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考點22 堿金屬元素 焰色反應(yīng) 聚焦與凝萃 1．掌握堿金屬元素在結(jié)構(gòu)及性質(zhì)方面的遞變規(guī)律及特性； 2．了解焰色反應(yīng)的概念及操作。 解讀與打通 常規(guī)考點 一、堿金屬元素 1、原子結(jié)構(gòu) （1）相似性：最外層均為1個電子，易失去一個電子。 （2）遞變性：核電荷數(shù)依次增多，電子層數(shù)依次增多，原子半徑依次增大，失電子能力依次增強，活潑程度增強。 2、元素性質(zhì) （1）相似性：均為活潑金屬元素，最高正價均為+1價。 （2）遞變性：失電子能力依次增強，金屬性依次增強。 3、單質(zhì)性質(zhì) （1）相似性：均具強還原性，均具輕、軟、易熔的特點。 （2）遞變性：還原性依次增強，密度趨向增大，熔沸點依次降低（原因，可與鹵素對比），硬度趨向減小。 4、化合物性質(zhì) （1）相似性：氫氧化物均為強堿。 （2）遞變性：氫氧化物的堿性依次增強。 5、堿金屬的性質(zhì)規(guī)律與特例 （1）通常合金多呈固態(tài)，而鈉鉀合金卻是液態(tài)。 （2）堿金屬單質(zhì)在空氣或氧氣中燃燒時，生成過氧化物甚至比過氧化物更復雜的氧化物，而Li只生成Li2O。 （3）堿金屬單質(zhì)密度一般隨核電荷數(shù)增大而遞增，但K的密度比Na小。 （4）堿金屬單質(zhì)一般跟水劇烈反應(yīng)，但Li跟水反應(yīng)緩慢（LiOH溶解度小）。 （5）堿金屬單質(zhì)因其活動性強，多保存在煤油中，而Li卻因密度比煤油更小，只能保存在液體石蠟中。 （6）堿金屬的鹽一般都易溶于水，但Li2CO3卻微溶。 （7）一般說，酸式鹽較正鹽溶解度大，但NaHCO3卻比Na2CO3溶解度小。 （8）試劑瓶中的藥品取出后，一般不能放回原瓶，但IA金屬Na、K等除外。 （9）一般活潑金屬能從鹽中置換出不活潑金屬，但對IA非?；顫姷慕饘貼a、K等除外。如：2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。 （10）Fr是放射性元素，所以在自然界中不存在。 二、焰色反應(yīng) 1．概念：某些金屬或它們的化合物在灼燒時使火焰呈現(xiàn)出特殊的顏色，這種現(xiàn)象化學上叫做焰色反應(yīng)。 2．操作 蘸取 酒精燈 灼燒 酒精燈 灼燒 用鹽酸 洗滌 酒精燈 灼燒 鉑絲 無色 待測物 觀察火焰顏色 鉑絲 無色。 3．常見元素的焰色：鈉元素黃色；鉀元素紫色(透過藍色鈷玻璃觀察)。 4．應(yīng)用：①檢驗元素的存在；②制焰火、信號彈。 隱性考點 【歸納】 （1）常用焰色反應(yīng)來檢驗某些常見化學方法不能鑒定的金屬元素。焰色反應(yīng)不是化學反應(yīng)，而是物理現(xiàn)象。它不是金屬元素自身發(fā)生燃燒而產(chǎn)生各種火焰，其原理是金屬元素原子的外層電子受熱獲得能量后躍遷到激發(fā)態(tài)，在回到基態(tài)后多余的能量以特定顏色（即特定能量）的光的形式放出，從而顯示不同的顏色。在這一過程中，無電子得失，鉑絲上的金屬離子因在高溫下?lián)]發(fā)損失的焰色逐漸消失焰色反應(yīng)產(chǎn)生的火焰顏色與元素的存在狀態(tài)無關(guān)，如：灼燒鈉的化合物和單質(zhì)時，火焰顏色均為黃色。 （2）火焰的選擇：最好用煤氣燈或酒精噴燈，可用酒精燈的外焰。 （3）金屬絲的選擇：最好用鉑絲，也可用鐵絲、鎳鉻絲、鎢絲來代替。 （4）金屬絲的洗滌：用鹽酸而不用硫酸：金屬氯化物在灼燒時易氣化而揮發(fā)，而硫酸鹽熔、沸點高，難以揮發(fā)，不易洗凈，對后續(xù)實驗會造成干擾。 （5）鈷玻璃片的使用：觀察鉀的焰色時，要透過藍色鉆玻璃，原因是鉀的單質(zhì)或化合物往往混有少量鈉或鈉的化合物，而鈉的黃色火焰會影響鉀的焰色的觀察．藍色鈷玻璃會濾去黃光。 融合與應(yīng)用 例1．下列實驗裝置不能達到實驗目的的是 (　　) 解析：D項實驗裝置，應(yīng)將NaHCO3置于小試管中，Na2CO3置于大試管中，加熱時右邊燒杯中澄清石灰水變渾濁，左側(cè)燒杯中澄清石灰水不變渾濁，說明熱穩(wěn)定性：Na2CO3>NaHCO3。 答案：D 例2．鈉和銫都是堿金屬元素，下列關(guān)于銫及其化合物的敘述不正確的是 (　　) A．無水硫酸銫的化學式是Cs2SO4 B．氫氧化銫是一種強堿 C．銫可以通過電解它的氯化物來制取 D．碳酸銫加熱生成氧化銫和二氧化碳 答案：D 掃描與矯正 【正誤判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“”)（每個判斷2分，共40分） （ ）1．用鉑絲蘸取少量某溶液進行焰色反應(yīng)，火焰呈黃色，該溶液一定是鈉鹽溶液(2013江蘇，13B) （ ）2．焰色反應(yīng)是化學變化 （ ）3．Li在氧氣中燃燒主要生成Li2O2(2010全國理綜Ⅰ－7A) （ ）4．K與水反應(yīng)比Li與水反應(yīng)劇烈 (2010重慶理綜－8C) （ ）5．用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋ （ ）6．NaCl與Na2CO3灼燒時火焰顏色相同 （ ）7．Li、Na、K元素的原子核外電子層數(shù)隨著核電荷數(shù)的增加而增多 （ ）8．因為Na比K容易失去電子，所以Na比K的還原性強 （ ）9．銣原子的核電荷數(shù)比鉀原子的核電荷數(shù)多，因此銣原子失電子的能力小于鉀原子 （ ）10．金屬鈉和鉀都保存在煤油中，所以金屬鋰也應(yīng)該保存在煤油中 （ ）11．鈉的焰色反應(yīng)用到的實驗用品是鉑絲、氯化鈉溶液、稀鹽酸 （ ）12．Li、Na、K的原子半價和密度隨原子序數(shù)的增加而增大 （ ）13．鉀的火焰顏色要透過藍色鈷玻璃觀察 （ ）14．焰色反應(yīng)實驗操作中沒有鉑絲時，也可以用光潔無銹的鐵絲代替 （ ）15．堿性：KOH > NaOH （2014上海單科化學卷， 6A） （ ）16．Na2S的電子式為 （ ）17．氯化鈉的分子式：NaCl （ ）18．微粒半徑大小：S2－>Cl－>F－>Na＋>Al3＋ （ ）19．堿金屬離子的還原性比較為LiCl－>F－>Na＋>Al3＋ 19 √ 略 20 √ 略 實訓與超越 【7+1模式】 題號 答案 解 析 1 C 鉀的密度小于鈉的密度，這是堿金屬單質(zhì)密度依次增大的一個例外；堿金屬中除鋰外，均不與氮氣直接反應(yīng)；Cs與Na同為堿金屬元素，性質(zhì)相似，由Na2SO4易溶于水，可得出Cs2SO4也易溶于水；由Na2CO3加熱不分解，可得出Cs2CO3加熱也不分解。 2 C 金屬活動性順序表中K在Na的前面，K比Na活潑，故K在空氣中可以被氧氣氧化，A項正確；Na與乙醇能夠反應(yīng)放出氫氣，K也能與乙醇反應(yīng)放出氫氣，B項正確；K與水的反應(yīng)比Na與水的反應(yīng)劇烈，C項錯誤；Na、K均可放在煤油中保存，D項正確。 3 D 由于焰色反應(yīng)是通過觀察火焰顏色來檢驗離子是否存在的方法，所以實驗時所用火焰和所用金屬絲在灼燒時都不應(yīng)該有很明顯的顏色，否則將無法觀察到被檢驗離子的真實焰色反應(yīng)情況；觀察鉀的火焰顏色時要透過藍色鈷玻璃，目的是濾去黃光，避免鈉的干擾。 4 B A項Na2O2中鈉的化合價為＋1,1 mol Na只能失去1 mol e－，錯；B項小蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一，錯；D項NaHCO3不穩(wěn)定，受熱易分解，錯。 5 B A項HCO不能完全電離，不能拆成離子，錯；C項氧原子不守恒，錯；D項忽視了CO與Ca2＋生成CaCO3沉淀。 6 C 侯氏制堿法的原理是向飽和的NaCl溶液中先通入NH3，然后通入CO2，利用生成的碳酸氫鈉溶解度小而析出。由于NH3在水中的溶解度大所以先通NH3，但為了防倒吸，所以a通入NH3，然后b通入CO2，考慮NH3的尾氣處理所以選擇放蘸稀硫酸的脫脂棉，即C選項正確。 7 D 堿金屬離子的氧化性比較為Li＋>Na＋>K＋>Rb＋ 8 （1）無論是Na2CO3還是NaHCO3均可與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2，兩者的現(xiàn)象一樣，故達不到鑒別目的 （2）2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑， CO2＋Ca(OH)2==CaCO3↓＋H2O　D （3）NaHCO3 （4）①Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O ②Na2CO3　取少量上層清液(或過濾后的濾液)于潔凈的試管中，加入適量氯化鈣溶液，振蕩，若有白色沉淀生成，則證明溶液中含有CO （1）圖Ⅰ不能達到鑒別目的，因為不論碳酸鈉還是碳酸氫鈉均可與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁。 （2）圖Ⅱ、Ⅲ所涉及的化學方程式為：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，實驗Ⅱ的優(yōu)點是可同時做對比實驗。 （3）試管B裝入碳酸氫鈉，試管A裝入碳酸鈉，這樣直接加熱的碳酸鈉溫度高，不分解，不能使澄清石灰水變渾濁，而間接加熱的碳酸氫鈉分解，使澄清石灰水變渾濁，表明了碳酸氫鈉很不穩(wěn)定。 （4）①石灰水過量時，碳酸氫根離子全部反應(yīng)，離子方程式為：Ca2＋＋OH－＋HCO=CaCO3↓＋H2O；②2NaHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，則溶液中的溶質(zhì)是碳酸鈉，要檢驗CO，可以取少量上層清液于潔凈的試管中，加入適量氯化鈣溶液，振蕩，若有白色沉淀生成，則證明溶液中含有CO。