2019-2020年高一化學(xué) 知識點精析精練 堿金屬元素.doc

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2019-2020年高一化學(xué) 知識點精析精練 堿金屬元素 1．相似性 (1)原子結(jié)構(gòu)：最外層都是一個電子，M—e-＝M+。 (2)物理性質(zhì)：銀白色(銫金色)、質(zhì)軟、密度小、熔沸點低、導(dǎo)電性強。 (3)化學(xué)性質(zhì)：相似于鈉(與Cl2、O2、H2O、H+等反應(yīng))。 (4)最高價氧化物對應(yīng)水化物都為強堿(堿金屬名稱來源)。 2．差異性、遞變性隨Li、Na、K、Rb、Cs核電荷數(shù)遞增： (1)原子結(jié)構(gòu)：電子層數(shù)遞增，原子半徑增大。 (2)物理性質(zhì)：密度遞增、熔沸點遞減。Li密度小于煤油，存放于石蠟中以隔絕空氣和水。 (3)化學(xué)性質(zhì)：核對電子引力減弱，失電子能力增強，金屬性增強。 4Li+O2 2Li2O；4Na+O2 2Na2O；2Na+O2 Na2O2； 2K+O2 K2O2，加熱時生成更復(fù)雜的氧化物(KO2) (4)氧化物對應(yīng)水化物堿性增強。 3．焰色反應(yīng) 檢驗堿金屬元素(單質(zhì)、離子、溶液等物質(zhì)存在形式)存在，可用焰色反應(yīng)。焰色反應(yīng)是物理變化。 學(xué)法建議 1．分類研究法：物以類聚，把Li、Na、K、Rb、Cs放在一起分析而不一一加以分析，因為它們有共性而且它們有本質(zhì)相似的結(jié)構(gòu)背景。這樣，在研究物質(zhì)性質(zhì)時，只對某一物質(zhì)加以仔細深入的研究就能起到以點帶面的作用。這種簡捷、省事的做法，被科學(xué)家們稱為分類研究法。 2．堿金屬元素的學(xué)習(xí)從原子結(jié)構(gòu)入手，以鈉為點展開。從原子結(jié)構(gòu)到鈉，鈉到堿金屬元素，通過原子結(jié)構(gòu)分析堿金屬元素性質(zhì)遞變規(guī)律，這是本節(jié)主要的學(xué)習(xí)方法。 3．學(xué)會獲取、處理、輸出信息能力。課本中本節(jié)提供的表2-1和2-2，是讀表能力訓(xùn)練的良好素材。一方面，要能看懂圖表所包含的信息，從中找出規(guī)律；更重要的是，必須學(xué)會怎樣看、想，怎樣進行信息處理和加工。讀圖識表能力是自然科學(xué)工作者具備的基本素質(zhì)。 潛能開發(fā) [例1]由某堿金屬M及其氧化物M2O組成的混合物4．0g與水充分反應(yīng)后，蒸發(fā)溶液，最后得干燥固體5．0g，試通過計算和推理，給出該堿金屬元素的名稱。 思路分析 粗看題目似乎少條件，仔細分析卻不然，關(guān)鍵在于獲取題目中所包含數(shù)據(jù)的化學(xué)運用。 題中涉及的反應(yīng)有：2M+2H2O＝2MOH+H2↑ M2O+H2O＝2MOH 顯然每一個反應(yīng)都導(dǎo)致固體的質(zhì)量增加，可用極值思維法：固體只有M或M2O組成，進行M的相對原子質(zhì)量求算，可得M為28或 68，相對原子質(zhì)量處在此范圍的元素為鉀[K：39]元素。 [答案] 鉀 思維診斷 學(xué)生易用常規(guī)計算方法來求解而無法解答，如用極值思維方法進行求解就能快速解答。 極值思維是一種打破常規(guī)思維方式的臨界點(相當(dāng)于數(shù)學(xué)中的區(qū)間的上下限值的具體運用)。在化學(xué)計算中，若能進行該類思維的運用，可以收到事半功倍的效果。 [例2]在飽和NaCO3溶液中通入CO2會有晶體析出。向飽和NaCl溶液中通CO2并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，若向飽和NaCl溶液中先通NH3后，再通入CO2則會有晶體析出。其化學(xué)方程式：____________________，簡述其原因_____________________________。 思路分析 解析此題應(yīng)考慮先通CO2再通NH3和先通NH3再通CO2的不同之處，再考慮可能發(fā)生的反應(yīng)及產(chǎn)物溶解度大小。 NH3在水中的溶解度遠大于CO2，若先通CO2再通入NH3，生成的NH4HCO3太少，不利于NaHCO3析出。 [答案]NaCl(飽和)+NH3+CO2+H2O NH4Cl+NaHCO3； NH3易溶于水，使溶液呈堿性，有利于CO2的吸收，生成較多量NaHCO3。 思維診斷 此題實際是我國著名化工專家侯德榜舉世聞名的“侯氏制堿法”的基本原理部分。 題中“向飽和Na2CO3溶液中通入CO2會有晶體析出”指出NaHCO3的溶解度較Na2CO3小，忽略這句話對理解后面“析出”晶體有困難，會誤認(rèn)為析出的是NH4HCO3或NaCl。 [例3]金屬鉀在氧氣中燃燒能生成超氧化鉀(KO2)，KO2與 CO2或水反應(yīng)，均能生成O2，現(xiàn)有一定量的鉀、鈉合金，在足量的氧氣中燃燒后，反應(yīng)產(chǎn)物置于水中并通入足量的CO2，充分反應(yīng)后，最多放出的O2的質(zhì)量是最多吸收CO2質(zhì)量的。則原鈉、鉀合金中，鈉、鉀的質(zhì)量比為多少? 鈉、鉀合金在空氣中燃燒分別生成KO2和Na2O2，KO2和Na2O2與水反應(yīng)均放出O2，同時分別生成KOH和NaOH，而KOH與NaOH充分吸收CO2后分別生成KHCO3和NaHCO3。 設(shè)鈉、鉀合金中鉀為xg，鈉為yg。 生成 KO2為 根據(jù)4KO2 + 2H2O 4KOH + 3O2↑ 471 456 332 2Na2O2 + 2H2O 4NaOH + O2↑ 278 440 32 根據(jù)KOH + CO2 KHCO3 44 NaOH+CO2 NaHCO3 40 44 解得 [答案] Na、K質(zhì)量為161：195 解題規(guī)律 本題要仔細分析反應(yīng)的過程并能寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式，特別要注意的是，氫氧化鉀與氧化鈉在二氧化碳足量時發(fā)生反應(yīng)，其生成物為酸式鹽而不是正鹽。 知能達標(biāo)訓(xùn)練 1．下列有關(guān)堿金屬元素及其化合物的敘述：①堿金屬元素的次外層電子數(shù)是2或8；②堿金屬元素位于元素周期表的第IA族；③堿金屈的氯化物都是強電解質(zhì)；①堿金屬最高價氧化物的水化物都是強堿。其中正確的是 ( ) A．只有② B.只有④ C.只有①②④ D.①②③④ 答案:D 2．有關(guān)銣的敘述不正確的是 ( ) A.金屬銣投入水中會引起爆炸 B.銣?zhǔn)菑娺€原劑，銣離子具有弱的氧化性 C.灼燒氫氧化銣將分解為氧化銣和水蒸氣 D．氫氧化銣易溶于水,水溶液呈強堿性 答案:C 3．將4．6g鈉、2．4g鎂、2．7g鋁分別投入到100g 3．65％的鹽酸中經(jīng)充分反應(yīng)生成氫氣體積(均為標(biāo)準(zhǔn)狀況,由小到大的順序為 ( ) A．鋁>鎂>鈉 B.鈉>鎂>鋁 C．鎂＝鋁>鈉 D.鈉>鋁＝鎂 答案:D 酸不足，但Na能與水反應(yīng)產(chǎn)生H2 4．在空氣或氧氣中加熱，只能生成堿性氧化物的是 ( ) A．Li 13．Na C．K D．Rb 答案:A 5.以下關(guān)于鋰、鈉、鉀、銣、銫的敘述中不正確的是 ( ) ①氫氧化物中堿性址強的是CsOH;②單質(zhì)熔點最高的是銫；③它們都是熱和電的良導(dǎo)體； ④它們的密度依次增大，且都比水輕；⑤它們的還原性依次增強；⑥對應(yīng)離子的氧化性也依次增強。 A.①③ B.②⑤ C.②④⑥ D.①③⑤ 答案:C 6．欲觀察H2燃燒的顏色，燃氣導(dǎo)管的材料址好是 ( ) A.鈉玻璃 B.鉀玻璃 C.石英玻璃 D.銅管 答案:C 7．已知鋇的活動性處于鉀和鈉之間,則下述說法中可能成立的是 ( ) A.鋇可以從KCl溶液中置換出鉀 B.鋇可以從冷水中置換出氫 C.鋇可以從NaCl溶液中置換出鈉 D.在溶液中，Ba2+可以氧化單質(zhì)鋅生成Zn2+ 答案:B 8．氫化鋰(LiH)是一種離子化合物，它與水反應(yīng)生成H2。下述敘述正確的是 ( ) A.水溶液呈酸性 B．H-與He的核外電子排布相同 C.H-可以被還原成氫氣 D.H2O在反應(yīng)中作氧化劑 答案:BD 9．①鉀比水輕；②鉀的熔點較低；③鉀與水反應(yīng)時要放出熱量；④鉀與水反應(yīng)后溶液顯堿性。某學(xué)生將一小塊金屬鉀投入滴有酚酞的水中，這種操作能證明上述四點性質(zhì)中的 ( ) A.①④ B.僅④ C．除②外 D.全部 答案:D 10．堿金屬與鹵素所形成的化合物大都具有的性質(zhì)是：①高沸點；②能溶于水；③水溶液能導(dǎo)電；④低熔點；⑤熔融狀態(tài)不導(dǎo)電 ( ) A.①②③ B.③④⑤ C.①④⑤ D.②③⑤ 答案:A 11．mg某堿金屬R的單質(zhì)與3．55gCl2恰好反應(yīng)，生成了(m+3．55)g氯化物，將mgR與O2反應(yīng)，生成化合物質(zhì)量可能為 ( ) A．(m+6．4)g B.(m+0．8)g C．(m+1．6)g D．(m+2．4)g 答案:BC 12．將3g下列各組內(nèi)兩種金屬的混合物投入水中，若收集到0．1 g氫氣，此種混合物不可能是 ( ) A．Li和Na B.Rb和Ca C．Na和Cu D．K和Na 答案:A 綜合能力訓(xùn)練 1．為證明草木灰的主要成分是碳酸鉀，設(shè)計如下實驗： (1)提取碳酸鉀晶體：可供選擇的實驗操作步驟有：A.過濾 B.溶解 C.濃縮結(jié)晶 D.蒸發(fā)E.冷卻結(jié)晶 F．萃取 G.蒸餾 按照操作順序，應(yīng)選擇的有____________(寫編號)。在實驗中，都要使用到的儀器是__________。 答案: BADC；玻璃棒 (2)鑒定提取的晶體是碳酸鉀的方法是_______________________________。 答案: 加入稀鹽酸，生成的無色無味氣體通入石灰水變渾濁，證明CO2-3存在；透過藍色鈷玻璃觀察其焰色反應(yīng)為紫色，證明K+存在；則證明提取晶體為K2CO3。 2．100g無水KHCO3與K2CO3的混合物,在加熱至質(zhì)量恒定時，產(chǎn)生13．2gCO2，則混合物中KHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________________________。 答案: 60％ 3．某溫度下的NaOH的溶解度為ag。該溫度下，用bg水溶解一定量的Na2O2形成飽和溶液，需加入Na2O2的質(zhì)量為____________________。 答案: 39ab/(4 000+9a)g 4．向t℃時飽和Na2CO3溶液中加入ng無水Na2CO3，會析出mgNa2CO310H2O,則(m—n)為 ( ) A.飽和溶液失去水的質(zhì)量 B.飽和溶液失去溶質(zhì)的質(zhì)量 C.飽和溶液失去的水和溶質(zhì)的質(zhì)量之和 D.其數(shù)值為0,即溶液質(zhì)量不變 答案:C 5．(1997滬)某課外活動小組學(xué)生模擬呼吸面具中的原理(過氧化鈉與潮濕二氧化碳反應(yīng))，設(shè)計用下列儀器來制取氧氣并測量氧氣的體積。 下圖中量氣裝置E是由甲、乙兩根玻璃管組成，它們用橡皮管連通，并裝入適量水。甲管有刻度(0～50mL)，供量氣用；乙管可上下移動，以調(diào)節(jié)液面高低。 實驗室可供選用的藥品還有：稀硫酸、鹽酸、過氧化鈉、碳酸鈉、大理石、水。 試回答： (1)實驗裝置的連接順序是(填各接口的編號，其中連接膠管及夾持裝置均省略)：_______________。 答案: ⑤③④⑥⑦②①⑧(⑥⑦可對調(diào)) (2)裝置C中放入的反應(yīng)物是________和_______。 答案: 大理石、鹽酸 (3)裝置A的作用是______________。裝置B的作用是___________________ 答案: 吸收混在O2中未反應(yīng)完的CO2；吸收混在CO2中的HCl (4)為了較準(zhǔn)確地測量氧氣的體積，除了必須檢查整個裝置的氣密性之外，在讀反應(yīng)前后甲管中液面的讀數(shù)求其差值的過程中，應(yīng)注意_________________和________________(填寫字母編號) a.視線與凹液面低處相平。 b．等待片刻，待乙管中液面不再上升時，立刻讀數(shù) c.讀數(shù)時應(yīng)上下移動乙管，使甲、乙兩管液面相等 d．讀數(shù)時不一定使甲、乙兩管液面相平。 答案: a c 6．在太空長期飛行的載人宇航器中，每個宇航員平均每天需要消耗0．9 kg氧氣,呼出1．0 kg二氧化碳。為了能保持飛船座艙內(nèi)空氣成分的穩(wěn)定，宇航科學(xué)家進行了大量的科學(xué)探索，有的科學(xué)家提出“金屬過氧化物處理系統(tǒng)”，即不斷把座艙內(nèi)的空氣通過盛有金屬過氧化物(以過氧化鈉為例)的容器，并把處理后的氣體充入座艙，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式是①_____________________________; 答案: 2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 ②______________________；將處理后的氣體充和座艙時，應(yīng)注意采取的一項措施是_________________。有人提出用超氧化鉀(KO2)代替過氧化鈉供氧，預(yù)計其優(yōu)點是______________________。 答案: 2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑；補充適量的水蒸氣；消耗等質(zhì)量的CO2，KO2釋放出的O2比Na2O2更多 7．堿金屬的活動性很強，與氧氣反應(yīng)的情況較為復(fù)雜，生成的氧化物有：普通氧化物，如Na2O；過氧化物，如Na2O2；超氧化物，如KO2；臭氧化物，如RbO3，其中后三種氧化物都能與水或二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生氧氣。試分析寫出KO2與H2O、RbO3與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式： ___________________________；_______________________。 答案: 4KO2+2H2O 4KOH+3O2↑ 4RbO3+2CO2＝2Rb2CO3+5O2↑ 8．現(xiàn)有一種堿金屬的碳酸正鹽和另一種堿金屬的酸式碳酸鹽組成的混合物，取0．506g該混合物加熱至質(zhì)量不再反應(yīng)為止。把放出的氣體通入足量的澄清石灰水中，得到0．200g白色沉淀。把加熱后殘留的固體與足量稀硫酸充分反應(yīng)，生成的氣體經(jīng)充分干燥后通過足量的過氧化鈉粉末，結(jié)果過氧化鈉粉末增重0．084S。問： (1)混合物中酸式碳酸鹽有_____________g。(不用寫計算過程) 答案: 0．4 (2)加熱灼燒后殘留固體含碳酸鹽______________g。(不用寫計算過程) 答案: 0．382 (3)通過計算，確定這兩種鹽的化學(xué)式，寫出計算和推理過程。 答案: Na2CO3和KHCO3 提示：建立不定方程