教学目标
1.使学生了解碱金属的物理性质、化学性质和原子结构,并能运用原子结构的初步知识来了解它们在性质上的差异及其递变规律。
2.培养和发展学生的自学能力、观察能力、思维能力和创新能力。
3.培养学生的辩证唯物主义观点,对学生进行科学态度和科学方法的教育。
教学重点碱金属元素的性质,以及跟原子结构的关系。
教学难点科学方法模式的训练,碱金属的化学性质。
教学方法启发式教法。
教学用品
1.学生用品(两人一组):金属钾、滤纸、小刀、石棉网、酒精灯、铁架台(带铁圈)、火柴、镊子。
2.教师用品:除学生实验用品外,还需要蒸馏水、酚酞溶液、锥形瓶、玻璃片、投影仪、投影片。
教学过程
[提问]碱金属元素包括哪几种元素?
[板书]锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)。
[引入]这些元素之间存在着某种内在联系,这种内在联系是什么呢?下面我们将从它们的结构特征和性质等方面来进行探讨。由于钫是放射性元素,暂不讨论。
[板书]第三节碱金属元素
一、碱金属元素的原子结构和碱金属的性质
(一)碱金属元素的原子结构
[投影](表2-2碱金属元素的原子结构)
[讨论]分析表2-2中碱金属元素的原子结构,可发现什么规律?(前后四人为一组,展开讨论)
[板书](学生小结)
1.相同点:最外电子层上都只有1个电子。
2.递变规律:从锂到铯核电荷数增大,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。
[讲述]碱金属元素在原子结构上有一定的相似性及递变规律。我们知道,结构决定性质,因此,我们可以推测碱金属在性质上也存在相似性和递变规律。下面,我们先研究它们的物理性质,请同学们先阅读教材表2-1及相关内容,然后进行下列讨论。
[讨论]碱金属的主要物理性质有哪些相似性及送变规律?
[板书](二)碱金属的物理性质
[投影](学生小结)
碱金属的物理性质
1.相似性:(1)银白色(铯略带金色)(2)硬度小(3)密度小
(4)熔点低(5)导热、导电
2.递变规律:从锂到铯
(1)密度呈减小趋势(但钾反常)
(2)熔点、沸点逐渐降低
[讲述]一般地说,随着原子序数的增加,单质的密度增大。但从Na到K出现了“反常”现象,根据密度公式,Na到K的相对原子质量增大所起的作用小于原子体积增大所起的作用,因此,K的密度比Na的密度小。
通过上面的探讨可知,碱金属的主要物理性质跟结构一样存在着相似性及递变规律。那么在化学性质上是不是也存在着一定的相似性及递变规律呢?
[讨论]根据碱金属的原子结构,推测碱金属化学性质的相似性和递变规律。
[学生小结]碱金属元素原子的最外层上都只有1个电子,因此,可以推测它们具有相似的化学性质,它们都与钠相似,都能与氧气等非金属以及水等起反应。但由于从锂到铯核电荷数增大,电子层数增多,所以它们在化学性质上也有一定的差异,也存在递变规律。
[板书](三)碱金属的化学性质
1.碱金属与非金属反应
[讲述]同学们的推测是否正确,还需要通过实验和事实进行论证。
[学生实验]用镊子取一小块钾,擦干表面煤油后,放在石棉网上稍加热,观察发生的现象。
[提问]观察到哪些现象?比较与钠在空气中燃烧的现象有什么差异?
(学生回答)钾熔化成小球,剧烈燃烧,钾比钠在空气中燃烧更剧烈。
[提问]从上述现象比较钠与钾失电子能力强弱和金属性。
(学生回答)钾比钠更易失去电子,金属性更强。
[讲述]钾燃烧后生成的是比过氧化钾更复杂的氧化物,由于大纲和教材不要求,我们就不讨论了,有兴趣的同学可以在课后查阅有关资料进行学习。下面我们观察钾与水是如何进行反应的。
[板书]2.碱金属与水的反应
[演示实验]教材[实验2-10]。
[提问]在上述实验中观察到什么实验现象?
(学生回答)钾块浮在水面上,熔化成光亮的小球,在水面上迅速游动,发出嘶嘶声,溶液变红。
[提问]钾、钠分别与水反应,何者更剧烈?
(学生回答)钾更剧烈。
[提问]根据上述实验现象可得出什么结论?
(学生回答)钾密度比水的小,熔点较低,与水反应是放热反应,生成物一种是氢气,另一种是氢氧化钾。
[课堂练习]写出钾与水反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目。
[提问]根据上述实验事实比较钾与钠的失电子能力和金属性强弱顺序。
(学生回答)钾比钠易失去电子,金属性更强。
[讨论]阅读教材中碱金属反应的有关内容,结合上述两个实验,总结碱金属性质的有关规律。
(学生小结):
①碱金属都能与氧气反应,从锂到铯反应越来越剧烈,生成物为氧化物(锂)、过氧化物(钠)、比过氧化物更复杂的氧化物(钾、铷、铯)。
②碱金属都能与水反应,生成氢氧化物和氢气。从锂到铯与水反应越来越剧烈。
③从锂到铯,碱金属随着核电荷数增多,原子半径增大,失电子能力逐渐增强,金属性逐渐增强。
[投影]碱金属的化学性质
相似性:1.都能与氧气等非金属反应
4Li+O22Li2O
2Na+SNa2S
2.都能与水反应,生成氢氧化物和氢气
3.均为强还原剂:M-e-==M+(M代表碱金属)
从锂到铯递变规律:
1.与氧气反应越来越剧烈。
2.与水反应越来越剧烈。
3.金属性逐渐增强。
[叙述]从上面的实验及大量事实证明,同学们前面根据原子结构所作的推论是合理的,也是正确的,今后我们在学习中要学会这种方法。由于碱金属的化学性质都非常活泼,因此,它们在自然界中都以化合态存在,碱金属的单质都由人工制得。实验室保存碱金属时,都要密封保存,如把K、Na保存在煤油中。
[投影]巩固练习
1.下列叙述正确的是()
(A)锂可以保存在煤油中
(B)钾在空气中燃烧生成过氧化钾
(C)从锂到铯其密度逐渐增大
(D)从锂到铯其熔、沸点逐渐降低
2.碱金属在与氧气、氯气以及水的反应中有什么共同点?
[小结]结构决定性质,性质反映结构
结构性质
作业教材习题三;习题五、2。
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一、碱金属单质的物理性质
1、相似性:软可切,银白色(铯略带金色光泽)丽光泽、密度小、熔沸点较低,良好的导电导热性。
2、递变规律:熔点、沸点逐渐降低,密度呈增大趋势()
二、碱金属的原子结构
1、相同点:最外层电子数相同都是一个电子,次外层电子数相同为8电子(Li除外)。
2、不同点:核外电子层数不同。
3、递变规律:按Li、Na、K、Rb、Cs、顺序,原子半径依次增大,离子半径依次增大。(同种元素的原子半径大于离子半径)。
4、推论性质递变:随原子核外电子层数的增多原子半径依次增大核对外层电子引力的减弱、失去电子的趋势增强,无素的金属性增强,单质的还原性增强。
三、碱金属的化学性质
它们都能跟卤素、氧气、硫等非金属直接化合,在反应中表现出很强的还原性。单质都能与水剧烈反应,生成相应的碱和氢气。反应的实质可表示为:
2R+2H20=2ROH+H2↑反应的现象各不相同。与水反应不熔化;钠与水反应时熔化;钾与水反应熔化,且使产生的H2燃烧;铷、铯都与水猛烈反应。碱金属与盐溶液反应,都是先与水反应,若符合复分解反应发生的条件,则生成的氢氧化物继续同盐发生复分解反应。碱金属均不能在水溶液中置换另外的金属单质。
1、跟非金属反应
卤素:
氧气:
(K、Rb、Cs与氧气反应,都生成比过氧化物更复杂的氧化物)。
氢气:Na、K、Rb、Cs与氢气反应,都生成RH。
与硫等大多多数的非金属起反应。
2、跟水的反应
碱金属都能跟水反应生成氢氧化物和氢气。。钠与水反应比锂与水反应激烈,钾跟水的反应比钠更剧烈,常使生成的氢气燃烧并发生轻微爆炸,据此可得出结论:金属单质置换出水中氢越容易说明该元素的金属性越强。因此随着原子的电子层数增多原子半径的增大,碱金属的活动性增强。
与常见盐溶液反应的离子方程式:(R表示碱金属元素)
四、焰色反应
定义:某些金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈特殊的颜色。这在化学上叫做焰色反应。
焰色反应鉴别盐类的步骤:
①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色②蘸取溶液(沾取固体)放在火焰上灼烧,观察火焰颜色,观察钾火焰颜色要透过蓝色的钴玻璃去观察。③盐酸洗铂丝④铂丝在火焰上灼烧至原火焰色(如不能灼烧至原火焰色,则需再酸洗,再灼烧)。⑤再蘸取(沾取)另外化学药品进行实验。
钾、钠焰色反应颜色:钾——紫色(透过蓝色钴玻璃)
钠——黄色
五、钾肥
通常使用的钾肥:氯化钾、硫酸钾、碳酸钾,由于均易溶于水,在施用时要防止雨水淋失。草木灰中含碳酸钾。
钾肥肥效通常以氧化钾的质量分数表示:
六、常见钠的化合物的化学式和俗称:
名称
氢氧化钠
氯化钠
硫酸钠晶体
钠晶体
化学式
NaOH
NaCl
Na2SO4·10H2O
Na2CO3·10H2O
俗称
苛性钠、火碱、烧碱
食盐
芒硝
苏打、纯碱
名称
碳酸氢钠
硫代硫酸钠
硅酸钠
硝酸钠
化学式
NaHCO3
Na2S2O3·5H2O
Na2SiO3
NaNO3
俗称
小苏打
大苏打、海波
泡花碱、水溶液叫水玻璃
智利硝石
重点、难点点拨
1.钠氧化物制取
当钠在氧气中燃烧时,生成的产物是过氧化钠。这是因为氧化钠不稳定,会跟氧气继续起反应,生成过氧化钠。所以工业常用钠在氧气中燃烧制过氧化钠:2Na+O2=Na2O2
氧化钠一般用间接方法来制取,如:
2NaN02+6Na=4Na20+N2↑
2.碱金属中的一般和特殊之处
(1)Na、K需保存于煤油中,但Li的密度比煤油小,所以Li必须保存在密度更小的石蜡油中或密封于石蜡
(2)碱金属中,从LiàCs,密度呈增大的趋势,但ρ(K)=0.862g/cm3p(Na)=0.971e/cm3。
(3)酸式盐的溶解度一般大于正盐,但溶解度NaHC03Na2C03。
(4)氧在化合物中一般显-2价,氢显+1价,但Na2O2、H202中的氧显-1价,NaH、CaH2中的氢显[-1]价。
(5)试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但IA金属Na、K等除外。
(6)一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属,但对IA非常活泼的金属Na、K等除外。如:2Na+CuS04+2H20=Cu(OH)2↓=H2↑+Na2S04。
经典解析
1、(2001·上海)碱金属与卤素所形成的化合物,大都具有的性质是()
①高沸点②能溶于水③水溶液能导电④低熔点⑤熔融状态不导电
A.①②③B.③④⑤
C.①④⑤D.②③⑤
[解析]碱金属与卤素所形成的化合物大都是离子化合物,因此具有高沸点、能溶于水、熔融态或水溶液都能导电的性质。
[答案]A
2、(竞赛题)碱金属(如锂、钠、钾、铷等)溶于汞中可形成良好的还原剂“汞齐”。取7g某种碱金属的汞齐与水作用得到0.2g氢气,并得到几密度为ρg/cm3的溶液,则溶液中溶质的质量分数可以是()
A.B.C.D.
[解析]汞不能与水反应,碱金属(M)能与水发生反应。
设碱金属的质量为x(x7g),相对原子质量为a。
2M+2H20=2MOH+H2↑x=0.2ag。
因为0.2ag7g,故a35,相对原子质量小于35的碱金属只有Li和Na,分别计算可知答案为A、B。
[答案]AB
3、(上海)甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放人0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,然后各加入100mL水,搅拌,使固体完全溶解,则甲、乙、丙、丁的质量分数大小的顺序是()
A.甲乙丙丁B.丁甲乙=丙
C.甲=丁乙:丙D.丁甲乙丙
[解析]由Na+守恒比较四种溶液中的溶质质量;由溶液净增重(△m)比较溶液质量。每摩尔Na、Na20、Na202溶于水,分别使溶液净增重(23-1)g、(62-0)g、(78-16)g,即Na20、Na202使溶液净增重相等。
[答案]B
4、A为单质,B、C、D是A元素的三种不同的化合物,用铂丝蘸取B、C、D的溶液进行焰色反应,都呈紫色,按各图变化,写出有关反应的化学方程式。
[解]:B、C、D中都含钾元素,则A为单质钾,B为钾的氢氧化物,C为钾的碳酸盐,D为钾的氯化物。
答:①②
③④
5、8.1g某碱金属(R)及其氧化物(R2O)组成的混合物,与水充分反应后,蒸发反应后的溶液,得到12g无水晶体,通过计算确定该金属的名称。
[解]:假设该混合物为单一成分组成的纯净物。
Ⅰ:若全为金属,则
Ⅱ:若全为氧化物,则
因为应满足:,在此区间的金属只能钠,钠原子量为23。
说明:按常规法解题非常麻烦,亦可得。
6、KHCO3和CaCO3的混合物和与之等质量的NaHCO3分别与盐酸反应时,消耗酸的量相等,求混合物中KHCO3、CaCO3的质量比。
[解]:设混合物的质量为m
解得:
因为,所以
7、现有A、B、C三种白色固体及一种无色气体D。A、B、C均可溶于水,其中C的溶液为碱溶液,焰色反应均呈黄色,且四种物质中间存在如下反应关系:
①②
③④
试推断:A是________B是________C是_________D是________。
答案:A:Na2CO3B:NaHCO3C:NaOHD:CO2
或A:Na2SO3B:NaHSO3C:NaOHD:SO2
8、、NaHCO3和Na2CO3的混合物100g和20gNaOH固体混合物加热,充分反应后冷却称量,剩余固体质量为108g,求原混合物中Na2CO3的质量分数是多少?
[解]:设20gNaOH与足量NaHCO3反应减少质量为x,消耗NaHCO3质量为y
因为,所以肯定有过量的NaHCO3分解。
设:分解的NaHCO3为m
答:(略)。
9、现有和的混合物,为了测定x的值,某同学采用如下图装置进行实验:
(1)A的装置的作用是_____________________________
(2)B的装置的作用是_____________________________
(3)C的装置的作用是_____________________________
(4)若在试管A中装入和的混合物3.7g,用酒精灯加热到反应完全,此时B管增重1.89g,C管增重0.22g,则x值为______。
[解]:(1)加热使失去结晶水,使分解。
(2)吸收反应中生成的水。
(3)吸收CO2。
(4)
答:(略)。
10、向5.68gCaCO3和MgCO3组成的混合物中加入足量的盐酸,将产生的气体通入500mL0.2mol/LNaOH溶液中,CO2完全被吸收,NaOH无剩余,把吸收CO2后的溶液在减压低温条件下蒸干,得无水固体5.92g。求混合物质MgCO3的质量分数。
[解]:0.1molNaOH全部转变成Na2CO3,则
0.1molNaOH全部转变成NaHCO3,则
因为,所以5.92g固体为和的混合物。
答:(略)。
文章来源:http://m.jab88.com/j/26280.html
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