高三化學(xué)教案：《堿金屬元素》教學(xué)設(shè)計

　　本文題目：高三化學(xué)教案：堿金屬元素

　　1.以研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序來探究鈉的性質(zhì)。

　　2.以研究碳的化合物來探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)。

　　3.掌握鈉及其化合物的知識。

　　4.探究堿金屬的遞變規(guī)律.

　　堿金屬元素化合物

　　(1)注意鈉及其化合物溶于水所得溶液濃度的計算中，Na及Na2O2溶于水均會產(chǎn)生氣態(tài)物質(zhì)，所得溶液的質(zhì)量應(yīng)是原混合物質(zhì)的質(zhì)量總和減去產(chǎn)生氣體的質(zhì)量。

　　(2)注意Na2O2跟CO2和水蒸氣組成的混合氣體反應(yīng)時的先后順序。若先發(fā)生反應(yīng)：2 Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，必還發(fā)生2NaOH+ CO2=Na2CO3+H2O，即應(yīng)先考慮Na2O2跟CO2的反應(yīng)。

　　(3)正確理解“焰色反應(yīng)”：

　�、偎�是元素的一種物質(zhì)性質(zhì)。無論是金屬離子或金屬原子均能發(fā)生焰色反應(yīng)。它屬物理變化過程。

　　②不是所有元素都有特征的焰色。只有堿金屬元素以及鈣、鍶、鋇、銅等少數(shù)金屬元素才能呈現(xiàn)焰色反應(yīng)。

　�、垩嫔�反應(yīng)的顯色過程與氣體物質(zhì)燃燒時產(chǎn)生各色火焰的過程有著本質(zhì)的區(qū)別。焰色反應(yīng)并非金屬及其化合物自身發(fā)生燃燒反應(yīng)而產(chǎn)生各種顏色火焰的過程，而是它們的原子或離子的外圍電子被激發(fā)而產(chǎn)生的各種顏色的光的過程。

　　第1課時 鈉與水的反應(yīng)

　　1.鈉與水的反應(yīng)可以概括為：浮、熔、響、游、紅五個字來記憶。

　　(1)鈉投入水中并浮在水面上——密度小于水。

　　(2)鈉立即跟水反應(yīng)，并放出熱量，發(fā)出嘶嘶聲，產(chǎn)生氣體。

　　(3)同時鈉熔成一個閃亮的小球并在水面上向各方向迅速游動最后消失——熔點低。(4)反應(yīng)后的水溶液使酚酞變紅——與水反應(yīng)生成NaOH。

　　2.鈉與酸溶液反應(yīng)

　　當鈉投入酸溶液中，鈉首先與酸電離出的H+反應(yīng)：2Na +2H+ 2Na++H2↑;當酸完全反應(yīng)后，過量的鈉再與水反應(yīng)，故鈉與酸溶液反應(yīng)比鈉與水反應(yīng)更劇烈。

　　3.鈉與鹽溶液的反應(yīng)

　　實質(zhì)上是先與水反應(yīng)生成 NaOH，NaOH再與鹽反應(yīng)。

　　與CuSO4溶液反應(yīng)：2Na+2H2O NaOH+H2↑ (1) CuSO4+2NaOH Na2SO4

　　+Cu(OH)2 (2) 合并(1)(2)得：2Na+2H2O+CuSO4 Na2SO4 +Cu(OH)2↓+H2 ↑

　　(2)與FeCl3溶液反應(yīng)：6Na+6H2O+2FeCl3 6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑

　　4.鈉和鹽溶液反應(yīng)，不能置換出鹽中的金屬，這是因為金屬陽離子在水中一般是以水合離子形式存在，即金屬離子周圍有一定數(shù)目的水分子包圍著，不能和鈉直接接觸。鈉與熔融的鹽反應(yīng)才可能置換出鹽中的金屬。

　　【例】下列關(guān)于鈉與水反應(yīng)的說法不正確的是 ( )

　�、賹⑿�塊鈉投入滴有石蕊試液的水中，反應(yīng)后溶液變紅;②將鈉投入稀鹽酸中，鈉先與水反應(yīng)，后與鹽酸反應(yīng);③鈉在水蒸氣中反應(yīng)時因溫度高會發(fā)生燃燒;④將兩小塊質(zhì)量相等的金屬鈉，一塊直接投入水中，另一塊用錫箔包住，在錫箔上刺些小孔，然后按入水中，兩者放出的氫氣質(zhì)量相等。

　　A.①② B.②③ C.②③④ D.①②③④

　　[解析]鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鈉只能使酚酞變紅，而不能使石蕊變紅。鈉與水的反應(yīng)本質(zhì)是鈉與H+的反應(yīng)，所以鈉先與鹽酸溶液中的酸反應(yīng)。鈉在水蒸氣中反應(yīng)產(chǎn)生的是氫氣，盡管溫度高且反應(yīng)放熱，因無氧氣不能燃燒。鈉的密度比水大，浮在水面上時，就有部分鈉被氧氣氧化，而用錫箔包住的鈉不會被氧氣氧化，所以與水反應(yīng)的鈉質(zhì)量不相等，兩者放出氫氣的質(zhì)量也不相等。

　　[答案]D

　　第2課時 過氧化鈉的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

　　1.Na2O2的結(jié)構(gòu)特點

　　在Na2O2和H2O2中，氧是-1價，這是因為兩個氧原子之間以一對共用電子相結(jié)合(非極性鍵)，形成了一種不太穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

　　2.Na2O2的性質(zhì)

　　-1價介于氧的兩種較穩(wěn)定化合價0價和-2價之間，因此Na2O2既可以在一定條件下

　　獲得電子表現(xiàn)氧化性(如與SO2、Fe2+、品紅等反應(yīng))，也可以在一定條件下失去電子

　　表現(xiàn)還原性(如與H+和MnO4?反應(yīng))，還可以在一定條件下發(fā)生歧化反應(yīng)(如與H2O、CO2等反應(yīng));但以氧化性為主。

　　Na2O2與SO2反應(yīng)：Na2O2+SO2 Na2SO4

　　Na2O2投入FeCl2溶液中，可將Fe2+氧化成Fe3+，同時生成Fe(OH)3沉淀：3Na2O2+6FeCl2+6H2O 2FeCl3+4Fe(OH)3↓+6NaCl。

　　Na2O2投入氫硫酸中，可將H2S氧化成單質(zhì)硫，溶液變渾濁：Na2O2+H2S 2NaOH+S↓。

　　Na2O2投入品紅溶液中，可使品紅溶液褪色(褪色原理與SO2不同)。

　　【例】在呼吸面具和潛水艇中可用過氧化納作為供氧劑。請選用適當?shù)幕瘜W(xué)試劑和實驗用品、用上圖中的實驗裝置進行實驗，證明過氧化鈉可作供氧劑。

　　(1)A是制取CO2的裝置。寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

　　(2)填寫表中空格：(請在答題卡上填空)

　　儀器 加入試劑 加入該試劑的目的

　　B 飽和NaHCO3溶液

　　C

　　D

　　(3)寫出過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

　　(4)試管F中收集滿氣體后，下一步實驗操作是： 。

　　[解析]要證明過氧化鈉可作供氧劑，必須驗證實驗產(chǎn)物是O2，故實驗?zāi)康木褪球炞C過氧化鈉與水或二氧化碳的反應(yīng)。實驗儀器中的A是二氧化碳發(fā)生裝置，B、D是除雜裝置，C是反應(yīng)裝置，E是尾氣處理與收集裝置。本實驗可能存在的雜質(zhì)氣體有：HCl和水，但由于過氧化鈉與二氧化碳的反應(yīng)是離子反應(yīng)，故水不必除去。試管F中收集滿氣體后，下一步實驗操作應(yīng)是驗證實驗產(chǎn)物是O2。為檢驗生成的O2應(yīng)將試管F從水槽中取出，然后用帶火星的木條伸入管口進行檢驗，但是取出F前，應(yīng)將裝置A中的反應(yīng)停止。

　　[答案](1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

　　(2)B 飽和NaHCO3 除CO2中的HCl

　　C Na2O2粉末 反應(yīng)物

　　D NaOH溶液 除去未反應(yīng)的CO2

　　(3)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 (4)將帶火星的木條插入試管檢驗?zāi)緱l能否復(fù)燃。

　　[方法技巧]做實驗首先確立實驗?zāi)康�，確定裝置B、C、D的作用是解答本題的關(guān)鍵。易錯點是部分考生考慮二氧化碳中的水必須除去，從而認為裝置是干燥裝置，D是Na2O2與CO2反應(yīng)裝置而出現(xiàn)錯誤。

　　第3課時 碳酸鈉、碳酸氫鈉

　　1.碳酸鈉、碳酸氫鈉主要性質(zhì)比較及鑒別

　　(1)熱穩(wěn)定性不同。分別加熱少量固體，若發(fā)生分解反應(yīng)，將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中，石灰水變渾濁的原試劑是NaHCO3，另一個為Na2CO3。

　　(2)和酸反應(yīng)速率不同。分別取一定質(zhì)量的固體，加入等濃度、等體積的鹽酸，反應(yīng)快、產(chǎn)生氣體多的為NaHCO3，另一個為Na2CO3。

　　(3)陰離子不同。分別取其稀溶液，滴加氯化鋇稀溶液或CaCl2溶液，產(chǎn)生沉淀的原試劑為Na2CO3，另一個為NaHCO3。

　　(4)溶液的酸堿性。測其稀溶液(0.1 mol?L?1)的pH，Na2CO3溶液的pH在12左右，而

　　NaHCO3溶液的pH在8左右。

　　2. 碳酸鈉溶液與鹽酸反應(yīng)時，二者滴加的次序不同，產(chǎn)生的現(xiàn)象不同。

　　向鹽酸中逐滴加入Na2CO3溶液(開始時酸過量)：2HCl+Na2CO3 2NaCl+CO2↑+H2O。若向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸(開始時酸不足)：HCl+Na2CO3 NaCl+NaHCO3(無氣泡)，HCl+NaHCO3 NaCl+CO2↑+H2O。由以上分析可知，不同的滴加順序產(chǎn)生不同的現(xiàn)象，這就是不用其他試劑鑒別Na2CO3溶液和鹽酸的原理。

　　3. 碳酸氫鈉和碳酸鈉的制法

　　(1)制取NaHCO 3的方法

　　①減壓低溫蒸干NaHCO3溶液。NaHCO3遇熱易分解，其水溶液加熱更易分解，所以不可能采用常壓下蒸發(fā)溶劑的方法制得NaHCO3晶體。

　�、谕�飽和Na2CO3 溶液中通入CO2，過濾得到晶體。Na2CO 3+CO 2+H2O 2NaHCO 3

　　(2)聯(lián)堿法制純堿原理

　�、僭陲柡褪雏}水中通NH3飽和后，再通CO2 ：NH3+CO2+H2O NH4HCO3

　�、谏�成NH4HCO3的溶解度大，而c(Na+)也大，而NaHCO3溶解度小，故產(chǎn)生沉淀：NaCl+ NH4HCO3 NaHCO3↓+NH4Cl，總方程式：NaCl+ NH3+CO2+H2O NaHCO3↓+NH4Cl。

　�、蹖⑽龀龀恋砑訜�，制得Na2CO3(純堿)

　　注意：不能先通入CO2達飽和后再通入NH3，因為CO2在水中的溶解度很小(1∶1)，即使通入過量的NH3，所生成的NaHCO3、NH4Cl也很少，這樣就無法制取NaHCO3。

　　【例1】(2010安徽卷)將0.01mol下列物質(zhì)分別加入100mL蒸餾水中，恢復(fù)至室溫，所得溶液中陰離子濃度的大小順序是(溶液體積變化忽略不計)

　　①Na2O1 ②Na2O ③Na2CO3 ④NaCl

　　A.①>②>③>④ B.①>②>④>③

　　C.①=②>③>④ D.①=②>③=④

　　答案：A

　　解析：①②溶于水，溶質(zhì)都是0.02moL,但前者有氧氣生成，因此氫氧根濃度大，有①>②;③中碳酸根水解使得陰離子濃度稍大于④。因此有A正確。

　　【例2】(2010上海卷)將0.4gNaOH和1.06g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol?L-1稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系的是

　　答案：C

　　解析：此題考查了元素化合物、圖像數(shù)據(jù)的處理知識。向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加鹽酸時，首先和NaOH反應(yīng)生成水和氯化鈉，當?shù)稳?.1L時，兩者恰好反應(yīng)完全;繼續(xù)滴加時，鹽酸和Na2CO3開始反應(yīng)，首先發(fā)生：HCl+ Na2CO3= NaHCO3+NaCl，不放出氣體，當再加入0.1L時，此步反應(yīng)進行完全;繼續(xù)滴加時，發(fā)生反應(yīng)：NaHCO3+HCl =NaCl+H2O+CO2↑;此時開始放出氣體，分析圖像，可知選C。

　　易錯警示：解答此題的易錯點是，不能準確理解向碳酸鈉溶液中滴加鹽酸的反應(yīng)。是分步進行的，首先發(fā)生的是HCl+ Na2CO3= NaHCO3+NaCl;進行完全后，再發(fā)生：NaHCO3+HCl =NaCl+H2O+CO2↑

　　【例3】(2009全國卷Ⅰ11)為了檢驗?zāi)澈��?雜質(zhì)的 樣品的純度，現(xiàn)將 克樣品加熱，其質(zhì)量變?yōu)?g,，則該樣品的純度(質(zhì)量分數(shù))是 ( )

　　A. B.

　　C. D.

　　答案 A

　　解析 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2↑ + H2O ? m (減少)

　　2×84 106 62

　　x (w1- w2)

　　解得x= ，將其帶入下式可得： w(Na2CO3)= (w1- x )/W1 = ，

　　A項正確。

　　第4課時 堿金屬

　　1.焰色反應(yīng)

　　(1)概念：多種金屬或它們的化合物在燃燒時使火焰呈特殊的顏色，叫焰色反應(yīng)。

　　(2)用品：鉑絲(或鐵、鉻、鎳、鎢等)、酒精燈(或煤氣燈)、試劑。

　　(3)焰色反應(yīng)鑒別鹽類的步驟：①鉑絲在火焰上灼燒至原火焰色。②蘸取溶液(沾取固體)放在火焰上灼燒，觀察火焰顏色，觀察鉀火焰顏色要透過藍色的鈷玻璃去觀察。③鹽酸洗鉑絲。④鉑絲在火焰上灼燒至原火焰色(如不能灼燒至原火焰色，則需再酸洗，再灼燒)。⑤再蘸取(沾取)另外化學(xué)藥品進行實驗。

　　鉀、鈉焰色反應(yīng)顏色：鉀——紫色(透過藍色鈷玻璃);鈉——黃色。

　　2.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(fù)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。

　　【例1】(2010全國2)下列敘述正確的是

　　A.Li在氧氣中燃燒主要生成

　　B.將SO2通入 溶液可生成 沉淀

　　C.將CO2通入次氯酸鈣溶液可生成次氯酸

　　D.將NH3通入熱的CuSO4溶液中能使Cu2+還原成Cu

　　【解析】A錯誤，因為Li在空氣中燃燒只能生成Li2??O,直接取材于第一冊課本第二章第三節(jié); B錯誤，酸性：HCl>H2SO3>H2CO3所以通入后無BaSO3沉淀，因為BaSO3+2HCl=BaCl2+H2O+SO2↑;D錯誤，溶液中該反應(yīng)難以發(fā)生，先是：2NH3+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4,接著Cu(OH)2 CuO+H20,溶液中NH3不能還原CuO為Cu,要還原必須是干燥的固態(tài)!C正確，強酸制弱酸，酸性：H2CO3>HClO,反應(yīng)為：CO2+H20+Ca(ClO)2=CaCO3↓+2HClO，直接取材于課本第一冊第四章第一節(jié);

　　【答案】C

　　【命題意圖】考查無機元素及其化合物，如堿金屬，氯及其化合物，碳及其化合物，硫及其化合物，氮及其化合物等A、B、C選項直接取材于高一課本，D取材于高二第一章氮族。

　　【點評】再次印證了以本為本的復(fù)習策略，本題四個選項就直接取材于課本，屬于簡單題，不重視基礎(chǔ)，就有可能出錯!

　　【例2】(2010重慶卷)下列敘述正確的是

　　A.鋁制容器可盛裝熱的H2SO4

　　B.Agl膠體在電場中自由運動

　　C.K與水反應(yīng)比Li與水反應(yīng)劇烈

　　D.紅磷在過量Cl2中燃燒生成PCl3

　　8. 答案C

　　【解析】本題考察物質(zhì)的性質(zhì)。A項，鋁與熱的濃硫酸反應(yīng)，錯誤。B項，AgL膠體吸附電荷而帶電，故在電場作用下做定向移動，錯誤。C項，K比Li活潑，故與水反應(yīng)劇烈，正確。D項，P與過量的 反應(yīng)，應(yīng)生成 ,錯誤。

　　【誤區(qū)警示】鋁在冷、熱 中發(fā)生鈍化，但是加熱則可以發(fā)生反應(yīng)，膠體自身不帶電，但是它可以吸附電荷而帶電。由此警示我們，化學(xué)學(xué)習的平時學(xué)生一定要嚴謹，對細小知識點要經(jīng)常記憶，并且要找出關(guān)鍵字、詞。

　　【例3】(2010安徽卷)(14分)鋰離子電池的廣泛應(yīng)用使回收利用鋰貨源成為重要課題：某研究性學(xué)習小組對廢舊鋰離子電池正極材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上)進行資源回收研究，設(shè)計實驗流程如下：

　　(1)第②步反應(yīng)得到的沉淀X的化學(xué)式為 。

　　(2)第③步反應(yīng)的離子方程式是 。

　　(3)第④步反應(yīng)后，過濾Li2CO3所需的玻璃儀器有 。

　　若過濾時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，從實驗操作的角度給出兩種可能的原因：

　　、 。

　　(4)若廢舊鋰離子電池正極材料含LiNB2O4的質(zhì)量為18.1 g第③步反應(yīng)中加入20.0mL3.0mol?L-1的H2SO4溶液。定正極材料中的鋰經(jīng)反應(yīng)③和④完全為Li2CO3,剩至少有 Na2CO3參加了反應(yīng)。

　　答案：(1)Al(OH)3

　　(2)4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O

　　(3) 漏斗 玻璃棒 燒杯 ; 濾紙破損、濾液超過濾紙邊緣等

　　(4)5.3

　　解析：第一步就是鋁溶解在氫氧化鈉溶液中 第二步就是偏鋁酸鈉與二氧化碳生成氫氧化鋁，第三步是氧化還原反應(yīng)，注意根據(jù)第一步反應(yīng)LiMn2O4不溶于水。

　　第(4)小題計算時要通過計算判斷出硫酸過量。

　　【例4】(2010重慶卷，26)(15分)金屬鈣線是煉制優(yōu)質(zhì)鋼材的脫氧脫磷劑，某鈣線的主要成分為金屬M和 ，并含有3.5%(質(zhì)量分數(shù)) .

　　(1) 元素在周期表中位置是 ，其原子結(jié)構(gòu)示意圖 .

　　(2) 與最活躍的非金屬元素A形成化合物D，D的電子式為 ，D的沸點比A與 形成的化合物E的沸點 .

　　(3)配平用鈣線氧脫鱗的化學(xué)方程式：

　　P+ FeO+ CaO + Fe

　　(4)將鈣線試樣溶于稀鹽酸后，加入過量 溶液，生成白色絮狀沉淀并迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色 .則金屬M為______;檢測 的方法是_____(用離子方程式表達).

　　(5)取1.6g鈣線試樣，與水充分反映，生成224ml. (標準狀況)，在想溶液中通入適量的 ，最多能得到 g.

　　答案(5分)

　　(1)第四周期第ⅡA族，

　　(2) ，高

　　(3)2P+5FeO+3CaO Ca3(PO4)2+5Fe

　　(4)Fe;Fe+3SCN-=Fe(SCN)3

　　(5)1.1

　　【解析】本題考查鈣、鐵的知識。(1)Ca為20號，位于第四周期，第IIA族。(2)最活潑的金屬為：F, 為離子化合物， 為分子晶體，故 的沸點高。(3)P從0價升至+5價， 從+2價降至0價，根據(jù)得失電子守恒有，P前配2， 前配5.(4)有顏色變化可知，紅褐色 為 , 與KSCN變血紅色。(5) 與 中只有 與水能反應(yīng)生成 ，由 ~ 得，n( )=0.224/22.4=0.01mol。n( )=1.6×3.5%/56=0.01MOL。由鈣守恒得，m( )=(0.01+0.001)×100=1.1g。

　　【例5】(2010江蘇卷)(12分)正極材料為 的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。但鈷的資源匱乏限制了其進一步發(fā)展。

　　(1)橄欖石型 是一種潛在的鋰離子電池正極材料，它可以通過 、 與 溶液發(fā)生共沉淀反應(yīng)，所得沉淀經(jīng)80℃真空干燥、高溫成型而制得。

　�、俟渤恋矸磻�(yīng)投料時，不將 和 溶液直接混合的原因是 。

　　②共沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

　　③高溫成型前，常向 中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的 的導(dǎo)電性能外，還能 。

　　(2)廢舊鋰離子電池的正極材料試樣(主要含有 及少量AI、Fe等)可通過下列實驗方法回收鈷、鋰。

　�、� 在上述溶解過程中， 被氧化成 ， 在溶解過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

　�、� 在空氣中加熱時，固體殘留率隨溫度的變化

　　如右圖所示。已知鈷的氫氧化物加熱至290℃時已完全

　　脫水，則1000℃時，剩余固體的成分為 。(填化學(xué)式);

　　在350~400℃范圍內(nèi)，剩余固體的成分為 。(填化學(xué)式)。

　　【答案】

　　(1)

　�、貴e2+在堿性條件下更易被氧化(凡合理答案均可)

　�、�(NH4)2Fe(SO4)2+LiOH+H3PO4=LiFePO4+2NH4HSO4+H2O

　�、叟c空氣中O2反應(yīng)，防止LiFePO4中的Fe2+被氧化

　　(2)

　�、�

　�、� 、

　　【解析】本題考察的知識比較散，涉及到能源利用，物質(zhì)性質(zhì)、化工流程分析，圖表分析，覆蓋面比較廣。(1)①不能直接混合的原因是Fe2+在堿性條件下更容易被氧化;②根據(jù)題給的信息，發(fā)生的反應(yīng)為(NH4)2Fe(SO4)2+LiOH+H3PO4=LiFePO4+2NH4HSO4+H2O③消耗空氣中的O2,保護Fe2+,防止Fe2+被氧化;(2)①通過題給信息可知LiCoO2與Na2S2O3發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)為8 LiCoO2+ Na2S2O3+11H2SO4=4Li SO4+8CoSO4+ Na2SO4+11 H2O②根據(jù)質(zhì)量的變化，在變化過程中，Co的質(zhì)量沒有變，通過題給數(shù)據(jù)看，在10000C是Co(OH)2完全分解，則產(chǎn)物CoO，在350-4000C時，固體的質(zhì)量在89.25%-86.38%之間，可以通過極點進行分析，在2920C,n(Cr)n(O)=100/93：(89.25-100*59/93)/16=2:3,其化學(xué)式為Co2O3在5000C n(Cr)n(O)= 100/93：(86.38-100*59/93)/16=3:4其化學(xué)式為Co3O4 ，所以可以確定在350-4000C時的化學(xué)式為Co2O3和Co3O4

　　【例6】(2009浙江卷，12)市場上經(jīng)常見到的標記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料(碳作為金屬鋰的載體)，電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li 的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)為：

　　Li+2Li

　　下列說法不a正確的是 ( )

　　A.放電時，負極的電極反應(yīng)式：Li-e =Li

　　B.充電時，Li 既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)

　　C.該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)

　　D.放電過程中Li 向負極移動

　　答案 D

　　解析 A項，Li從零價升至正價，失去電子，作為負極，正確;

　　B項，反應(yīng)逆向進行時，反應(yīng)物只有一種，故化合價既有升，又有降，所以既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)，正確;

　　C項，由于Li可以與水反應(yīng)，故應(yīng)為非水材料，正確;

　　D項，原電池中陽離子應(yīng)遷移至正極失電子，故錯。

　　堿金屬元素單元測試

　　一、選擇題(下列各題均只有一個合理答案)

　　1、下列關(guān)于堿金屬的描述中正確的是

　　A.均可保存于煤油中 B.密度都比水小 C.鋰的熔沸點最高 D.氫氧化物受熱易分解

　　2、下列離子方程式正確的是

　　A.鉀與水：

　　B. 與鹽酸：

　　C. (溶液)：

　　D.

　　3、將5.12gKOH 和KHCO3混合物在260℃時加熱后冷卻到原溫，發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了0.98g，則原混合物中KOH和KHCO3物質(zhì)的量的關(guān)系是

　　A. B.

　　C. D. 按任意比混合

　　4、1L、1mol/L KOH溶液吸收0.8mL CO2,所得溶液中 的物質(zhì)的量濃度之比為：

　　A.1∶3 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2

　　5、人們往往要向農(nóng)田里施用鉀肥，其主要原因是

　　A.土壤里鉀的含量太少，要靠施用鉀肥才能滿足農(nóng)作物的需要

　　B.土壤里鉀的含量不少，但大多以難溶于水的礦物形式存在，作物難以吸收。

　　C.土壤里鉀的含量不少，但易雨水淋失，應(yīng)經(jīng)常補充

　　D.鉀是植物生長中需要量最大的元素，因此需要不斷補充

　　二、選擇題(下列各題均有二個合理答案)

　　6、有關(guān)純堿晶體(Na2CO3?10H2O)的敘述中，錯誤的是

　　A.加熱晶體能生成NaHCO3 B.將晶體放置空氣中質(zhì)量會減輕

　　C.Na2CO3可做干燥劑 D.晶體溶于水后具有堿的性質(zhì)

　　7、用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列說法不正確的是

　　A.2.3gNa與水反應(yīng)，產(chǎn)生H2 0.1 NA個

　　B.1mol O2在反應(yīng)中作氧化劑時所得電子數(shù)一定為4NA

　　C.1mol鈉與水完全反應(yīng)，被還原的水分子為NA個

　　D.1mol/L NaOH溶液中所含的鈉離子數(shù)為NA

　　8.、關(guān)于Na2CO3和NaHCO3性質(zhì)的有關(guān)敘述正確的是

　　A.在水中溶解性：Na2CO3NaHCO3

　　C.與酸反應(yīng)的速度：Na2CO3

　　9、將CO2分別通入下列各溶液中，不可能產(chǎn)生沉淀的是

　　A.CaCl2溶液 B.石灰水 C.飽和Na2CO3溶液 D.BaCl2溶液

　　10、下列有堿金性銣(Rb)的敘述中，正確的是

　　A.灼燒氯化銣時，火焰有特殊顏色 B.硝酸銣是離子化合物，易溶于水

　　C.在鈉、鉀、銣三種單質(zhì)中，銣的熔點最高 D.氫氧化銣是弱堿

　　三、本題包括4小題

　　11. 有M，R，Q，V，W，X，Y，Z八種物質(zhì)，它們之間存在如下關(guān)系：

　　? ? ?

　　?

　　?

　　其M、Q、Y是單質(zhì)，Q、Y在常溫、常壓下為氣體，Z是硫酸鹽，鈉、鉀化合物性質(zhì)相似。

　　回答下列問題：

　　(1)寫出各代號的化學(xué)式(或分子式)

　　M ， R ，Q ，V ，W ，X ，

　　Y ，Z

　　(2)寫出下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的方程式和離子方程式，并標出電子轉(zhuǎn)移方向和總數(shù)

　　反應(yīng)? ， 反應(yīng)? ，

　　12、貼有A、B、C、D標簽的四瓶無色溶液，已知它們是 。根據(jù)下列實驗現(xiàn)象，回答問題：

　　(1)寫出各試劑瓶中溶質(zhì)的化學(xué)式：

　　A B C D ____

　　(2)寫出各步反應(yīng)的離子方程式：

　　? ? ? ? ? ____

　　13. 海水占地球總儲水量的97.2%。若把海水淡化和化工生產(chǎn)結(jié)合起來

　　(1)海水中含有大量的氯化鈉。氯化鈉中的金屬元素位于元素周期表第 族。

　　(2)目前國際上實用的“海水淡化”主要技術(shù)之一是蒸餾法。蒸餾法是將海水變成蒸汽，蒸汽經(jīng)過冷卻而得高純度淡水，由此可判斷蒸餾法是 (填物理變化、化學(xué)變化)

　　(3)工業(yè)上利用電解飽和食鹽水可制得重要化工產(chǎn)品，反應(yīng)式為：

　　食鹽+H2O NaOH+H2+Cl2(未配平)。該反應(yīng)中食鹽的化學(xué)式是_______________。利用電解所得氣體制36.5%的濃鹽酸1000t，最少需要消耗食鹽 t。

　　(4)近年來有人提出了一種利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品及氯化鈉循環(huán)治理含二氧化硫廢氣并回收二氧化硫的方法，該方法的流程如下：

　　寫出②④的化學(xué)反應(yīng)方程式：

　�、� 上述亞硫酸氫鈉與甲醛經(jīng)過一定反應(yīng)，可以合成俗稱“吊白塊”(雕白粉)的物質(zhì)。因吊白塊對人體有害，不能用于食品漂白。其結(jié)構(gòu)簡式為：HOCH2SO3Na，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點，吊白塊能發(fā)生的反應(yīng)有：

　　A.皂化反應(yīng) B.聚合反應(yīng) C.與金屬鈉反應(yīng) D.氧化反應(yīng)

　　14. 根據(jù)侯德榜制堿法原理并參考下表的數(shù)據(jù)，實驗室制備純堿Na2CO3的主要步驟是：

　　將配制好的飽和NaCl溶液倒入燒杯中加熱，控制溫度在30—35℃，攪拌下分批加入研細

　　的NH4HCO3固體，加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，靜置、過濾得NaHCO3晶體。用少量

　　蒸餾水洗滌除去雜質(zhì)，抽干后，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，灼燒2小時，得Na2CO3固體。

　　四種鹽在不同溫度下的溶解度(g/100g水)表

　　溫度

　　鹽 溶解度 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃

　　NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8

　　NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 —① — — —

　　NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 —

　　NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3

　�、�> 35℃NH4HCO3會有分解

　　請回答：

　　⑴ 反應(yīng)溫度控制在30—35℃，是因為若高于35℃，則_____________________________，若低于30℃，則_____________________________，為控制此溫度范圍，采取的加熱方法為_________________。

　　⑵ 加料完畢后，繼續(xù)保溫30分鐘，目的是________________________________________。 靜置后只析出NaHCO3晶體的原因是___________________________________________。 用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去_______________雜質(zhì)(以化學(xué)式表示)

　�、� 過濾所得的母液中含有___________________________(以化學(xué)式表示)，需加入_______，并作進一步處理，使NaCl溶液循環(huán)使用，同時可回收NH4Cl

　　⑷ 測試純堿產(chǎn)品中NaHCO3含量的方法是：準確稱取純堿樣品W g，放入錐形瓶中加蒸餾水 溶解，加1—2滴酚酞指示劑，用物質(zhì)的量濃度為c( mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由紅色到無色(指示CO32—+H+==HCO3—反應(yīng)的終點)，所用HCl溶液的體積為V1 mL，再加1—2滴甲基橙指示劑，繼續(xù)用HCl溶液滴定至溶液由黃變橙，所用HCl溶液總體積為V2 mL。寫出純堿樣品中NaHCO3質(zhì)量分數(shù)的計算式：

　　NaHCO3% = ______________________________。

　　四、本題包括4小題

　　15. 現(xiàn)有一定量含有Na2O雜質(zhì)的Na2O2試樣.請從圖4-3中選用適當?shù)膶嶒炑b置，設(shè)計一個最簡單的實驗，則定Na2O2試樣的純度(可供選用的反應(yīng)物只有CaCO3固體，6mol/L鹽酸和蒸餾水).

　　圖4-3

　　請?zhí)顚懴铝锌瞻?br />
　　(1)寫出在實驗中Na2O2和Na2O分別發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 ， .

　　(2) 應(yīng)選用的裝置是(只要求寫出圖中裝置的標號) .

　　(3)所選用裝置的連接順序應(yīng)是(填各接口的字母，連接膠管省略)

　　16. 已知某純堿試樣中含有NaCl雜質(zhì)，為測定試樣中純堿的質(zhì)量分數(shù)，可用右圖中的裝置進行實驗。

　　主要實驗步驟如下：

　�、� 按圖組裝儀器，并檢驗裝置的氣密性

　　② 將a g試樣放入錐形瓶中，加適量蒸餾水溶解，得到試樣溶液

　�、� 稱量盛有堿石灰的U型管的質(zhì)量，得到b g

　�、� 從分液漏斗滴入6mol?L—1的硫酸，直到不再產(chǎn)生氣體時為止

　�、� 從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣

　　⑥ 再次稱量盛有堿石灰的U型管的質(zhì)量，得到c g

　　⑦ 重復(fù)步驟⑤和⑥的操作，直到U型管的質(zhì)量基本不變，為d g

　　請?zhí)羁蘸突卮饐栴}：

　�、� 在用托盤天平稱量關(guān)品時，如果天平的指針向左偏轉(zhuǎn)，說明________________________。

　�、� 裝置中干燥管B的作用是___________________________________________。

　�、� 如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸，測試的結(jié)果_________________(填偏高、偏低或不變)。

　�、� 步驟⑤的目的是__________________________________________。

　　⑸ 步驟⑦的目的是__________________________________________。

　�、� 試樣中純堿的質(zhì)量分數(shù)的計算式為___________________。

　�、� 還可以用其它實驗方法測定試樣中純堿的質(zhì)量分數(shù)。請簡述一種不同的實驗方法。

　　17. 我國化學(xué)侯德榜(右圖)改革國外的純堿生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程可簡要表示如下：

　　(1) 上述生產(chǎn)純堿的方法稱 ，副產(chǎn)品的一種用途為 。

　　(2) 沉淀池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是 。

　　(3) 寫出上述流程中X物質(zhì)的分子式 。

　　(4) 使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，主要是設(shè)計了 (填上述流程中的編號)的循環(huán)。從沉淀池中取出沉淀的操作是 。

　　(5)為檢驗產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，可取少量試樣溶于水后，再滴加 。

　　(6) 向母液中通氨氣，加入細小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通氨氣的作用有 。

　　(a) 增大NH4+的濃度，使NH4Cl更多地析出 (b) 使NaHCO3更多地析出

　　(c) 使NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3，提高析出的NH4Cl純度

　　高三化學(xué)教案：堿金屬元素參考答案：

　　一.1.C 2.C. 3.C 4.A.5.B.

　　二.6.AC 7.AD.8.BC.9. AD 10.AB

　　三11. (1)

　　(2)?

　　?

　　12、(1)A—NaHSO4 B—Ba(NO3)2 C—K2SO4 D—K2CO3

　　(2)①2H++CO H2O+CO2 ②

　�、� ④

　　⑤

　　13. ⑴ ⅠA或第一主族

　�、� 物理變化

　�、� NaCl，58.5

　　⑷ NaOH+SO3==NaHSO3 ， NaHSO3+HCl==NaCl+H2O+SO2 ↑

　　⑸ C、D

　　14. ⑴ NH4HCO3分解

　　反應(yīng)速率降低

　　水浴加熱

　�、� 使反應(yīng)充分進行

　　NaHCO3的溶解度最小

　　NaCl NH4Cl NH4HCO3

　�、� NaHCO3 NaCl NH4Cl NH4HCO3

　　HCl

　　[4]

　　四.

　　15.(1)2Na2O2+2H2O === 4NaOH+O2↑ Na2O+H2O === 2NaOH

　　(2)⑤①④ (3)(G)接(A)(B)接(F)

　　16. (1)樣品重，砝碼輕

　　(2)防止空氣中的CO2和水氣進入U型管中

　　(3)偏高

　　(4)把反應(yīng)中的CO2全部導(dǎo)入U型管中

　　(5)判斷反應(yīng)中的CO2是否全部排出，并被U型管中的堿石灰吸收

　　(6) ×100%

　　(7) 取一定量的純堿試樣，溶入適量的蒸餾水中，加入足量的BaCl2溶液，過濾、洗滌、干燥、稱量濾渣(BaCO3) (或其它合理答案)

　　17.

　　(1) 聯(lián)合制堿法或侯德榜制堿法

　　化肥或電解液或焊藥等(其他合理答案均給分)

　　(2) NH3 + CO2 + H2O + NaCl → NH4Cl + NaHCO3↓

　　或 NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3 NH4HCO3 + NaCl → NaHCO3↓ + NH4Cl

　　(3) CO2

　　(4) I 過濾

　　(5) 稀硝酸和硝酸銀溶液

　　(6) a、c

　　18.(1)略 (2)試樣質(zhì)量 試樣加水的質(zhì)量 第四(或5)次的讀數(shù)(或用具體數(shù)值表示) 錐形瓶內(nèi)質(zhì)量已達恒重

　　(3)①蒸發(fā) ②NaCl的質(zhì)量 ③燒杯 玻璃棒 ④偏大