堿金屬元素精品課件

1、堿金屬元素第1頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五 第2頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五元素顏色和狀態(tài)密度gcm-3 熔點(diǎn) 沸點(diǎn) 鋰 Li銀白色 柔軟 0.534180.5 1347鈉 Na銀白色 柔軟 0.9797.81 882.9鉀 K銀白色 柔軟 0.8663.65 774銣 Rb銀白色 柔軟 1.53238.89 688銫 Cs略帶金色光澤 柔軟 1.87928.40 678.4第3頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五 0.152 3鋰元素名稱元素符號核電荷數(shù)電子層結(jié)構(gòu)原子半徑（nm）鈉鉀銫銣 11193755LiNa K

2、RbCs 0.186 0.227 0.248 0.265第4頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五相同點(diǎn)：最外層都只有一個(gè)電子。不同點(diǎn)：核電荷數(shù)、電子層數(shù)逐漸增多。一、堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系1、相似性：堿金屬元素原子最外層都有1個(gè)電子，容易失去，跟鈉相同，表現(xiàn)出強(qiáng)還原性。2、+遞變性：從堿金屬原子結(jié)構(gòu)示意圖可看出：隨著核電荷數(shù)的遞增，其電子層數(shù)依次增多，則原子半徑依次增大，最外層電子離原子核越遠(yuǎn)，原子核對外層電子的吸引力依次減弱，原子失電子能力依次增強(qiáng)，金屬性依次增強(qiáng)，還原性依次增強(qiáng)。第5頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五推論：1、元素的性質(zhì)與

3、原子最外層電子層中的電子數(shù)目有密切關(guān)系。堿金屬元素原子的最外層上都只有一個(gè)電子，因此，可以推論它們具有相似的化學(xué)性質(zhì)。2、堿金屬元素隨著核電荷數(shù)的增加，原子半徑越來越大，失電子能力越來越強(qiáng)，即還原性越來越強(qiáng)。這又導(dǎo)致了它們性質(zhì)上的差異。第6頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五堿金屬的物理性質(zhì) 銀白色有金屬光澤（除Cs外），質(zhì)軟，有 延展性，密度較小，熔沸點(diǎn)較低，導(dǎo)電導(dǎo)熱性強(qiáng)。相似性：差異性： 熔、沸點(diǎn)隨原子半徑增大而降低，密度隨原子半徑增大而增大。第7頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五一、堿金屬元素物理性質(zhì)的相似性 和遞變性比較項(xiàng) 相似性遞變性 顏 色

4、硬 度導(dǎo) 電 導(dǎo) 熱 性Li Na K Rb Cs銀 白 色（銫略顯金色）柔 軟很 強(qiáng)增 大 趨 勢（鉀 鈉 反 常）密 度 變 化熔 沸 點(diǎn) 變 化依 次 減 小第8頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五二：堿金屬元素的結(jié)構(gòu) 相 同 點(diǎn)遞變性Li Na K Rb Cs最 外 層 都 只 有 1個(gè) 電 子核電荷數(shù)逐漸增大電子層數(shù)逐漸增多原子半徑逐漸增大第9頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五二、遞變性Li Na K Rb Cs電子層數(shù)原子半徑（離子）單質(zhì)熔沸點(diǎn)單質(zhì)密度增大增大升高增大Na、K反常第10頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五

5、1、堿金屬元素最外層都只有一個(gè)電子，具有相似的化學(xué)性質(zhì)。都與鈉相似，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去一個(gè)電子，形成+1價(jià)的陽離子，具有很強(qiáng)的還原性（金屬性）。能與氧氣等非金屬以及水等反應(yīng)。2、由于從鋰到銫，核電荷數(shù)增大，電子層數(shù)增多，原子半徑增大，使得核對最外層電子的引力逐漸減小，也就是說堿金屬元素的原子失去最外層電子的能力逐漸增強(qiáng)。即還原性（金屬性）增強(qiáng)。從鋰到銫它們與氧氣和水反應(yīng)的劇烈程度增加。第11頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五二、堿金屬的物理性質(zhì)色態(tài)、硬度、熔點(diǎn)、密度、導(dǎo)性（總結(jié)）三、堿金屬的化學(xué)性質(zhì)1、堿金屬與非金屬的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)2-9鉀在空氣中能燃燒，火焰呈紫色。比鉀與氧

6、氣的燃燒更劇烈生成過氧化鉀和比過氧化鉀更復(fù)雜的氧化物。大量實(shí)驗(yàn)證明堿金屬都能與氧氣反應(yīng)鋰與氧氣的反應(yīng)不如鈉劇烈，生成氧化鋰。4Li+O2=2Li2O第12頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五在室溫下銣和銫遇到空氣就會立即燃燒。鉀銣等堿金屬與氧氣反應(yīng)，生成比過氧化物更復(fù)雜的的氧化物。除與氧氣反應(yīng)外，堿金屬還能與氯氣等大多數(shù)非金屬反應(yīng)，表現(xiàn)出很強(qiáng)的金屬性，且金屬性從鋰到鈉逐漸增強(qiáng)。2、堿金屬與水的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)2-10現(xiàn)象：浮、熔、游、叫（燃、炸）、紅原理：2K+2H2O=2KOH+H2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋：3、跟酸反應(yīng)：4、跟鹽的水溶液的反應(yīng)：與原子結(jié)構(gòu)理論對比分析四、焰色反應(yīng)第13頁，共

7、44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五三、堿金屬的化學(xué)性質(zhì)1、堿金屬與氧氣等非金屬反應(yīng)點(diǎn)燃4Li + O2 2Li2O點(diǎn)燃2Na + O2 2Na2O2鉀、銣、銫與氧氣反應(yīng)生成的產(chǎn)物更為復(fù)雜第14頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五2、堿金屬與水反應(yīng) 2Li + 2H2O = 2LiOH + H22Na + 2H2O = 2NaOH + H2 2K + 2H2O = 2KOH + H22Rb + 2H2O = 2RbOH + H22Cs + 2H2O = 2CsOH + H2通式：2M+ 2H2O = 2MOH + H2 第15頁，共44頁，2022年，5月20

8、日，10點(diǎn)0分，星期五 結(jié)構(gòu) 性質(zhì)相 似 性最外層只有一個(gè)電子與氧氣等非金屬反應(yīng)與水反應(yīng)置換出氫氣易失電子 強(qiáng)還原性（強(qiáng)金屬性）遞變性電子層數(shù)增多，原子半徑增大與非金屬反應(yīng)越來越劇烈與水反應(yīng)越來越劇烈失電子能力增強(qiáng) 還原性（金屬性）增強(qiáng)第16頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五第17頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五遞變性Li Na K Rb Cs金屬性還原性 單質(zhì)與水反應(yīng)劇烈程度最高氧化物對應(yīng)水化物堿性LiNaKRbCsLiOHNaOHKOHRbOHCsOHLi是最輕的金屬；Cs是最強(qiáng)的金屬；CsOH是最強(qiáng)的堿第18頁，共44頁，2022年，5月20

9、日，10點(diǎn)0分，星期五LiNaKRbCs與O2反應(yīng)不如鈉劇烈Li2O劇烈燃燒Na2O2劇烈燃燒生成比過氧化物更復(fù)雜的氧化物遇空氣立即燃燒生成更復(fù)雜的氧化物遇空氣立即燃燒生成更復(fù)雜的氧化物與H2O反應(yīng)劇烈、生成H2更劇烈、生成H2輕微的爆炸生成H2遇水立即燃燒爆炸遇水立即燃燒爆炸結(jié)論 金 屬 性 增 強(qiáng) 第19頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五第20頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五化學(xué)性質(zhì)：從鋰到銫，堿金屬隨著核電荷數(shù)增多，原子半徑增大，失電子能力逐漸增強(qiáng)，金屬性逐漸增強(qiáng)：LiNaKRbCs均為活潑金屬，是強(qiáng)還原劑能與水劇烈反應(yīng)，生成氫氧化物和氫氣，

10、從鋰到銫與水反應(yīng)越來越劇烈，對應(yīng)的堿的堿性越來越強(qiáng)LiOHNaOHKOHRbOHCsOH 。在空氣中迅速被氧化從鋰到銫反應(yīng)越來越劇烈，生成物越來越復(fù)雜：鋰：氧化物鈉：氧化物；過氧化物鉀、銣、銫：比過氧化物更復(fù)雜的氧化物。第21頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五原子結(jié)構(gòu)：相似性：最外層只有一個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去一個(gè)電子，形成+1價(jià)的離子。遞變性： 電子層數(shù)： LiNaKRbCs 原子半徑LiNaKRbCs 堿金屬的物理性質(zhì)相似性：銀白色（銫略帶金色）;硬度小;密度小;熔點(diǎn)低;導(dǎo)熱、導(dǎo)電遞變規(guī)律：從鋰到銫密度呈減小趨勢（但鉀反常）熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸降低 第22頁，共44頁

11、，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五二、堿金屬元素的變化規(guī)律（按Li Na K Rb Cs 的順序）它們原子半徑的變化規(guī)律是：它們還原性的變化規(guī)律是：它們?nèi)埸c(diǎn)、沸點(diǎn)的變化規(guī)律是： 原子半徑逐漸增大還原性逐漸增強(qiáng)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸降低第23頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五三、堿金屬中的特殊性1、堿金屬一般保存在煤油中，但Li的密度比煤油小，故保存在石蠟中2、Na、K密度反常3、Li和O2反應(yīng)生成Li2O4、將Na、K等放入CuSO4溶液中得不到金屬Cu發(fā)生如下反應(yīng)2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+Na2SO4+H25、堿金屬與水反應(yīng)很快，但Li與水反應(yīng)很慢

12、，且LiOH屬中強(qiáng)堿，溶解度小第24頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五第25頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五焰色反應(yīng)1、焰色反應(yīng)是元素的性質(zhì)，與元素的存在 狀態(tài)無關(guān)。2、焰色反應(yīng)是指某些金屬或它們的化合物 在灼燒時(shí)會使火焰呈現(xiàn)出特殊的顏色。多種金屬及它們的化合物在燃燒時(shí)使火焰呈特殊的顏色，這在化學(xué)上叫焰色反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)2-11第26頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五3、焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)： a 用稀鹽酸把鉑絲洗充分后，放在火焰上灼燒至火焰恢復(fù)原來的顏色。目的是除去鉑絲上的雜質(zhì)。 b 蘸取被灼燒物質(zhì)于火焰上灼燒，觀察火焰顏色。

13、 c 觀察K的焰色反應(yīng)時(shí)，要透過藍(lán)色鈷玻璃，排除Na的干擾。第27頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五4、應(yīng)用：檢驗(yàn)金屬元素、焰火。5、掌握兩種焰色反應(yīng)顏色：Na: 黃色；K：紫色（透過藍(lán)色鈷玻璃）。實(shí)驗(yàn)步驟：洗、燒、蘸、燒、觀。解釋：原理：原子或離子的外層電子獲的電子 激發(fā)態(tài)電子基態(tài)電子+能量（光）焰色反應(yīng)是金屬或化合物的化學(xué)性質(zhì)嗎鈉：黃色、鉀：紫色。根據(jù)焰色反應(yīng)的特殊顏色，可以鑒定金屬或金屬離子的存在。節(jié)日焰火：作業(yè)：第28頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五第29頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五問題探究 至今為止，我們鑒定物

14、質(zhì)，通常用哪些方法（根據(jù)什么現(xiàn)象判斷） ？ 鑒定鉀、鈉和它們的化合物，能用這些方法嗎？為什么？第30頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五鑒別物質(zhì)的方法 顏色改變法 酸能使紫色石蕊試液變紅 生成沉淀法 Ag+ + Cl- =AgCl Ba2+ + SO42- = BaSO4 生成氣體法 2H+ + SO32- = H2O +SO2 NH4+ + OH- = NH3 + H2O碘遇淀粉變藍(lán)Na+ K+ 無色鉀鹽和鈉鹽均溶于水第31頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五 焰 色 反 應(yīng)定義： 某些金屬或金屬化合物灼燒時(shí)使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色，在化學(xué)上叫做焰色反應(yīng)。

15、鉀 紫色（透過藍(lán)色鈷玻璃） 注意： 是物理變化，屬元素性質(zhì)，與價(jià)態(tài)無關(guān)。焰色鈉 黃色鈣 磚紅色銅 綠色第32頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五讀書與思考 請閱讀課本111-112頁，并思考：土壤里鉀的含量并不少，為什么還要施用鉀肥？常用的鉀肥有哪些？施用鉀肥應(yīng)注意哪些問題？因含鉀的礦物不溶于水，植物不能吸收。有 KCl , K2SO4 , K2CO3（草木灰的主要成分）防止雨水淋失氮磷鉀三種肥料的合理配合。第33頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五本章精華 七反應(yīng)兩焰色 2Na + O2 = Na2O2焰色：鈉 - 黃色 鉀 紫色（透過鈷玻璃）考試熱點(diǎn)

16、：含鈉的混和物成份的推斷、計(jì)算及實(shí)驗(yàn)裝置。 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O22Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O 離子方程式的書寫電子轉(zhuǎn)移點(diǎn)燃 2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2第34頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五 【例1】A、B、C、D、E 五種物質(zhì)在一定條件下相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示：ABDC+ FSE+ C+ E( 淡黃色固體）一定條件 試

17、寫出 A、B、C、D、E 的化學(xué)式 寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式： A+C A+E B+ENa2O2NaO2H2OH2OH2CO2 O22Na + O2 = Na2O2點(diǎn)燃2Na + 2H2O = 4NaOH + H22Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2第35頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五 例2 在用金屬鈉制取Na2O時(shí)，通常采用下法：2NaNO2 + 6Na = 4Na2O + N2 試說明采用此法的原因。 以退為進(jìn)，從條件的反面去思考：如不 用此法，而直接用金屬鈉在空氣中燃燒，會 引起什么后果？就不難得出采用此法的原因。 金屬鈉在空氣中燃燒會生成Na2

18、O2, 而在N2氣氛中反應(yīng)生成的Na2O就不會被 氧化成Na2O2。第36頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五 例3 18.4g NaOH 和 NaHCO3 固體混和物，在密閉容器中加熱到250,經(jīng)充分反應(yīng)后排出氣體，冷卻。所得剩余固體質(zhì)量為16.6g, 試計(jì)算混和物中NaOH的百分含量。解： NaOH + NaHCO3 = Na2CO3 + H2O40 g84g 106 g124g18.4gA 124g : 18.4g =106g : A A = 15.7g 16.6 g 結(jié)論：NaOH 過量 ，應(yīng)按NaHCO3 計(jì)算。第37頁，共44頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期五 例3 18.4g NaOH 和 NaHCO3 固體混和物，在密閉容器中加熱到250,經(jīng)充分反應(yīng)后排出氣體，冷卻。所得剩余固體質(zhì)量為16.6g, 試計(jì)算混和物中NaOH的百分含量。 NaOH + NaHCO3 = Na2CO3 + H2O84g 18 gB18.4g 16.6g = 1.8g84g : B =18g : 1.8g B = 8.4