焰色反應(yīng)是堿金屬元素表現(xiàn)的性質(zhì)

1、主講人：李曉英原原一、堿金屬原子結(jié)構(gòu)的異同點：核電荷數(shù)核電荷數(shù)電子層數(shù)電子層數(shù)原子半徑原子半徑2 2、 不同點：不同點：1 1、 相同點：相同點：最外層只有一個電子最外層只有一個電子結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)-學(xué)習(xí)化學(xué)的重要思維方法。學(xué)習(xí)化學(xué)的重要思維方法。二、堿金屬元素在性質(zhì)上的主要差異及遞變規(guī)律1、單質(zhì)的物理性質(zhì)L i N a K R b C s 相相同同點點顏顏色色硬硬度度導(dǎo)電導(dǎo)熱性導(dǎo)電導(dǎo)熱性遞遞變變密度變化密度變化熔沸點變化熔沸點變化銀白色（銀白色（Cs略帶金色光澤）略帶金色光澤）柔軟柔軟電和熱的良導(dǎo)體電和熱的良導(dǎo)體逐漸增大（逐漸增大（Na、K反常反常, K

2、Na ）逐漸降低逐漸降低（Li、Na、K）（水）；（水）；（Li）（水）（水）Na11鈉鈉Li3鋰鋰K19鉀鉀Rb37銣銣Cs55銫銫物理性質(zhì)呈規(guī)律性變化物理性質(zhì)呈規(guī)律性變化1 1、相似性、相似性決定決定最外層電子最外層電子數(shù)都是數(shù)都是一個一個易易失失電子電子元素的金屬性元素的金屬性強強堿金屬的活潑性堿金屬的活潑性強強金屬的還原性金屬的還原性強強原子半原子半徑徑增大增大決定決定失電子失電子漸易漸易元素的金屬性元素的金屬性漸強漸強堿金屬的活潑性堿金屬的活潑性漸強漸強金屬的還原性金屬的還原性漸強漸強2 2、遞變性、遞變性2、化學(xué)性質(zhì)理論上推測理論上推測與與O O2 2反應(yīng)：反應(yīng)： 現(xiàn)象現(xiàn)象 鉀稍加

3、熱熔化成小球，劇烈燃燒，生鉀稍加熱熔化成小球，劇烈燃燒，生成固體成固體KOKO2 2K+OK+O2 2=KO=KO2 2 結(jié)論結(jié)論 K K 比比 Na Na 在空氣中燃燒在空氣中燃燒更劇烈。更劇烈。生生成比過氧化鈉更復(fù)雜的氧化物。成比過氧化鈉更復(fù)雜的氧化物。用鑷子取一用鑷子取一小塊鉀，擦小塊鉀，擦干表面煤油干表面煤油后，放在石后，放在石棉網(wǎng)上稍加棉網(wǎng)上稍加熱，觀察發(fā)熱，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。生的現(xiàn)象。實驗驗證實驗驗證（1 1）與非金屬反應(yīng)）與非金屬反應(yīng)名稱名稱室溫室溫加熱或點燃加熱或點燃鋰鋰鈉鈉鉀鉀銣、銫銣、銫只有一種產(chǎn)物氧化鋰：只有一種產(chǎn)物氧化鋰：4Li + O2 = 2Li2O點燃點燃4Na +

4、 O2 = 2Na2O 2Na + O2 = Na2O2 點燃點燃4K + O2 = 2K2O2K + O2 = K2O2 遇空氣立即著火燃燒，生成比過氧化物更復(fù)雜的氧化物遇空氣立即著火燃燒，生成比過氧化物更復(fù)雜的氧化物 K + O2 = KO2（超氧化鉀）（超氧化鉀） 點燃點燃,不如不如Na劇烈劇烈。 與與H2反應(yīng)反應(yīng)：2M+H2 = 2MH MH與與H2O反應(yīng)：反應(yīng)：MH+H2O = MOH+H2-1 +1 0請分析化合請分析化合價變化情況價變化情況與與Cl2的反應(yīng)的反應(yīng) 2R + Cl2 = 2RCl 與與S的反應(yīng)的反應(yīng) 2R + S = R2S 點燃點燃反應(yīng)劇烈，鉀浮反應(yīng)劇烈，鉀浮在水

5、面上，熔成小球在水面上，熔成小球在液面快速游動，生在液面快速游動，生成的氫氣燃燒，并發(fā)成的氫氣燃燒，并發(fā)生輕微爆炸。反應(yīng)后生輕微爆炸。反應(yīng)后溶液變紅。溶液變紅。鉀的鈉更易失電子，還鉀的鈉更易失電子，還原性更強原性更強在兩個燒杯中各放一些在兩個燒杯中各放一些水，然后各取綠豆大小水，然后各取綠豆大小的鈉、鉀，用濾紙吸干的鈉、鉀，用濾紙吸干他們表面的煤油，把他他們表面的煤油，把他們分別投入兩個燒杯中，們分別投入兩個燒杯中，觀察他們與水反應(yīng)的現(xiàn)觀察他們與水反應(yīng)的現(xiàn)象有什么不同，反應(yīng)完象有什么不同，反應(yīng)完后，分別向兩個燒杯中后，分別向兩個燒杯中滴加幾滴酚酞試劑滴加幾滴酚酞試劑 ，觀，觀察溶液顏色的變化。

6、察溶液顏色的變化。2Li + 2H2O = 2LiOH + H2 鋰和水的反應(yīng)鋰和水的反應(yīng)銫和水的反應(yīng)預(yù)測銣、預(yù)測銣、銫和銫和水反應(yīng)的劇烈程水反應(yīng)的劇烈程度度相相 似似 性性最外層只有最外層只有 一個電子一個電子易失電子，強金屬性（強還原性）易失電子，強金屬性（強還原性）與氧氣、鹵素、硫等非金屬反應(yīng)，與氧氣、鹵素、硫等非金屬反應(yīng)，生成離子化合物生成離子化合物與水反應(yīng)置換出氫氣與水反應(yīng)置換出氫氣遞遞變變規(guī)規(guī)律律從從LiCsLiCs電子層數(shù)增電子層數(shù)增多多原子半徑增原子半徑增大大與氧氣反應(yīng)，反應(yīng)越來越劇烈，生成與氧氣反應(yīng)，反應(yīng)越來越劇烈，生成氧化物（鋰）、過氧化物（鈉）、比過氧化物（鋰）、過氧化物

7、（鈉）、比過氧化物更復(fù)雜的氧化物（鉀、銣、銫）。氧化物更復(fù)雜的氧化物（鉀、銣、銫）。與水反應(yīng)，生成氫氧化物和氫氣，與與水反應(yīng)，生成氫氧化物和氫氣，與水反應(yīng)越來越劇烈。水反應(yīng)越來越劇烈。失電子能力逐漸增強，金屬性逐漸增失電子能力逐漸增強，金屬性逐漸增強。強?？偨Y(jié)2.制備：制備：要使要使M+M，通常采用熔融鹽電，通常采用熔融鹽電解法解法3. 用途：用途： Li: 制催化劑、電池、合金、高強度玻璃；制催化劑、電池、合金、高強度玻璃； K: 肥料；肥料； Rb、Cs：制光電管。：制光電管。鋰與鈉、鉀的性質(zhì)相似。鋰與鈉、鉀的性質(zhì)相似。鈉、鉀保存在煤油里，鋰是否也鈉、鉀保存在煤油里，鋰是否也可保存在煤油里

8、？（煤油的密度可保存在煤油里？（煤油的密度為為0.78g/cm0.78g/cm3 3) )不可以。因鋰的密度是0.534g /cm3，小于煤油的密度，它不會浸沒在煤油里。練習(xí)：練習(xí)：寫出鉀與下列溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式寫出鉀與下列溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式 氯化鈉氯化鈉 氯化鎂氯化鎂2K + 2H2O = 2KOH + H22KOH + MgCl2 = 2KCl + Mg(OH)22K + MgCl2 + 2H2O = 2KCl + Mg(OH)2 +H2 2K + 2H2O = 2KOH + H21. 1. 通常的合金多呈固態(tài)，而通常的合金多呈固態(tài)，而鈉鉀合金鈉鉀合金卻是卻是液態(tài)液態(tài)。2. 2. 堿金

9、屬單質(zhì)在空氣或氧氣中燃燒時，生成過氧化物甚堿金屬單質(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(fù)雜的氧化物，而至比過氧化物更復(fù)雜的氧化物，而LiLi只生成只生成LiLi2 2。3. 3. 堿金屬單質(zhì)的密度一般隨核電荷數(shù)增大而遞增，但堿金屬單質(zhì)的密度一般隨核電荷數(shù)增大而遞增，但K K的密度比的密度比NaNa小小。4. 4. 堿金屬單質(zhì)一般跟水劇烈反應(yīng)，但堿金屬單質(zhì)一般跟水劇烈反應(yīng)，但LiLi跟水反應(yīng)緩慢跟水反應(yīng)緩慢(LiOH(LiOH溶解度小溶解度小) )。5. 5. 堿金屬單質(zhì)因其活動性強，多保存在煤油中，而堿金屬單質(zhì)因其活動性強，多保存在煤油中，而LiLi卻卻因密度比煤油更小，因密度

10、比煤油更小，LiLi只能保存在液體石蠟中只能保存在液體石蠟中。6. 6. 堿金屬的鹽一般都易溶于水，但堿金屬的鹽一般都易溶于水，但LiLi2 2COCO3 3卻微溶卻微溶。堿金屬中的特殊性 至今為止，我們鑒定物質(zhì)，通常用至今為止，我們鑒定物質(zhì)，通常用哪些方法（根據(jù)什么現(xiàn)象判斷）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，能鑒定鉀、鈉和它們的化合物，能用這些方法嗎？為什么？用這些方法嗎？為什么？檢驗物質(zhì)的方法檢驗物質(zhì)的方法 顏色改變法顏色改變法酸能使紫色石蕊試液變紅酸能使紫色石蕊試液變紅碘遇淀粉變藍(lán)碘遇淀粉變藍(lán)某些金屬或金屬化合物灼燒時使火焰呈某些金屬或金屬化合物灼燒時使火焰呈現(xiàn)

11、特殊的顏色，在化學(xué)上叫做焰色反應(yīng)?，F(xiàn)特殊的顏色，在化學(xué)上叫做焰色反應(yīng)。定義：定義：四、焰色反應(yīng)鋰鋰 Li(LiLi(Li+ +) )：紫紅色：紫紅色鈉鈉 Na(NaNa(Na+ +) )：黃色黃色鉀鉀 K(KK(K+ +) )：紫色：紫色( (透過透過藍(lán)色鈷玻璃藍(lán)色鈷玻璃) )鍶鍶 Sr(SrSr(Sr+ +) )：洋紅色：洋紅色銅銅 Cu(CuCu(Cu2 2) )：綠色：綠色鋇鋇 Ba(BaBa(Ba2 2) )：黃綠：黃綠色色鈣鈣 Ca(CaCa(Ca2 2) )：磚紅色：磚紅色 幾種金屬或金屬離子焰色反應(yīng)的顏色幾種金屬或金屬離子焰色反應(yīng)的顏色操操作作洗：洗：用稀鹽酸涮洗鉑絲，用稀鹽酸涮

12、洗鉑絲，目的是使鉑絲上的高沸目的是使鉑絲上的高沸點雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沸點相對較低的氯化物。點雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沸點相對較低的氯化物。燒：燒：將用鹽酸洗滌過的鉑絲在酒精燈上灼燒至火將用鹽酸洗滌過的鉑絲在酒精燈上灼燒至火焰呈原色，焰呈原色，目的是除去鉑絲上的雜質(zhì)（主要是氧目的是除去鉑絲上的雜質(zhì)（主要是氧化物）；化物）；蘸：蘸：鉑絲蘸取固體或溶液。鉑絲蘸取固體或溶液。燒：燒：將站在鉑絲上的物質(zhì)在火焰上灼燒，觀將站在鉑絲上的物質(zhì)在火焰上灼燒，觀 察察火焰的顏色?；鹧娴念伾Ｏ矗合矗恒K絲用稀鹽酸洗凈鉑絲用稀鹽酸洗凈燒燒：在火焰上灼燒至原色。：在火焰上灼燒至原色。（能不能用稀硫酸？（能不能用稀硫酸？ 硫酸鹽沸點高，不易除

13、去）硫酸鹽沸點高，不易除去）思思考考1、焰色反應(yīng)是物理變化還是化學(xué)變化？、焰色反應(yīng)是物理變化還是化學(xué)變化？2、做焰色反應(yīng)時應(yīng)注意哪些問題？、做焰色反應(yīng)時應(yīng)注意哪些問題？-焰色反應(yīng)是堿金屬元素表現(xiàn)的性質(zhì)，焰色反應(yīng)是堿金屬元素表現(xiàn)的性質(zhì)，是物理變化。是物理變化。 -火焰盡可能無色，每次鉑絲要用火焰盡可能無色，每次鉑絲要用HCl洗洗干凈，一般是在化學(xué)方法無效時才使用它干凈，一般是在化學(xué)方法無效時才使用它鑒別物質(zhì)鑒別物質(zhì)（鉀（鉀通過藍(lán)色鈷玻璃濾去黃光）通過藍(lán)色鈷玻璃濾去黃光） 重點是鈉、鉀焰色反應(yīng)的顏色重點是鈉、鉀焰色反應(yīng)的顏色 焰色反應(yīng)常用于元素存在的鑒定和檢驗焰色反應(yīng)常用于元素存在的鑒定和檢驗注意

14、注意 焰色反應(yīng)是堿金屬元素表現(xiàn)的性質(zhì)，與元素存在的狀態(tài)無關(guān)。 某些金屬或金屬化合物灼燒時使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色（不是任何金屬元素不是任何金屬元素都有焰色反應(yīng)，如鉑、鐵、鎳）都有焰色反應(yīng)，如鉑、鐵、鎳）。 顏色反應(yīng)實驗操作的注意事項 應(yīng)用：檢驗金屬元素、焰火 鉀通過藍(lán)色鈷玻璃濾去黃光觀察 因為在鉀的化合物中因為在鉀的化合物中往往混有一些鈉的化合物往往混有一些鈉的化合物（不易分離），在進行焰（不易分離），在進行焰色反應(yīng)時，由于鈉元素的色反應(yīng)時，由于鈉元素的存在（焰色反應(yīng)呈黃色）存在（焰色反應(yīng)呈黃色）干擾了鉀的焰色反應(yīng)（紫干擾了鉀的焰色反應(yīng)（紫色）的觀察，必須把黃色色）的觀察，必須把黃色的光濾去，由光

15、的互補色的光濾去，由光的互補色原理可知，黃色與藍(lán)色互原理可知，黃色與藍(lán)色互為互補色，用藍(lán)色的鈷玻為互補色，用藍(lán)色的鈷玻璃可將黃色的光濾去，即璃可將黃色的光濾去，即可清楚地觀察到鉀的焰色可清楚地觀察到鉀的焰色-紫色。紫色。 下列關(guān)于鈉、鉀、銣、銫的敘述中不正下列關(guān)于鈉、鉀、銣、銫的敘述中不正確的是（確的是（ ）(A)都能與冷水劇烈反應(yīng)放出氫氣都能與冷水劇烈反應(yīng)放出氫氣(B)單質(zhì)的密度均小于單質(zhì)的密度均小于1(C)還原性隨核電荷數(shù)增大而增強還原性隨核電荷數(shù)增大而增強(D)其氫氧化物中堿性最強的是氫氧化銫其氫氧化物中堿性最強的是氫氧化銫B 【練習(xí)【練習(xí)】 已知鋇的金屬活動性介于鉀和鈉已知鋇的金屬活動

16、性介于鉀和鈉之間，下列有關(guān)說法正確的是（之間，下列有關(guān)說法正確的是（ ） (A) 鋇可從氯化鉀溶液中置換出鉀鋇可從氯化鉀溶液中置換出鉀 (B) 鋇可從氯化鈉溶液中置換出鈉鋇可從氯化鈉溶液中置換出鈉 (C) 鋇可從冷水中置換出氫鋇可從冷水中置換出氫 (D) 鋇離子的氧化性大于鉀離子鋇離子的氧化性大于鉀離子【練習(xí)【練習(xí)】C D 若把質(zhì)量相等的鉀和鈉分別投入足量若把質(zhì)量相等的鉀和鈉分別投入足量的水中進行反應(yīng)，下列敘述正確的是的水中進行反應(yīng)，下列敘述正確的是( ) (A) 產(chǎn)生的氫氣體積相等（標(biāo)準(zhǔn)狀況）產(chǎn)生的氫氣體積相等（標(biāo)準(zhǔn)狀況） (B) 所得溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同所得溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同 (C) 反應(yīng)生

17、成的氫氧化鈉的反應(yīng)生成的氫氧化鈉的 質(zhì)質(zhì) 量比氫量比氫氧化鉀多氧化鉀多 (D)鉀比鈉反應(yīng)更劇烈鉀比鈉反應(yīng)更劇烈【練習(xí)【練習(xí)】 C D 鉀和另一種堿金屬的合金鉀和另一種堿金屬的合金 42g與水與水完全完全 反應(yīng)，放出反應(yīng)，放出 1g H2，則合金中另一，則合金中另一種金屬不可能是（種金屬不可能是（ ） A. Li B. Na C. Rb D. Cs【練習(xí)【練習(xí)】A B 質(zhì)量為質(zhì)量為25.6g的的KOH和和KHCO3混合物在混合物在250的密閉容器中充分煅燒后排出氣體，冷的密閉容器中充分煅燒后排出氣體，冷卻殘留固體卻殘留固體20.7g，原混合物中，原混合物中KOH和和KHCO3的的 質(zhì)質(zhì) 量關(guān)系正

18、確的是（量關(guān)系正確的是（ ） A. KOH大于大于KHCO3 B. KOH等于等于KHCO3 C. KOH與與KHCO3任意比任意比 D. KOH小于小于KHCO3 【練習(xí)【練習(xí)】解法用差量法進行討論。 D解答KOH+KHCO3=K2CO3+H2O 56 100 18失重率失重率= 1856+100100%=11.5%若失重率若失重率=11.5%，KOH與與KHCO3恰好完全反應(yīng)恰好完全反應(yīng)若失重率若失重率11.5%，KOH過量過量若失重率若失重率11.5%，KHCO3過量過量實際失重率實際失重率= 100%=19.1%11.5%25.6g20.7g25.6g有關(guān)焰色反應(yīng)的下列敘述不正確的是有

19、關(guān)焰色反應(yīng)的下列敘述不正確的是 ( ) (A) 焰色為黃色時，一定含焰色為黃色時，一定含Na+不含不含K+ (B) 用完鉑絲用蒸餾水洗凈或濾紙擦凈即用完鉑絲用蒸餾水洗凈或濾紙擦凈即可再使用可再使用 (C) 使用鉑絲前要用鹽酸洗滌，并在酒精使用鉑絲前要用鹽酸洗滌，并在酒精燈焰上燒至無色燈焰上燒至無色 (D) 透過鈷玻璃可看到鉀離子的淺紫焰色透過鈷玻璃可看到鉀離子的淺紫焰色【練習(xí)【練習(xí)】A B練習(xí)某物質(zhì)灼燒時，焰色反應(yīng)為黃色。下列判斷某物質(zhì)灼燒時，焰色反應(yīng)為黃色。下列判斷正確的是正確的是(B)D、該物質(zhì)中一定不含鉀元素、該物質(zhì)中一定不含鉀元素A、該物質(zhì)一定是鈉的化合物、該物質(zhì)一定是鈉的化合物B、該物質(zhì)一定含鈉元素、該物質(zhì)一定含鈉元素C、該物質(zhì)一定是金屬鈉、該物質(zhì)一定是金屬鈉 一種白色粉末一種白色粉末A是由是由NaC1、K2SO4、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3等五種物質(zhì)中的兩種組成的。取等五種物質(zhì)中的兩種組成的。取少量少量A溶于水，用鉑絲蘸取溶液，在無色燈焰上灼燒，溶于水，用鉑絲