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第30讲碱金属元素
一、碱金属元素概述
1.定义
碱金属元素为第ⅠA族(除氢)的元素。包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs),钫(Fr),其中钫为放射性元素。
2.相像性
碱金属元素原子的最外层都有_____个电子,很简单_______,最高正价为_____价,最高价氧化物对应的水化物均为_____碱,是典型的活泼金属元素。
3.递变性
随着核电荷数的增加,碱金属元素原子的电子层数渐渐_______,原子半径渐渐______。
二、碱金属元素的物理性质
碱金属
颜色
状态
密度/g·cm-3
熔点/℃
沸点/℃
锂
银白色
松软
0.534
180.5
1347
钠
0.97
97.81
882.9
钾
0.86
63.65
774
铷
1.532
38.89
688
铯
略带金色光泽
1.879
28.40
678.4
1.相像性
碱金属单质都有______色的金属光泽(但____略带金色光泽)、硬度小、有延展性,密度小、熔沸点较低,导电、导热性良好,液态钠钾合金可做原子反应堆的导热剂。
2.递变性
随着核电荷数的增加,单质的熔点和沸点渐渐______,密度渐渐______,(但ρK___ρNa),且Li、Na、K的密度_____1,Rb、Cs的密度_____1。
三、碱金属与氧气的反应
碱金属
现象及产物
化学方程式
Li
不如Na猛烈,生成Li2O
4Li+O2eq\o(=====,\s\up7(△))2Li2O
Na
猛烈燃烧,生成Na2O2
2Na+O2eq\o(=====,\s\up7(△))Na2O2
K
燃烧比Na猛烈,生成困难的氧化物
K+O2eq\o(=====,\s\up7(△))KO2(超氧化钾)
Rb
燃烧反应更猛烈,生成更困难的氧化物
Cs
燃烧反应更猛烈,生成更困难的氧化物
【试验结论】随着核电荷数的增加,碱金属与O2反应越来越_____,产物越来越_________。
四、碱金属与水的反应
碱金属
现象及产物
化学方程式
Li
反应较慢,生成H2
2Li+2H2O===2LiOH+H2↑
Na
反应猛烈,生成H2
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
K
反应猛烈,稍微爆炸,生成H2
2K+2H2O===2KOH+H2↑
Rb
遇水马上燃烧,爆炸,生成H2
Cs
遇水马上燃烧,爆炸,生成H2
【试验结论】碱金属都能与水反应,反应的通式为2R+2H2O===2ROH+H2↑,随着核电荷数的增加,碱金属与水反应越来越______,生成的ROH(最高价氧化物对应的水化物)的碱性越来越______。
五、碱金属化学性质递变性的微观说明
核电荷数增加→电子层数增加→对电子引力降低→越简单失去电子→元素的金属性增加→单质的还原性增加。
题型一:碱金属的物理性质
【例1】(2024·云南省大姚县第一中学高一月考)下列不属于碱金属单质的通性的是
A.硬度小、密度小 B.熔点较低
C.焰色反应相同 D.导热、导电性能强
题型二:碱金属的化学性质
【变2-7】(2024·山西·太原五中高三月考)下列关于碱金属及其化合物的叙述错误的是()
A.金属钠投入Ca(HCO3)2溶液,反应后有白色沉淀析出
B.干粉灭火器能用于扑灭金属钠、钾的着火
C.生理盐水的质量分数为0.9%,与人体的血液中含量相同,它的溶质是NaCl
D.取用金属钠、钾时,所需试验用品有小刀、镊子、滤纸、玻璃片
【变3】(2024·全国·高一课时练习)下列对碱金属的叙述正确的是
①K通常保存在煤油中以隔绝与空气的接触
②碱金属常温下呈固态,取用时可干脆用手拿
③碱金属中还原性最弱的是锂
④碱金属阳离子中氧化性最强的是
⑤碱金属的原子半径随核电荷数的增大而增大
⑥从到,碱金属的密度越来越大,熔、沸点越来越低
A.①③④⑤ B.②③⑤⑥ C.①②③④ D.①②③⑤
题型三:推想碱金属的性质
【变4-4】(2024·全国·高一专题练习)可能存在的第119号未知元素,有人称为“类钫”,它位于碱金属族,依据元素周期表结构及元素性质改变趋势,下列关于碱金属某些元素原子结构和性质的推断,错误的是()
①锂与水反应比钠猛烈②金属单质都可以密封保存在煤油中
③锂的氧化物暴露在空气中易汲取二氧化碳④锂的阳离子的最外层电子数和钠的相同
⑤“类钫”单质是强还原剂⑥“类钫”在化合物中显+1价
⑦推想“类钫”单质的密度应当大于⑧“类钫”单质有较高的熔点
A.①②④⑧ B.①②③⑦ C.③④⑤⑧ D.①③④⑥
【例5】(2024·湖南长郡中学高一月考)最近,德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换,该成果将在量子计算机探讨方面带
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