鋰3Li,鈉11Na,鉀19K,銨口37Rb,銫55Cs,鈁87Pr
一、鈉
1、鈉的物理性質(zhì);
銀白色,金屬光澤,密度小0.9克/厘米3(原子半徑較大,原子體積大)
熔點低,硬度小(每個原子只有1個電子參加金屬鍵,在晶體中原子之間的引力較小)
97.8°C
導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性良好(參加金屬鍵的是電外層的電子,核對其引力很小)。
2、化學(xué)性質(zhì):活潑性極高的金屬,是強(qiáng)還原劑。
(1)非金屬:4Na+O2 2Na2O (在空氣中迅速變暗)
2Na+O2 Na2O2 (空氣中燃燒)
2Na+Cl2 = 2NaCl (發(fā)火燃燒)
2Na+S = Na2S (甚至爆炸)
2Na+H2 2NaOH
(2)劇烈反應(yīng)。
2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑
保存在煤油里,跟空氣和水隔絕。
(3)酸:反應(yīng)猛烈,能發(fā)火燃燒。
2Na+2H+ = 2Na++H2↑
(4)鹽:由于鈉具有強(qiáng)還原性而且容易制取,常被用作金屬還原劑。
4Na+TiCl4 Ti+4NaCl
(5)鈉跟醇、酚,羧酸反應(yīng),轉(zhuǎn)換出氫,生成醇鈉,酸鈉和羧酸鈉,表現(xiàn)強(qiáng)還原性。
(堿金屬Ca,Sr,Ba 均易溶于液氨中)
3、制備、用途。
(1)制法:由于鈉的性質(zhì)很活潑,所以它在自然界里不能以游離態(tài)存在,只能以化合態(tài)存在,主要以NaCl形式存在
2NaCl 2Na + Cl2↑
陰極 陽極
(2)用途:可用于制過氧化鈉。
鈉和鉀的合金(50~80%鉀)在高溫時是淳態(tài),是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。
強(qiáng)還原劑:把鈦,鋯,鈮,鉭等金屬從它們的熔融鹵化物里還原出來,電光源上,高壓鈉燈發(fā)出的黃光射程遠(yuǎn),造霧能力強(qiáng),對道路平面的照度比高壓水銀燈高幾倍。
二、鈉的重要化合物
1、鈉的氧化物
(1)氧化鈉(Na2O)
Na2O+H2O = 2NaOH;
Na2O+CO2 = Na2CO3;
Na2O+H2SO4 =Na2SO4+H2O.
(2)過氧化鈉(Na2O2)
淡黃色固體 離子化合物O-1
a、與水,酸,二氧化碳的作用:
2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑;2Na2O2+2H2SO4+2H2O+O2↑;2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2↑.
b、氧化劑,可用來漂白織物,麥稈,羽毛等。
c、用途:
氧化劑,漂白劑,氧氣發(fā)生劑(防毒面具,高空飛行,潛艇中的CO2吸收劑和共氧劑)。
2、氫氧化鈉
(1)氫氧化鈉的性質(zhì):
白色固體,熔點較低,易溶于水,溶于水時放出大量熱,在空氣中容易吸濕潮解,新固體NaOH是常用的干燥劑,NaOH是強(qiáng)堿,具有堿類通性。
NaOH = Na+ + OH-;2OH- + CO2 = CO32- + H2O;OH- + H+ = H2O;OH- + Mg2+ = Mg(OH)2↓;
2Al+2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2+3H2↑;Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2↑;SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O(緩慢)
∴盛NaOH溶液的瓶子應(yīng)該用橡膠塞,而不能用玻璃塞。
(2)氫氧化鈉的用途。
重要的化工原料之一,在工業(yè)上應(yīng)用廣泛,石油,造紙,肥皂,紡織,印染等工業(yè)都大量便用。
(3)制法。
a、工業(yè):電解飽和食鹽水。
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
陰極 陽極
b、實驗室:
Na2CO3+Ca(OH)2 = CaCO3↓+2NaOH
3、硫酸鈉
Na2SO4·10H2O 芒硝,我國盛產(chǎn)芒硝。
制玻璃,造紙(制染)的重要原料,也用在染色,紡織,制水玻璃等工業(yè)上,醫(yī)藥上緩瀉劑,主要頒鹽湖,海水里。
4、碳酸鈉和碳酸氫鈉。
Na2CO3
NaHCO3
俗名
純堿,蘇打
小蘇打
性狀
白色粉末(Na2CO3·10H2O,白晶,易失水)
易溶于水
白色晶體
溶解度較
熱穩(wěn)定
加熱難分解(鑒別)
(85°C以上)
受熱易分解
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
與酸反應(yīng)
CO32-+2H+ = CO2↑
HCO3-+H+ = H2O +CO2↑(塊)
水解性
CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-強(qiáng)堿性
HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-弱堿性
(用途見書)
純堿的工業(yè)生產(chǎn):
NaCl+NH3+CO3+H2O = NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
三、堿金屬
1、在元素周期表中位置,原子結(jié)構(gòu)特驅(qū);
Li
Na
K
Rb
Cs
※Rr
族
IA族
周期
2
3
4
5
6
外圍電子特征特型
2S′
3S′
4S′
5S′
6S′
相似點
最外層只有一個電子⇒
不同點
電子層數(shù)依次增多,原子 金屬性磁強(qiáng)
半徑依次增大,原子核對⇒
最外層電子的引力依次減小 堿性增強(qiáng)
2、堿金屬的物理性質(zhì)。
它們的晶體都是具有銀白色,密度小、硬度小的熔點,沸點低的金屬晶體,導(dǎo)熱,導(dǎo)電能力強(qiáng)。
3、堿金屬的化學(xué)性質(zhì):
(1)與氧氣反應(yīng):
a、常溫下空氣中氧化4M+O2 =2M2O
b、過量氯氣大燃燒4Li+O2 = 2LiO,2Na+O2 = Na2O2(KO2,超氧化鉀,MO3具氧化物)Rb,Cs能自燃。
(2)與水反應(yīng)
2M+2H2O = 2MOH+H2↑
Li
Na
K
Rb
Cs
現(xiàn)象
不熔化
熔化
燃燒(輕爆)
爆炸
爆炸
程度
劇烈程度依次增強(qiáng)
2M+2NH3(t)= 2 MNH2+H2↑氨基化物
4、堿金屬的鹽。
a、多數(shù)是無色或白色固體,一般都能溶于水。
b、常見的鈉鹽和鉀鹽相比較,常溫下有不少的鈉鹽比鉀鹽的溶解度更大些,潮解性更強(qiáng)些,(制大藥用KNO3而不用NaNO3),含結(jié)晶水的鈉鹽也比鉀鹽多些。
c、各種鉀鹽(KCl,K2SO4,K2CO3)可作鉀肥。易溶水,K+易被作物吸收——速效(注意雨水淋失),土壤里鉀的含量并不少,但大部分以鉀的礦物形式存在,難溶于水,作物不能吸收利用。只有長期風(fēng)化才能逐步轉(zhuǎn)化為作物可以吸收的水溶性的鉀的化合物。
因此,土壤里的鉀常常不能滿足作物生長的需要,往往要施用鉀肥加以補(bǔ)充。
5、用途:
Li:制備有機(jī)化學(xué)工業(yè)上的催化劑,多種合金,高強(qiáng)度玻璃,制熱極反應(yīng)的材料氟。
Rb,Cs:光電管(在普通光的照射下能夠放電子。)
一、鈉
1、鈉的物理性質(zhì);
銀白色,金屬光澤,密度小0.9克/厘米3(原子半徑較大,原子體積大)
熔點低,硬度小(每個原子只有1個電子參加金屬鍵,在晶體中原子之間的引力較小)
97.8°C
導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性良好(參加金屬鍵的是電外層的電子,核對其引力很小)。
2、化學(xué)性質(zhì):活潑性極高的金屬,是強(qiáng)還原劑。
(1)非金屬:4Na+O2 2Na2O (在空氣中迅速變暗)
2Na+O2 Na2O2 (空氣中燃燒)
2Na+Cl2 = 2NaCl (發(fā)火燃燒)
2Na+S = Na2S (甚至爆炸)
2Na+H2 2NaOH
(2)劇烈反應(yīng)。
2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑
保存在煤油里,跟空氣和水隔絕。
(3)酸:反應(yīng)猛烈,能發(fā)火燃燒。
2Na+2H+ = 2Na++H2↑
(4)鹽:由于鈉具有強(qiáng)還原性而且容易制取,常被用作金屬還原劑。
4Na+TiCl4 Ti+4NaCl
(5)鈉跟醇、酚,羧酸反應(yīng),轉(zhuǎn)換出氫,生成醇鈉,酸鈉和羧酸鈉,表現(xiàn)強(qiáng)還原性。
(堿金屬Ca,Sr,Ba 均易溶于液氨中)
3、制備、用途。
(1)制法:由于鈉的性質(zhì)很活潑,所以它在自然界里不能以游離態(tài)存在,只能以化合態(tài)存在,主要以NaCl形式存在
2NaCl 2Na + Cl2↑
陰極 陽極
(2)用途:可用于制過氧化鈉。
鈉和鉀的合金(50~80%鉀)在高溫時是淳態(tài),是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。
強(qiáng)還原劑:把鈦,鋯,鈮,鉭等金屬從它們的熔融鹵化物里還原出來,電光源上,高壓鈉燈發(fā)出的黃光射程遠(yuǎn),造霧能力強(qiáng),對道路平面的照度比高壓水銀燈高幾倍。
二、鈉的重要化合物
1、鈉的氧化物
(1)氧化鈉(Na2O)
Na2O+H2O = 2NaOH;
Na2O+CO2 = Na2CO3;
Na2O+H2SO4 =Na2SO4+H2O.
(2)過氧化鈉(Na2O2)
淡黃色固體 離子化合物O-1
a、與水,酸,二氧化碳的作用:
2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑;2Na2O2+2H2SO4+2H2O+O2↑;2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2↑.
b、氧化劑,可用來漂白織物,麥稈,羽毛等。
c、用途:
氧化劑,漂白劑,氧氣發(fā)生劑(防毒面具,高空飛行,潛艇中的CO2吸收劑和共氧劑)。
2、氫氧化鈉
(1)氫氧化鈉的性質(zhì):
白色固體,熔點較低,易溶于水,溶于水時放出大量熱,在空氣中容易吸濕潮解,新固體NaOH是常用的干燥劑,NaOH是強(qiáng)堿,具有堿類通性。
NaOH = Na+ + OH-;2OH- + CO2 = CO32- + H2O;OH- + H+ = H2O;OH- + Mg2+ = Mg(OH)2↓;
2Al+2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2+3H2↑;Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2↑;SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O(緩慢)
∴盛NaOH溶液的瓶子應(yīng)該用橡膠塞,而不能用玻璃塞。
(2)氫氧化鈉的用途。
重要的化工原料之一,在工業(yè)上應(yīng)用廣泛,石油,造紙,肥皂,紡織,印染等工業(yè)都大量便用。
(3)制法。
a、工業(yè):電解飽和食鹽水。
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
陰極 陽極
b、實驗室:
Na2CO3+Ca(OH)2 = CaCO3↓+2NaOH
3、硫酸鈉
Na2SO4·10H2O 芒硝,我國盛產(chǎn)芒硝。
制玻璃,造紙(制染)的重要原料,也用在染色,紡織,制水玻璃等工業(yè)上,醫(yī)藥上緩瀉劑,主要頒鹽湖,海水里。
4、碳酸鈉和碳酸氫鈉。
Na2CO3
NaHCO3
俗名
純堿,蘇打
小蘇打
性狀
白色粉末(Na2CO3·10H2O,白晶,易失水)
易溶于水
白色晶體
溶解度較
熱穩(wěn)定
加熱難分解(鑒別)
(85°C以上)
受熱易分解
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
與酸反應(yīng)
CO32-+2H+ = CO2↑
HCO3-+H+ = H2O +CO2↑(塊)
水解性
CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-強(qiáng)堿性
HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-弱堿性
(用途見書)
純堿的工業(yè)生產(chǎn):
NaCl+NH3+CO3+H2O = NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
三、堿金屬
1、在元素周期表中位置,原子結(jié)構(gòu)特驅(qū);
Li
Na
K
Rb
Cs
※Rr
族
IA族
周期
2
3
4
5
6
外圍電子特征特型
2S′
3S′
4S′
5S′
6S′
相似點
最外層只有一個電子⇒
不同點
電子層數(shù)依次增多,原子 金屬性磁強(qiáng)
半徑依次增大,原子核對⇒
最外層電子的引力依次減小 堿性增強(qiáng)
2、堿金屬的物理性質(zhì)。
它們的晶體都是具有銀白色,密度小、硬度小的熔點,沸點低的金屬晶體,導(dǎo)熱,導(dǎo)電能力強(qiáng)。
3、堿金屬的化學(xué)性質(zhì):
(1)與氧氣反應(yīng):
a、常溫下空氣中氧化4M+O2 =2M2O
b、過量氯氣大燃燒4Li+O2 = 2LiO,2Na+O2 = Na2O2(KO2,超氧化鉀,MO3具氧化物)Rb,Cs能自燃。
(2)與水反應(yīng)
2M+2H2O = 2MOH+H2↑
Li
Na
K
Rb
Cs
現(xiàn)象
不熔化
熔化
燃燒(輕爆)
爆炸
爆炸
程度
劇烈程度依次增強(qiáng)
2M+2NH3(t)= 2 MNH2+H2↑氨基化物
4、堿金屬的鹽。
a、多數(shù)是無色或白色固體,一般都能溶于水。
b、常見的鈉鹽和鉀鹽相比較,常溫下有不少的鈉鹽比鉀鹽的溶解度更大些,潮解性更強(qiáng)些,(制大藥用KNO3而不用NaNO3),含結(jié)晶水的鈉鹽也比鉀鹽多些。
c、各種鉀鹽(KCl,K2SO4,K2CO3)可作鉀肥。易溶水,K+易被作物吸收——速效(注意雨水淋失),土壤里鉀的含量并不少,但大部分以鉀的礦物形式存在,難溶于水,作物不能吸收利用。只有長期風(fēng)化才能逐步轉(zhuǎn)化為作物可以吸收的水溶性的鉀的化合物。
因此,土壤里的鉀常常不能滿足作物生長的需要,往往要施用鉀肥加以補(bǔ)充。
5、用途:
Li:制備有機(jī)化學(xué)工業(yè)上的催化劑,多種合金,高強(qiáng)度玻璃,制熱極反應(yīng)的材料氟。
Rb,Cs:光電管(在普通光的照射下能夠放電子。)