡铜焰色反映的颜色紫红色紫色砖红色洋红色黄绿色绿色 　阅读金属钾的发现 　18，英国化学家戴维在电解水研究的基本上，设想用电解的措施从氢氧化钾、氢氧化钠中分离出钾和钠最初,戴维用氢氧化钾饱和溶液进行电解当她接通电源后,从阳极得到的是氧气，从阴极得到的是氢气,证明水被电解了，而氢氧化钾却没有被分解于是她想在无水的条件下继续这项实验可是干燥的氢氧化钾并不导电，必须在表面吸附少量水分时才干导电18１０月６日,戴维将表面湿润的氢氧化钾放在铂制的器皿里，并用导线将电池与铂制器皿以及插在氢氧化钾里的电极相连,整套装置都暴露在空气中通电后来,氢氧化钾开始熔化戴维发目前阴极附近有带金属光泽的酷似水银的颗粒生成这些颗粒一经生成便上浮,一旦接触空气,就立即燃烧起来，产生明亮的火焰,甚至发生爆炸颗粒燃烧后光泽消失,成了白色粉末当戴维看到了这一惊人的现象时，欢喜若狂，居然在屋子里跳了起来，并在笔记本上写下：“重要的实验，证明钾碱被分解了!”后来,戴维在密闭的坩埚中电解潮湿的氢氧化钾,终于得到了一种银白色的金属。

戴维将这种银白色金属的颗粒投入水中,看到它在水面上急速转动,发出嘶嘶的声音,并燃烧发出浅紫色的火焰她确认自己发现了一种新的元素由于这种元素是从钾碱中分解出来的，因此戴维将它命名为“Potａｓsｉｕm”，中文译名为“钾”接着,戴维又以同样的措施从氢氧化钠中电解制得了钠  习  题  一．填空题１．碱金属元素中金属性最强的是___＿，原子半径最小的是____2.钠和钾都是活泼金属,钾比钠更____，由于钾的原子核外电子层数比钠的＿___,更容易____电子3.钠或__＿_灼烧时,火焰呈现＿__＿色;钾或＿___灼烧时,火焰呈现____色观测钾的焰色反映的颜色需透过____色的钴玻璃,这是为了避免__＿_中也许混有的＿＿__的干扰4.钾和钠各１g，分别与2０ｍL水反映，其中,反映更剧烈的是_＿__,在相似状况下,生成气体的质量大的是____二．选择题1.下列有关碱金属化学性质的论述中,错误的是                        ［    ］A．它们的化学性质都很活泼B.它们都是强还原剂C.它们都能在空气里燃烧生成M２Ｏ（M表达碱金属）D.它们都能与水反映生成氢气和碱2.金属钠比金属钾                                                                     ［   　］A．金属性强                       Ｂ.还原性弱C.原子半径大                   　D．熔点高3.下列有关Ｎa和Na+性质的论述中，对的的是                          [   　］A.它们都是强还原剂B．它们的电子层数相似Ｃ．它们都显碱性Ｄ．它们灼烧时都能使火焰呈现黄色4.某碱金属0.195g与足量的水反映时,生成0.005ｇ氢气，这种金属是   ［   　]A．锂                                 　B．钠C．钾                                  D．铷三．写出下列反映的化学方程式,标出电子转移的方向和数目，并指出氧化剂和还原剂。

1.锂在空气中燃烧２．钾在氯气中燃烧3.钾与水反映4.氧化钠与水反映四.如何鉴别Na2CＯ3、K2CＯ3、NaCl和K２SO4?写出有关反映的化学方程式和离子方程式五．计算题1．将１０gNa２O2固体置露在ＣO2中至反映完全，计算反映后生成固体的质量2．工业上常用金属钠来提炼钛、锆等已知在7０0℃~800 ℃时，钠可从四氯化钛(TｉCl４)中还原出钛写出有关反映的化学方程式,并计算用此法制取95.８g钛时需要钠的质量。