Металлы щелочные и их соединения – Урок №47. Щелочные металлы. Положение щелочных металлов в периодической системе и строение атомов. Нахождение в природе. Физические и химические свойства. Применение щелочных металлов и их соединений.

Содержание

Химия щелочных металлов и их соединений

Щелочные металлы

1. Положение в периодической системе химических элементов
2. Электронное строение и закономерности изменения свойств
3. Физические свойства
4. Нахождение в природе
5. Способы получения
6. Качественные реакции
7. Химические свойства
7.1. Взаимодействие с простыми веществами
7.1.1. Взаимодействие с галогенами
7.1.2. Взаимодействие с серой и фосфором
7.1.3. Взаимодействие с водородом
7.1.4. Взаимодействие с азотом
7.1.5. Взаимодействие с углеродом
7.1.6. Горение
7.2. Взаимодействие со сложными веществами
7.2.1. Взаимодействие с водой
7.2.2. Взаимодействие с минеральными кислотами
7.2.3. Взаимодействие с серной кислотой
7.2.4. Взаимодействие с азотной кислотой
7.2.5. Взаимодействие со слабыми кислотами
7.2.6. Взаимодействие с солями

Оксиды щелочных металлов
 1. Способы получения
 2. Химические свойства
2.1. Взаимодействие с кислотными и амфотерными оксидами
2.2. Взаимодействие с кислотами
2.3. Взаимодействие с водой
2.4. Взаимодействие с кислотами

Пероксиды щелочных металлов
 1. Химические свойства
1.1. Взаимодействие с водой
1.2. Взаимодействие с кислотными и амфотерными оксидами
1.3. Взаимодействие с кислотами
1.4. Разложение
1.5. Взаимодействие с восстановителями
1.6. Взаимодействие с окислителями

Гидроксиды щелочных металлов (щелочи)
 1. Способы получения
 2. Химические свойства
2.1. Взаимодействие щелочей с кислотами
2.2. Взаимодействие щелочей с кислотными оксидами
2.3. Взаимодействие щелочей с амфотерными оксидами и гидроксидами
2.4. Взаимодействие щелочей с кислыми солями
2.5. Взаимодействие щелочей с неметаллами
2.6. Взаимодействие щелочей с металлами
2.7. Взаимодействие щелочей с солями
2.8. Разложение щелочей
2.9. Диссоциация щелочей
2.10. Электролиз щелочей

Соли щелочных металлов 

Щелочные металлы

Положение в периодической системе химических элементов

Щелочные металлы расположены в главной подгруппе первой группы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева (или просто в 1 группе в длиннопериодной форме ПСХЭ). Это литий Li, натрий Na, калий K, цезий Cs, рубидий Rb и франций Fr.

Электронное строение щелочных металлов и основные свойства 

Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня щелочных металлов: ns1, на внешнем энергетическом уровне находится 1 s-электрон. Следовательно, типичная степень окисления щелочных металлов в соединениях +1.

Рассмотрим некоторые закономерности изменения свойств щелочных металлов.

В ряду Li-Na-K-Rb-Cs-Fr, в соответствии с Периодическим законом, увеличивается атомный радиус, усиливаются металлические свойства, ослабевают неметаллические свойства, уменьшается электроотрица-тельность.

Физические свойства 

Все щелочные металлы — вещества мягкие, серебристого цвета. Свежесрезанная поверхность их обладает характерным блеском.

Кристаллическая решетка щелочных металлов в твёрдом состоянии — металлическая. Следовательно, щелочные металлы обладают высокой тепло- и электропроводимостью. Кипят и плавятся при низких температурах. Они имеют также небольшую плотность.

Нахождение в природе

Как правило, щелочные металлы в природе присутствуют в виде минеральных солей: хлоридов, бромидов, йодидов, карбонатов, нитратов и др. Основные минералы, в которых присутствуют щелочные металлы:

Поваренная соль, каменная соль, галитNaCl — хлорид натрия

Сильвин KCl — хлорид калия

Сильвинит NaCl · KCl

Глауберова соль Na2SO4⋅10Н2О – декагидрат сульфата натрия

Едкое кали KOH — гидроксид калия

Поташ K2CO3 – карбонат калия

Поллуцит — алюмосиликат сложного состава с высоким содержанием цезия:

Способы получения 

Литий получают в промышленности электролизом расплава хлорида лития в смеси с KCl или BaCl2 (эти соли служат для понижения темпе-ратуры плавления смеси):

2LiCl = 2Li + Cl2

Натрий получают электролизом расплава хлорида натрия с добавками хлорида кальция:

2NaCl (расплав) → 2Na + Cl2

Электролитом обычно служит смесь NaCl с NaF и КСl (что позволяет проводить процесс при 610–650°С).

Калий получают также электролизом расплавов солей или расплава гидроксида калия. Также распространены методы термохимического восстановления: восстановление калия из расплавов хлоридов или гидроксидов. В качестве восстановителей используют пары натрия, карбид кальция, алюминий, кремний:

KCl + Na = K↑ + NaCl

KOH + Na = K↑ + NaOH

Цезий можно получить  нагреванием смеси хлорида цезия и специально подготовленного кальция:

Са + 2CsCl → 2Cs + CaCl2

В промышленности используют преимущественно физико-химические методы выделения чистого цезия: многократную ректификацию в вакууме.

Качественные реакции

Качественная реакция на щелочные металлы — окрашивание пламени солями щелочных металлов.

Цвет пламени:
Liкарминно-красный
Na — жѐлтый
Kфиолетовый
Rbбуро-красный
Csфиолетово-красный

Химические свойства

1. Щелочные металлы — сильные восстановители. Поэтому они реагируют почти со всеми неметаллами.

1.1. Щелочные металлы легко реагируют с галогенами с образованием галогенидов:

2K  +  I2  =  2KI

1.2. Щелочные металлы реагируют с серой с образованием сульфидов:

2Na  +  S  =  Na2S

1.3. Щелочные металлы активно реагируют с фосфором и водородом (очень активно). При этом образуются бинарные соединения — фосфиды и гидриды:

3K    +    P    =   K3P

2Na  +  H2  =  2NaH

1.4. С азотом литий реагирует при комнатной температуре с образованием нитрида:

6Li   +  N2  =  2Li3N

Остальные щелочные металлы реагируют с азотом при нагревании.

1.5. Щелочные металлы реагируют с углеродом с образованием карбидов, преимущественно ацетиленидов:

2Na   +   2C    =    Na2C2

1.6. При взаимодействии с кислородом каждый щелочной металл проявляет свою индивидуальность: при горении на воздухе литий образует оксид, натрий – преимущественно пероксид, калий и остальные металлы – надпероксид.

4Li   +   O2   =   2Li2O

2Na  +  O2  =  Na2O2

K   +   O2   =   KO2

Цезий самовозгорается на воздухе, поэтому его хранят в запаянных ампулах. Видеоопыт самовозгорания цезия на воздухе можно посмотреть здесь.

2. Щелочные металлы активно взаимодействуют со сложными веществами:

2.1. Щелочные металлы бурно (со взрывом) реагируют с водой. Взаимодействие щелочных металлов с водой приводит к образованию щелочи и водорода. Литий реагирует бурно, но без взрыва.

Например, калий реагирует с водой очень бурно:

2K0 + H2+O = 2K+OH + H20

Видеоопыт: взаимодействие щелочных металлов с водой можно посмотреть здесь.

2.2. Щелочные металлы взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой) со взрывом. При этом образуются соль и водород.

Например, натрий бурно реагирует с соляной кислотой:

2Na  +  2HCl  =  2NaCl  +  H2

2.3. При взаимодействии щелочных металлов с концентрированной серной кислотой выделяется сероводород.

Например, при взаимодействии натрия с концентрированной серной кислотой образуется сульфат натрия, сероводород и вода:

8Na  +  5H2SO4(конц.)  → 4Na2SO4  +  H2S  +  4H2O

2.4. Щелочные металлы реагируют с азотной кислотой. При взаимодейст-вии с концентрированной азотной кислотой образуется оксид азота (I):

8Na + 10HNO3 (конц) → N2O + 8NaNO3 + 5H2O

С разбавленной азотной кислотой образуется молекулярный азот:

10Na + 12HNO3 (разб)→ N2 +10NaNO3 + 6H2O

При взаимодействии щелочных металлов с очень разбавленной азотной кислотой образуется нитрат аммония:

8Na  +  10HNO3  =  8NaNO3  +  NH4NO3  +  3H2O

2.5. Щелочные металлы могут реагировать даже с веществами, которые проявляют очень слабые кислотные свойства. Например, с аммиаком, ацетиленом (и прочими терминальными алкинами), спиртамифенолом и органическими кислотами.

Например, при взаимодействии лития с аммиаком образуются амиды и водород:

2Li + 2NH3 = 2LiNH2 + H2

 Ацетилен с натрием образует ацетиленид натрия и также водород:

Н ─ C ≡ С ─ Н + 2Na  →  Na ─ C≡C ─ Na + H2

 Фенол с натрием реагирет с образованием фенолята натрия и водорода:

2C6H5OH  +  2Na  →  2C6H5ONa   +  H2

Метанол с натрием образуют метилат натрия и водород:

2СН3ОН   +  2Na   →   2 CH3ONa   +  H2

 Уксусная кислота с литием образует ацетат лития и водород:

2СH3COOH    +   2Li     →  2CH3COOOLi    +   H2

Щелочные металлы реагируют с галогеналканами (реакция Вюрца).

Например, хлорметан с натрием образует этан и хлорид натрия:

2CH3Cl + 2Na   →  C2H6 + 2NaCl

2.6. В расплаве щелочные металлы могут вытеснять менее активные металлы из солей. Обратите внимание! В растворе щелочные металлы будут взаимодействовать с водой, а не с солями других металлов.

Например, натрий вытесняет алюминий из расплава хлорида алюминия :

3Na + AlCl3 → 3NaCl + Al

Оксиды щелочных металлов

Способы получения

Оксиды щелочных металлов (кроме лития) можно получить только косвенными методами: взаимодействием натрия с окислителями в расплаве:

1. Оксид натрия можно получить взаимодействием натрия с нитратом натрия в расплаве:

10Na  +  2NaNO3 →  6Na2O  +  N2

2. Взаимодействием натрия с пероксидом натрия:

2Na  +  Na2O2 →  2Na2O

 3. Взаимодействием натрия с расплавом щелочи:

2Na  +  2NaOН → 2Na2O  +  Н2

4. Оксид лития можно получить разложением гидроксида лития:

2LiOН → Li2O  +  Н2O

Химические свойства

Оксиды щелочных металлов — типичные основные оксиды. Вступают в реакции с кислотными и амфотерными оксидами, кислотами, водой.

1. Оксиды щелочных металлов взаимодействуют с кислотными и амфотерными оксидами:

Например, оксид натрия взаимодействует с оксидом фосфора (V):

3Na2O  +  P2O5  → 2Na3PO4

Оксид лития взаимодейсвует с амфотерным оксидом алюминия:

Na2O  +  Al2O3  → 2NaAlO2

2. Оксиды щелочных металлов взаимодействуют с кислотами с образованием средних и кислых солей (с многоосновными кислотами).

Например, оксид калия взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида калия и воды:

K2O  +  2HCl →  2KCl  +  H2O

3. Оксиды щелочных металлов активно взаимодействуют с водой с образованием щелочей.

Например, оксид лития взаимодействует с водой с образованием гидроксида лития:

Li2O  +  H2O →  2LiOH

4. Оксиды щелочных металлов окисляются кислородом (кроме оксида лития): оксид натрия — до пероксида, оксиды калия, рубидия и цезия – до надпероксида.

2Na2O + O2 = 2Na2O2

Пероксиды щелочных металлов

Химические свойства

Свойства пероксидов очень похожи на свойства оксидов. Однако пероксиды щелочных металлов, в отличие от оксидов, содержат атомы кислорода со степенью окисления -1. Поэтому они могут могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.

1. Пероксиды щелочных металлов взаимодействуют с водой. При этом на холоде протекает обменная реакция, образуются щелочь и пероксид водорода:

Na2O2   +  2H2O (хол.)  =  2NaOH  +   H2O2

При нагревании пероксиды диспропорционируют в воде, образуются щелочь и кислород:

2Na2O+  2H2O (гор.)  =  4NaOH  +   O2

2. Пероксиды диспропорционируют при взаимодействии с кислотными оксидами.

Например, пероксид натрия реагирует с углекислым газом с образовани-ем карбоната натрия и кислорода:

2Na2O2  +  CO2  =  2Na2CO3  + O2

3. При взаимодействии с минеральными кислотами на холоде пероксиды вступают в обменную реакцию. При этом образуются соль и перекись водорода:

Na2O2   +  2HCl   =   2NaCl  +   H2O2

При нагревании пероксиды, опять-таки, диспропорционируют:

2Na2O2    +  2H2SO4 (разб.гор.)  =  2Na2SO4  +  2H2O  +  O2

4. Пероксиды щелочных металлов разлагаются при нагревании, с образованием оксида и кислорода:

2Na2O2  =  2Na2O   +  O2

5. При взаимодействии с восстановителями пероксиды проявляют окис-лительные свойства.

Например, пероксид натрия с угарным газом реагирует с образованием карбоната натрия:

Na2O2  +  CO  =  Na2CO3

Пероксид натрия с сернистым газом также вступает в ОВР с образовани-ем сульфата натрия:

Na2O2  +  SO2  =  Na2SO4

 2Na2O2   +  S   =  Na2SO3  +  Na2O

Na2O2    +   2H2SO4   +  2NaI   =  I2  +  2Na2SO4  +   2H2O

Na2O2   +  2H2SO4   +  2FeSO4 =  Fe2(SO4)3  +  Na2SO4  +   2H2O

3Na2O2  +  2Na3[Cr(OH)6]   =  2Na2CrO4  +  8NaOH  +  2H2O

6. При взаимодействии с сильными окислителями пероксиды проявляют свойства восстановителей и окисляются, как правило, до молекулярного кислорода.

Например, при взаимодействии с подкисленным раствором пермангана-та калия пероксид натрия образует соль и молекулярный кислород:

5Na2O2   +  8H2SO4   +  2KMnO4   =  5O2  +  2MnSO4  +  8H2O  +  5Na2SO4  +   K2SO4

 

Гидроксиды щелочных металлов (щелочи)

Способы получения

1. Щелочи получают электролизом растворов хлоридов щелочных метал-лов:

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2

2. При взаимодействии щелочных металлов, их оксидов, пероксидов, гид-ридов и некоторых других бинарных соединений с водой также образуют-ся щелочи.

Например, натрий, оксид натрия, гидрид натрия и пероксид натрия при растворении в воде образуют щелочи:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

Na2O + H2O → 2NaOH

2NaH + 2H2O → 2NaOH + H2

Na2O2 + H2O → 2NaOH + H2O2

3. Некоторые соли щелочных металлов (карбонаты, сульфаты и др.) при взаимодействии с гидроксидами кальция и бария также образуют щелочи.

Например, карбонат калия с гидроксидом кальция образует карбонат кальция и гидроксид калия:

K2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + 2KOH

Химические свойства

1. Гидроксиды щелочных металлов реагируют со всеми кислотами (и сильными, и слабыми, и растворимыми, и нерастворимыми). При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов.

Например, гидроксид калия с фосфорной кислотой реагирует с образова-нием фосфатов, гидрофосфатов или дигидрофосфатов:

3KOH + H3PO4 → K3PO4 + H2O

2KOH + H3PO4 → K2HPO4 + 2H2O

KOH + H3PO4 → KH2PO4 + H2O

2. Гидроксиды щелочных металлов реагируют с кислотными оксидами. При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов.

Например, гидроксид натрия  с углекислым газом реагирует с образова-нием карбонатов или гидрокарбонатов:

2NaOH(избыток)  + CO2 → Na2CO3 + H2O

NaOH + CO2(избыток)  → NaHCO3

Необычно ведет себя оксид азота (IV) при взаимодействии с щелочами. Дело в том, что этому оксиду соответствуют две кислоты — азотная (HNO3) и азотистая (HNO2). «Своей» одной кислоты у него нет. Поэтому при взаимодействии оксида азота (IV) с щелочами образуются две соли- нитрит и нитрат:

2NO2  +  2NaOH  =  NaNO3 + NaNO+  H2O

А вот в присутствии окислителя, например, молекулярного кислорода, образуется только одна соль — нитрат, т.к. азот +4 только повышает степень окисления:

2KOH  +  2NO2  +  O2  =  2KNO3  +  H2O

3. Гидроксиды щелочных металлов реагируют с амфотерными оксидами и гидроксидами. При этом в расплаве образуются средние соли, а в растворе комплексные соли.

Например, гидроксид натрия  с оксидом алюминия реагирует в расплаве с образованием алюминатов:

2NaOH + Al2O3  → 2NaAlO2 + H2O

в растворе образуется комплексная соль — тетрагидроксоалюминат:

2NaOH + Al2O3 + 3H2O → 2Na[Al(OH)4]

Еще пример: гидроксид натрия с гидроксидом алюминия в расплаве образут также комплексную соль:

NaOH + Al(OH)3 → Na[Al(OH)4]

4. Щелочи также взаимодействуют с кислыми солями. При этом образуются средние соли, или менее кислые соли.

Например: гидроксид калия  реагирует с гидрокарбонатом калия с образованием карбоната калия:

KOH + KHCO3 →  K2CO3  +  H2O

5. Щелочи взаимодействуют с простыми веществами-неметаллами (кроме инертных газов, азота, кислорода, водорода и углерода).

При этом кремний окисляется щелочами до силиката и водорода:

2NaOH + Si + H2O → Na2SiO3 + H2

Фтор окисляет щелочи. При этом выделяется молекулярный кислород:

4NaOH + 2F2 → 4NaF + O2 (OF2)+ 2H2O

Другие галогенысера и фосфордиспропорционируют в щелочах:

3KOH +  P4 +  3H2O =  3KH2PO2  +  PH3

2KOH(холодный)  +  Cl2  = KClO  +  KCl  +  H2O

6KOH(горячий)  +  3Cl2  =  KClO3  +  5KCl  +  3H2O

Сера взаимодействует с щелочами только при нагревании:

6NaOH  +  3S  =  2Na2S   +  Na2SO3  +  3H2O

6. Щелочи взаимодействуют с амфотерными металлами, кроме железа и хрома. При этом в расплаве образуются соль и водород:

2KOH + Zn → K2ZnO2 + H2

В растворе образуются комплексная соль и водород:

2NaOH + 2Al  + 6Н2О = 2Na[Al(OH)4] + 3Н2

7. Гидроксиды щелочных металлов вступают в обменные реакции с растворимыми солями.

С щелочами взаимодействуют соли тяжелых металлов.

Например, хлорид меди (II) реагирует с гидроксидом натрия с образованием хлорида натрия и осадка гидроксида меди (II):

2NaOH + CuCl2 = Cu(OH)2↓+ 2NaCl

Также с щелочами взаимодействуют соли аммония.

Например, при взаимодействии хлорида аммония и гидроксида натрия образуются хлорид натрия, аммиак и вода:

NH4Cl + NaOH = NH3 + H2O + NaCl

8. Гидроксиды всех щелочных металлов плавятся без разложения, гидроксид лития разлагается при нагревании до температуры 600°С:

2LiOH → Li2O + H2O

9. Все гидроксиды щелочных металлов проявляют свойства сильных оснований. В воде практически нацело диссоциируют, образуя щелочную среду и меняя окраску индикаторов.

NaOH ↔ Na+ + OH

10. Гидроксиды щелочных металлов в расплаве подвергаются электролизу. При этом на катоде восстанавливаются сами металлы, а на аноде выделяется молекулярный кислород:

4NaOH → 4Na + O2 + 2H2O

Соли щелочных металлов 

Нитраты и нитриты щелочных металлов

Нитраты щелочных металлов при нагревании разлагаются на нитраты и кислород. Исключениенитрат лития. Он разлагается на оксид лития, оксид азота (IV)  и кислород.

Например, нитрат натрия разлагается при нагревании на нитрит натрия и молекулярный кислород:

2NaNO3  → 2NaNO2  +  O2 

Нитраты щелочных металлов в реакциях могут выступать в качестве окислителей.

Нитриты щелочных металлов могут быть окислителями или восстановителями.

В щелочной среде нитраты и нитриты — очень мощные окислители.

Например, нитрат натрия с цинком в щелочной среде восстанавливается до аммиака:

NaNO3  +  4Zn  +  7NaOH  +  6H2O  =  4Na2[Zn(OH)4]  +  NH3

Сильные окислители окисляют нитриты до нитратов.

Например, перманганат калия в кислой среде окисляет нитрит натрия до нитрата натрия:

5NaNO2  +  2KMnO4  +  3H2SO4  =  5NaNO3  +  2MnSO4  +  K2SO4  +  3H2O 

Поделиться ссылкой:

chemege.ru

Щелочные металлы и их соединения

Щелочные
металлы и их соединения.

  1. Щелочные
    металлы.

Щелочные
металлы легко реагируют с неметаллами:

2K
+ I2
= 2KI

2Na
+ H2

= 2NaH

6Li
+ N2

= 2Li3N
(реакция идет уже при комнатной
температуре)

3K
+ P = K3P

2Na
+ S = Na2S

2Na
+ 2C = Na2C2

В
реакциях с кислородом каждый щелочной
металл проявляет свою индивидуальность:
при горении на воздухе литий образует
оксид, натрий – пероксид, калий –
надпероксид.

4Li
+ O2
= 2Li2O

2Na
+ O2

= Na2O2

K
+ O2

= KO2

Получение
оксида натрия:

10Na
+ 2NaNO3
= 6Na2O
+ N2

2Na
+ Na2O2
= 2Na2O

2Na
+ 2NaOН
= 2Na2O
+ Н2

Взаимодействие
с водой приводит к образованию щелочи
и водорода.

2Na
+ 2H2O
= 2NaOH
+ H2

Взаимодействие
с кислотами:

2Na
+ 2HCl = 2NaCl + H2

8Na
+ 5H2SO4(конц.)
= 4Na2SO4
+ H2S
+ 4H2O

2Li
+ 3H2SO4(конц.)
=
2LiHSO4
+ SO2
+ 2H2O

8Na
+ 10HNO3
= 8NaNO3
+ NH4NO3
+ 3H2O

При
взаимодействии с аммиаком образуются
амиды и водород:

2Li
+ 2NH3
= 2LiNH2
+ H2

Взаимодействие
с органическими соединениями:

Н
─ C
≡ С
Н + 2Na
→ Na
─ C≡C
─ Na
+ H2

2CH3Cl
+ 2Na → C2H6
+ 2NaCl

2C6H5OH
+ 2Na → 2C6H5ONa
+ H2

2СН3ОН
+ 2Na → 2 CH3ONa
+ H2

2СH3COOH
+ 2Na → 2CH3COOONa
+ H2

Качественной
реакцией на щелочные металлы является
окрашивание пламени их катионами. Ион
Li+
окрашивает пламя в кармино-красный
цвет, ион Na+
– в желтый, К+
– в фиолетовый

  1. Соединения
    щелочных металлов

  1. Оксиды.

Оксиды
щелочных металлов типичные основные
оксиды. Вступают в реакции с кислотными
и амфотерными оксидами, кислотами,
водой.

3Na2O
+ P2O5
= 2Na3PO4

Na2O
+ Al2O3
= 2NaAlO2

Na2O
+ 2HCl = 2NaCl + H2O

Na2O
+ 2H+

= 2Na+
+ H2O

Na2O
+ H2O
= 2NaOH

  1. Пероксиды.

2Na2O2
+ CO2
= 2Na2CO3
+ O2

Na2O2
+ CO = Na2CO3

Na2O2

+ SO2
= Na2SO4

2Na2O
+ O2
= 2Na2O2

Na2O
+ NO + NO2
= 2NaNO2

2Na2O2
= 2Na2O
+ O2

Na2O2
+ 2H2O
(хол.)
= 2NaOH + H2O2

2Na2O2
+
2H2O
(гор.)
= 4NaOH + O2

Na2O2
+ 2HCl = 2NaCl + H2O2

2Na2O2
+ 2H2SO4
(
разб.гор.)
= 2Na2SO4
+ 2H2O
+ O2

2Na2O2
+ S = Na2SO3
+ Na2O

5Na2O2
+ 8H2SO4

+ 2KMnO4

= 5O2
+ 2MnSO4
+ 8H2O
+ 5Na2SO4
+ K2SO4

Na2O2
+ 2H2SO4

+ 2NaI = I2
+ 2Na2SO4
+ 2H2O

Na2O2
+ 2H2SO4

+ 2FeSO4
= Fe2(SO4)3
+ Na2SO4
+ 2H2O

3Na2O2
+ 2Na3[Cr(OH)6]
= 2Na2CrO4
+ 8NaOH + 2H2O

  1. Основания
    (щелочи).

2NaOH(избыток)
+ CO2
= Na2CO3
+ H2O

NaOH
+ CO2(избыток)
= NaHCO3

SO2
+ 2NaOH (избыток)
= Na2SO3
+ H2O

SiO2
+ 2NaOH
Na2SiO3
+ H2O

2NaOH
+ Al2O3
2NaAlO2
+ H2O

2NaOH
+ Al2O3
+ 3H2O
= 2Na[Al(OH)4]

NaOH
+ Al(OH)3
= Na[Al(OH)4]

2NaOH
+ 2Al
+ 6Н2О
= 2Na[Al(OH)4]
+ 3Н2

2NO2
+ 2NaOH = NaNO3
+ NaNO2
+
H2O

P2O5
+ 4NaOH = 2Na2HPO4
+ H2O

2KOH
+ 2NO2
+ O2
= 2KNO3
+ H2O

KOH
+ KHCO3
= K2CO3
+ H2O

2NaOH
+ Si + H2O
= Na2SiO3
+ H2

3KOH
+ P4
+ 3H2O
= 3KH2PO2
+ PH3

2KOH(холодный)
+ Cl2
= KClO + KCl + H2O

6KOH(горячий)
+ 3Cl2
= KClO3
+ 5KCl + 3H2O

6NaOH
+ 3S = 2Na2S
+ Na2SO3
+ 3H2O

  1. Соли.

2NaNO3
2NaNO2
+ O2

Na2CO3
+ 2NH4Cl
= 2NaCl + CO2
+ 2NH3
+ Н2О

NaHCO3
+ HNO3
= NaNO3
+ CO2
+ H2O

5NaNO2
+ 2KMnO4
+ 3H2SO4
= 5NaNO3
+ 2MnSO4
+ K2SO4
+ 3H2O

NaNO3
+ 4Zn + 7NaOH + 6H2O
= 4Na2[Zn(OH)4]
+ NH3

NaI
→ Na+
+ I

на
катоде: 2Н2О
+ 2e
→ H2
+ 2OH
1

на
аноде
: 2I
– 2e → I2

1

2О
+ 2I
H2
+ 2OH
+ I2

2H2O
+ 2NaI
H2
+ 2NaOH + I2

8KI
+ 5H2SO4(конц.)
= 4K2SO4
+ H2S
+ 4I2
+ 4H2O

2NaCl
2Na
+ Cl2

на
катоде на аноде

Na2SO4
+ Ba(OH)2
= BaSO4
+ 2NaOH

2Na2HPO4
Na4P2O7
+ H2O

KNO3
+ 4Mg + 6H2O
= NH3
+ 4Mg(OH)2
+ KOH

4KClO3
KCl + 3KClO4

2KClO3
2KCl + 3O2

KClO3
+ 6HCl = KCl + 3Cl2
+ 3H2O

Na2SO3
+ S = Na2S2O3

Na2S2O3
+
H2SO4

= Na2SO4
+ S↓ + SO2
+ H2O

2NaI
+ Br2
= 2NaBr + I2

2NaBr
+ Cl2
= 2NaCl + Br2

I
A
группа.

1.
Над поверхностью налитого в колбу
раствора едкого натра пропускали
электрические разряды, при этом воздух
в колбе окрашивался в бурый цвет, который
исчезает через некоторое время. Полученный
раствор осторожно выпарили и установили,
что твердый остаток представляет собой
смесь двух солей. При нагревании этой
смеси выделяется газ и остается
единственное вещество. Напишите уравнения
описанных реакций.

2.
Вещество, выделяющееся на катоде при
электролизе расплава хлорида натрия,
сожгли в кислороде. Полученный продукт
поместили в газометр, наполненный
углекислым газом. Образовавшееся
вещество добавили в раствор хлорида
аммония и раствор нагрели. Напишите
уравнения описанных реакций.

3)
Азотную кислоту нейтрализовали пищевой
содой, нейтральный раствор осторожно
выпарили и остаток прокалили. Образовавшееся
вещество внесли в подкисленный серной
кислотой раствор перманганата калия,
при этом раствор обесцветился.
Азотсодержащий продукт реакции поместили
в раствор едкого натра и добавили
цинковую пыль, при этом выделился газ
с резким запахом. Напишите уравнения
описанных реакций.

4)
Вещество, полученное на аноде при
электролизе раствора иодида натрия с
инертными электродами, внесли в реакцию
с калием. Продукт реакции нагрели с
концентрированной серной кислотой, и
выделившийся газ пропустили через
горячий раствор хромата калия.
Напишите
уравнения описанных реакций

5)
Вещество, полученное на катоде при
электролизе расплава хлорида натрия,
сожгли в кислороде. Поученный продукт
последовательно обработали сернистым
газом и раствором гидроксида бария.
Напишите уравнения описанных реакций

6)
Белый фосфор растворяется в растворе
едкого кали с выделением газа с чесночным
запахом, который самовоспламеняется
на воздухе. Твердый продукт реакции
горения прореагировал с едким натром
в таком соотношении, что в образовавшемся
веществе белого цвета содержится один
атом водорода; при прокаливании последнего
вещества образуется пирофосфат натрия.
Напишите уравнения описанных реакций

7)
Неизвестный металл сожгли в кислороде.
Продукт реакции, взаимодействует с
углекислым газом, образует два вещества:
твердое, которое взаимодействует с
раствором соляной кислоты с выделением
углекислого газа, и газообразное простое
вещество, поддерживающее горение.
Напишите уравнения описанных реакций.

8)
Через избыток раствора едкого кали
пропустили бурый газ в присутствии
большого избытка воздуха. В образовавшийся
раствор добавили магниевую стружку и
нагрели, выделившимся газом нейтрализовали
азотную кислоту. Полученный раствор
осторожно выпарили, твердый продукт
реакции прокалили. Напишите уравнения
описанных реакций.

9)
При термическом разложении соли А в
присутствии диоксида марганца образовались
бинарная соль Б и газ, поддерживающий
горение и входящий в состав воздуха;
при нагревании этой соли без катализатора
образуются соль Б и соль высшей
кислородсодержащей кислоты. При
взаимодействии соли А с соляной кислотой
выделяется желто-зеленый газ (простое
вещество) и образуется соль Б. Соль Б
окрашивает пламя в фиолетовый цвет, при
ее взаимодействии с раствором нитрата
серебра выпадает осадок белого цвета.
Напишите уравнения описанных реакций.

10)
К нагретой концентрированной серной
кислотой добавили медную стружку и
выделившийся газ пропустили через
раствор едкого натра (избыток). Продукт
реакции выделили, растворили в воде и
нагрели с серой, которая в результате
проведения реакции растворилась. В
полученный раствор добавили разбавленную
серную кислоту. Напишите уравнения
описанных реакций.

11)
Поваренную соль обработали концентрированной
серной кислотой. Полученную соль
обработали гидроксидом натрия. Полученный
продукт прокалили с избытком угля.
Выделившийся при этом газ прореагировал
в присутствии катализатора с хлором.
Напишите уравнения описанных реакций.

12)
Натрий прореагировал с водородом.
Продукт реакции растворили в воде, при
этом образовался газ, реагирующий с
хлором, а полученный раствор при
нагревании прореагировал с хлором с
образованием смеси двух солей.
Напишите уравнения описанных реакций.

13)
Натрий сожгли в избытке кислорода,
полученное кристаллическое вещество
поместили в стеклянную трубку и пропустили
через неё углекислый газ. Газ, выходящий
из трубки, собрали и сожгли в его атмосфере
фосфор. Полученное вещество нейтрализовали
избытком раствора гидроксида натрия.
Напишите уравнения описанных реакций.

14)
К раствору, полученному в результате
взаимодействия пероксида натрия с водой
при нагревании, добавили раствор соляной
кислоты до окончания реакции. Раствор
образовавшейся соли подвергли электролизу
с инертными электродами. Газ, образовавшийся
в результате электролиза на аноде,
пропустили через суспензию гидроксида
кальция.
Напишите уравнения описанных реакций.

15)
Через раствор гидроксида натрия
пропустили сернистый газ до образования
средней соли. К полученному раствору
прилили водный раствор перманганата
калия. Образовавшийся осадок отделили
и подействовали на него соляной кислотой.
Выделившийся газ пропустили через
холодный раствор гидроксида калия.
Напишите уравнения описанных реакций.

16)
Смесь оксида кремния (IV)
и металлического магния прокалили.
Полученное в результате реакции простое
вещество обработали концентрированным
раствором гидроксида натрия. Выделившийся
газ пропустили над нагретым натрием.
Образовавшееся вещество поместили в
воду.
Напишите уравнения описанных реакций.

17)
Продукт взаимодействия лития с азотом
обработали водой. Полученный газ
пропустили через раствор серной кислоты
до прекращения химических реакций.
Полученный раствор обработали раствором
хлорида бария. Раствор профильтровали,
а фильтрат смешали с раствором нитрата
натрия и нагрели.
Напишите уравнения описанных реакций.

18)
Натрий нагрели в атмосфере водорода.
При добавлении к полученному веществу
воды наблюдали выделение газа и
образование прозрачного раствора. Через
этот раствор пропустили бурый газ,
который был получен в результате
взаимодействия меди с концентрированным
раствором азотной кислоты. Напишите
уравнения описанных реакций.

19)
Гидрокарбонат натрия прокалили.
Полученную соль растворили в воде и
смешали с раствором алюминия, в результате
образовался осадок и выделился бесцветный
газ. Осадок обработали избытком раствора
азотной кислоты, а газ пропустили через
раствор силиката калия. Напишите
уравнения описанных реакций.

20)
Натрий сплавили с серой. Образовавшееся
соединение обработали соляной кислотой,
выделившийся газ нацело прореагировал
с оксидом серы (IV).
Образовавшееся вещество обработали
концентрированной азотной кислотой.
Напишите уравнения описанных реакций.

21)
Натрий сожгли в избытке кислорода.
Образовавшееся вещество обработали
водой. Полученную смесь прокипятили,
после чего в горячий раствор добавили
хлор. Напишите уравнения описанных
реакций.

22)
Калий нагрели в атмосфере азота.
Полученное вещество обработали избытком
соляной кислоты, после чего к образовавшейся
смеси солей добавили суспензию гидроксида
кальция и нагрели. Полученный газ
пропустили рад раскаленным оксидом
меди (II).Напишите
уравнения описанных реакций.

23)
Калий сожгли в атмосфере хлора,
образовавшуюся соль обработали избытком
водного раствора нитрата серебра.
Выпавший осадок отфильтровали, фильтрат
выпарили т осторожно нагрели. Образовавшуюся
соль обработали водным раствором брома.
Напишите уравнения описанных реакций.

24)
Литий прореагировал с водородом.
Продукт реакции растворили в воде, при
этом образовался газ, реагирующий с
бромом, а полученный раствор при
нагревании прореагировал с хлором с
образованием смеси двух солей. Напишите
уравнения описанных реакций.

25)
Натрий сожгли на воздухе. Образовавшееся
при этом твердое вещество поглощает
углекислый газ с выделением кислорода
и соли. Последнюю соль растворили в
соляной кислоте, а к полученному при
этом раствору добавили раствор нитрата
серебра. При этом выпал белый осадок.
Напишите
уравнения описанных реакций.

26)
Кислород подвергли воздействию
электроразряда в озонаторе. Полученный
газ пропустили через водный раствор
йодида калия, при этом выделился новый
газ без цвета и запаха, поддерживающий
горение и дыхание. В атмосфере последнего
газа сожгли натрий, а полученное при
этом твердое вещество прореагировало
с углекислым газом. Напишите уравнения
описанных реакций.

I
A
группа.

1.
N2
+ O22NO

2NO
+ O2
= 2NO2

2NO2
+ 2NaOH = NaNO3
+ NaNO2
+
H2O

2NaNO3
2NaNO2
+ O2

2.
2NaCl
2Na + Cl2

на
катоде на аноде

2Na
+ O2

= Na2O2

2Na2O2
+ 2CO2
= 2Na2CO3
+ O2

Na2CO3
+ 2NH4Cl
= 2NaCl + CO2
+ 2NH3
+ Н2О

3. NaHCO3
+ HNO3
= NaNO3
+ CO2
+ H2O

2NaNO3
2NaNO2
+ O2

5NaNO2
+ 2KMnO4
+ 3H2SO4
= 5NaNO3
+ 2MnSO4
+ K2SO4
+ 3H2O

NaNO3
+ 4Zn + 7NaOH + 6H2O
= 4Na2[Zn(OH)4]
+ NH3

4.
2H2O
+ 2NaI
H2
+ 2NaOH + I2

2K
+ I2
= 2KI

8KI
+ 5H2SO4(конц.)
= 4K2SO4
+ H2S
+ 4I2
+ 4H2O

3H2S
+ 2K2CrO4
+ 2H2O
= 2Cr(OH)3
+ 3S↓ + 4KOH

5.
2NaCl
2Na
+ Cl2

на
катоде на аноде

2Na
+ O2

= Na2O2

Na2O2

+ SO2
= Na2SO4

Na2SO4
+ Ba(OH)2
= BaSO4
+ 2NaOH

6.
P4
+ 3KOH + 3H2O
= 3KH2PO2
+ PH3

2PH3
+ 4O2
= P2O5
+ 3H2O

P2O5
+ 4NaOH = 2Na2HPO4
+ H2O

2Na2HPO4
Na4P2O7
+ H2O

7.
2Na
+ O2
Na2O2

2Na2O2
+ 2CO2
= 2Na2CO3
+ O2

Na2CO3
+ 2HCl = 2NaCl + CO2
+ H2O

C
+ O2
= CO2

8.
2KOH + 2NO2
+ O2
= 2KNO3
+ H2O

KNO3
+ 4Mg + 6H2O
= NH3
+ 4Mg(OH)2
+ KOH

NH3
+ HNO3
= NH4NO3

NH4NO3N2O
+ 2H2O
(190 – 245°C)

2NH4NO32NO + N2
+ 4H2O
(250 – 300°C)

2NH4NO32N2
+ О2
+ 4H2O
(выше
300°C)

9.
2KClO3
2KCl + 3O2

4KClO3
KCl + 3KClO4

KClO3
+ 6HCl = KCl + 3Cl2
+ 3H2O

KCl
+ AgNO3
= AgCl↓ + KNO3

10.
2H2SO4(конц.)

+ Cu = CuSO4
+ SO2
↑ + 2H2O

SO2
+ 2NaOH = Na2SO3
+ H2O

Na2SO3
+ S = Na2S2O3

Na2S2O3
+
H2SO4

= Na2SO4
+ S↓ + SO2
+ H2O

11.
NaCl(тверд.)
+ H2SO4(конц.)
= NaHSO4
+ HCl↑

NaHSO4
+ NaOH = Na2SO4
+ H2O

Na2SO4
+ 4C
Na2S
+ 4CO↑

CO
+ Cl2
COCl2

12)
2Na + H2
= 2NaH

NaH
+ H2O
= NaOH + H2

H2
+ Cl2
= 2HCl

6NaOH
+ 3Cl2
= NaClO3
+ 5NaCl + 3H2O

13) 2Na
+ O2
= Na2O2

2Na2O2
+ 2CO2
= 2Na2CO3
+ O2

4P
+ 5O2
= 2P2O5

P2O5
+ 6NaOH = 2Na3PO4
+ 3H2O

14) 2Na2O2
+ 2H2O
= 4NaOH + O2

NaOH
+ HCl = NaCl + H2O

2H2O
+ 2NaCl
H2
+ 2NaOH + Cl2

2Cl2
+ 2Ca(OH)2
= CaCl2
+ Ca(ClO)2
+ 2H2O

15)
2NaOH + SO2
= Na2SO3

+ H2O

3Na2SO3

+ 2KMnO4

+ H2O
= 3Na2SO4
+ 2MnO2

+ 2KOH

MnO2
+ 4HCl = MnCl2
+ Cl2
+ 2H2O

2NaOH(холодный)
+ Cl2
= NaCl + NaClO + H2O

16)
SiO2

+ 2Mg = 2MgO + Si

2NaOH
+ Si + H2O
= Na2SiO3
+ 2H2

2Na
+ H2
= 2NaH

NaH
+ H2O
= NaOH + H2

17) 6Li
+ N2
= 2Li3N

Li3N
+ 3H2O
= 3LiOH + NH3

2NH3
+ H2SO4
= (NH4)2SO4

(NH4)2SO4
+ BaCl2
= BaSO4
+ 2NH4Cl

18) 2Na
+ H2
= 2NaH

NaH
+ H2O
= NaOH + H2

Cu
+ 4HNO3(конц.)
= Cu(NO3)2

+ 2NO2
+ 2H2O

2NaOH
+ 2NO2
= NaNO3
+ NaNO2
+ H2O

19) 2NaHCO3

Na2CO3
+ CO2
+ H2O

3Na2CO3
+ 2AlBr3
+ 3H2O
= 2Al(OH)3
+ 3CO2
+ 6NaBr

Al(OH)3
+ 3HNO3
= Al(NO3)3
+ 3H2O

К2SiO3
+ 2CO2

+ 2H2O
= 2КHCO3
+ H2SiO3

20) 2Na
+ S = Na2S

Na2S
+ 2HCl = 2NaCl + H2S↑

SO2
+ 2H2S
= 3S + 2H2O

S
+ 6HNO3

= H2SO4
+ 6NO2
+ 2H2O

21) 2Na
+ O2
= Na2O2

Na2O2
+ 2H2O
= 2NaOH + H2O2

2H2O2
2H2O
+ O2

6NaOH
(гор.)
+ 3Cl2
= NaClO3
+ 5NaCl + 3H2O

22)
6K + N2
= 2K3N

K3N
+ 4HCl = 3KCl + NH4Cl

2NH4Cl
+ Ca(OH)2
= CaCl2
+ 2NH3
+ 2H2O

2NH3

+ 3CuO = N2

+ 3Cu + 3H2O

23) 2K
+ Cl2
= 2KCl

KCl
+ AgNO3
= KNO3

+ AgCl↓

2KNO3
2KNO2
+ O2

KNO2

+ Br2
+ H2O
= KNO3
+ 2HBr

24) 2Li
+ H2
= 2LiH

LiH
+ H2O
= LiOH + H2

H2

+ Br2
= 2HBr

6LiOH(гор.)
+ 3Cl2
= LiClO3
+ 5LiCl + 3H2O

25) 2Na
+ O2
= Na2O2

2Na2O2
+ 2CO2
= 2Na2CO3
+ O2

Na2CO3
+ 2HCl = 2NaCl + CO2
+ H2O

NaCl
+ AgNO3
= AgCl↓ + NaNO3

26) 3O2

2O3

O3
+ 2KI + H2O
= I2
+ O2
+ 2KOH

2Na
+ O2
= Na2O2

2Na2O2
+ 2CO2
= 2Na2CO3
+ O2

studfiles.net

общая характеристика, строение; свойства и получение простых веществ — урок. Химия, 8–9 класс.

Щелочными металлами называются химические элементы-металлы \(IA\) группы Периодической системы Д. И. Менделеева: литий \(Li\), натрий \(Na\), калий \(K\), рубидий \(Rb\), цезий \(Cs\) и франций \(Fr\).

 

Электронное строение атомов. На внешнем энергетическом уровне атомы щелочных металлов имеют один электрон ns1. Поэтому для всех металлов группы \(IA\) характерна степень окисления \(+1\).

Этим объясняется сходство свойств всех щелочных металлов.

Для них (сверху вниз по группе) характерно:

  • увеличение радиуса атомов;
  • уменьшение электроотрицательности;
  • усиление восстановительных, металлических свойств.

Нахождение в природе. Из щелочных металлов наиболее широко распространены в природе натрий и калий. Но из-за высокой химической активности они встречаются только в виде соединений.

Основными источниками натрия и калия являются:

  • каменная соль (хлорид натрия \(NaCl\)),
  • глауберова соль, или мирабилит — декагидрат сульфата натрия Na2SO4 \(·\) 10h3O,
  • сильвин — хлорид калия \(KCl\),
  • сильвинит — двойной хлорид калия-натрия \(KCL\) \(·\)\(NaCl\) и др.

Соединения лития, рубидия и цезия в природе встречаются значительно реже, поэтому их относят к числу редких и рассеянных.

Физические свойства простых веществ. В твёрдом агрегатном состоянии атомы связаны металлической связью. Наличие металлической связи обусловливает общие физические свойства простых веществ-металлов: металлический блеск, ковкость, пластичность, высокую тепло- и электропроводность.

 

В свободном виде простые вещества, образованные элементами \(IA\) группы — это легкоплавкие металлы серебристо-белого (литий, натрий, калий, рубидий) или золотисто-жёлтого (цезий) цвета, обладающие высокой мягкостью и пластичностью.

 

 

Наиболее твёрдым является литий, остальные щелочные металлы легко режутся ножом и могут быть раскатаны в фольгу.

 

Только у натрия плотность немного больше единицы ρ=1,01 г/см3, у всех остальных металлов плотность меньше единицы.

 

Химические свойства. Щелочные металлы обладают высокой химической активностью, реагируя с кислородом и другими неметаллами. 

Поэтому хранят щелочные металлы под слоем керосина или в запаянных ампулах. Они являются сильными восстановителями.

 

Все щелочные металлы активно реагируют с водой, выделяя из неё водород.

Пример:

2Na+2h3O=2NaOH+h3↑.

 

Взаимодействие натрия с водой протекает с выделением большого количества теплоты (т. е. реакция является экзотермической). Кусочек натрия, попав в воду, начинает быстро двигаться по её поверхности. Под действием выделяющейся теплоты он расплавляется, превращаясь в каплю, которая, взаимодействуя с водой, быстро уменьшается в размерах. Если задержать её, прижав стеклянной палочкой к стенке сосуда, капля воспламенится и сгорит ярко-жёлтым пламенем.

Получение. Металлический натрий в промышленности получают главным образом электролизом расплава хлорида натрия с инертными (графитовыми) электродами.

В расплаве хлорида натрия присутствуют ионы:

 NaCl⇄Na++Cl−.

 

При электролизе

на катоде восстанавливаются катионы Na+, а на аноде окисляются анионы Cl−:

 

катод (\(–\)):  2Na++2e=2Na,

 

анод (\(+\)): 2Cl−−2e=Cl2↑.

Суммарное уравнение реакции при электролизе расплава хлорида натрия:

 

2NaCl→2Na+Cl2↑.

Источники:

Иллюстрация: https://arhivurokov.ru/multiurok/html/2017/02/26/s_58b332582fb94/img1.jpg

www.yaklass.ru

Щелочные металлы в химии


К щелочным металлам относятся металлы IA группы Периодической системы Д.И. Менделеева – литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr). На внешнем энергетическом уровне щелочных металлов находится один валентный электрон. Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня щелочных металлов – ns1. В своих соединениях они проявляют единственную степень окисления равную +1. В ОВР являются восстановителями, т.е. отдают электрон.

Физические свойства щелочных металлов


Все щелочные металлы легкие (обладают небольшой плотностью), очень мягкие (за исключением Li легко режутся ножом и могут быть раскатаны в фольгу), имеют низкие температуры кипения и плавления (с ростом заряда ядра атома щелочного металла происходит понижение температуры плавления).


В свободном состоянии Li, Na, K и Rb – серебристо-белые металлы, Cs – металл золотисто-желтого цвета.


Щелочные металлы хранят в запаянных ампулах под слоем керосина или вазелинового масла, поскольку они обладают высокой химической активностью.


Щелочные металлы обладают высокой тепло- и электропроводностью, что обусловлено наличием металлической связи и объемоцентрированной кристаллической решетки

Получение щелочных металлов


Все щелочные металлы возможно получить электролизом расплава их солей, однако на практике таким способом получают только Li и Na, что связано с высокой химической активностью K, Rb, Cs:


2LiCl = 2Li + Cl2


2NaCl = 2Na + Cl2


Любой щелочной металл можно получить восстановлением соответствующего галогенида (хлорида или бромида), применяя в качестве восстановителей Ca, Mg или Si. Реакции проводят при нагревании (600 – 900С) и под вакуумом. Уравнение получения щелочных металлов таким способом в общем виде:


2MeCl + Ca = 2Mе↑ + CaCl2,


где Ме – металл.


Известен способ получения лития из его оксида. Реакцию проводят при нагревании до 300°С и под вакуумом:


2Li2O + Si + 2CaO = 4Li + Ca2SiO4


Получение калия возможно по реакции между расплавленным гидроксидом калия и жидким натрием. Реакцию проводят при нагревании до 440°С:


KOH + Na = K + NaOH

Химические свойства щелочных металлов


Все щелочные металлы активно взаимодействуют с водой образуя гидроксиды. Из-за высокой химической активности щелочных металлов протекание реакции взаимодействия с водой может сопровождаться взрывом. Наиболее спокойно с водой реагирует литий. Уравнение реакции в общем виде:


2Me + H2O = 2MeOH + H2


где Ме – металл.


Щелочные металлы взаимодействуют с кислородом воздуха образую ряд различных соединений – оксиды (Li), пероксиды (Na), надпероксиды (K, Rb, Cs):


4Li + O2 = 2Li2O


2Na + O2 =Na2O2


K + O2 = KO2


Все щелочные металлы при нагревании реагируют с неметаллами (галогенами, азотом, серой, фосфором, водородом и др.). Например:


2Na + Cl2 =2NaCl


6Li + N2 = 2Li3N


2Li +2C = Li2C2


2K + S = K2S


2Na + H2 = 2NaH


Щелочные металлы способны взаимодействовать со сложными веществами (растворы кислот, аммиак, соли). Так, при взаимодействии щелочных металлов с аммиаком происходит образование амидов:


2Li + 2NH3 = 2LiNH2 + H2


Взаимодействие щелочных металлов с солями происходит по следующему принципу –вытесняют менее активные металлы (см. ряд активности металлов) из их солей:


3Na + AlCl3 = 3NaCl + Al


Взаимодействие щелочных металлов с кислотами неоднозначно, поскольку при протекании таких реакций металл первоначально будет реагировать с водой раствора кислоты, а образующаяся в результате этого взаимодействия щелочь будет реагировать с кислотой.


Щелочные металлы реагируют с органическими веществами, такими, как спирты, фенолы, карбоновые кислоты:


2Na + 2C2H5OH = 2C2H5ONa + H2


2K + 2C6H5OH = 2C6H5OK + H2


2Na + 2CH3COOH = 2CH3COONa + H2

Качественные реакции


Качественной реакцией на щелочные металлы является окрашивание пламени их катионами: Li+ окрашивает пламя в красный цвет, Na+ — в
желтый, а K+, Rb+, Cs+ — в фиолетовый.

Примеры решения задач

ru.solverbook.com

Соединения щелочных металлов

Оксиды
— белые кристаллические вещества,
энергично растворяющиеся в воде с
образованием щелочей:

Na2O
+ H2O
= 2NaOH

Реагируют
с кислотными и амфотерными оксидами с
образованием солей. Получают оксид
лития прямым синтезом, оксиды других
металлов восстановлением пероксида:

Na2O2
+ 2Na = 2Na2O

Пероксиды
щелочных металлов термически неустойчивы,
при нагревании разлагаются:

t

2Na2O2
= 2Na2O
+ O2

Реагируют с водой и
диоксидом углерода:

Na2O2
+ 2H2O
= 2NaOH + H2O2;
2Na2O2
+ 2CO2
= 2Na2CO3
+ O2

Последняя реакция
используется для регенерации воздуха.

Надпероксиды
образуются в результате прямого синтеза
только для металлов подгруппы калия.
Представляют собой кристаллические
вещества желтого цвета, очень
реакционноспособны:

2КO2
+ 2H2O
= 2КOH + Н2O2
+ O2;

Озониды
— красные
кристаллические вещества, получают
пропуская озон через расплав гидроксида:

4КOН
+ 4O3
= 4KO3
+ O2
+ 2Н2O

Озониды неустойчивы,
бурно разлагаются водой:

2KO3
= 2KO2
+ O2 ;
4KO3
+ 2Н2O
= 4КOН + 5O2

Гидроксиды
щелочных металлов получают взаимодействием
их оксидов с водой, электролизом водных
растворов хлоридов или взаимодействием
карбонатов с известковым молоком
(суспензией гидроксида кальция в воде):

эл.ток

2NaCl
+ 2H2O
= 2NaOH + H2
+ Cl2;
Na2CO3
+ Ca(OH)2
= CaCO3
+ 2NaOH

Гидроксиды
хорошо растворимы в воде, сильные
основания, термически устойчивы,
возгоняются без разложения. Исключение
составляет гидроксид лития:

t

2LiOH
= Li2O
+ H2O

Гидроксид
лития используется как электролит для
щелочных аккумуляторов. Некоторые соли
лития используют в медицине для
растворения мочевой кислоты при подагре
и как психотропные препараты. Гидроксид
натрия используюь при производстве
целлюлозы, мыла, очистке растительного
масла и нефти. Гидроксид калия применяется
при производстве жидкого мыла, очистке
и осушке газов и растворителей.

Щелочные
металлы образуют соли со всеми известными
кислотами. Соли щелочных металлов, за
исключением солей лития, обычно хорошо
растворимы в воде. Малорастворимыми
солями лития являются: фосфат, карбонат,
фторид. Малорастворимы в воде Na[Sb(OH)6],
KClO4,
K2[PtCl6],
K3[Co(NO2)6],
RbClO4,
CsClO4.
Соли щелочных металлов окрашивают пламя
в характерные цвета: литий — в
карминово-красный, натрий — в желтый,
калий — в фиолетовый.

Соли щелочных металлов
термически устойчивы, исключение
составляют соли лития, которые разлагаются
при нагревании аналогично солям магния.
Например:

Li2СО3
= Li2O
+ СО2;
4LiNO3
= 2Li2O
+ 4NO2
+ O2

Хлорид
натрия широко используется как консервант
и вкусовая добавка. Нитрат натрия
(натриевая селитра) — азотное удобрение.
Хлорид, нитрат, карбонат и сульфат калия
используют в качестве калийных удобрений.
Соли рубидия — снотворные и болеутоляющие
препараты, применяются при лечении
некоторых форм эпилепсии.

В
организме животных и человека катионы
натрия и калия играют важную роль
(натрий-калиевый насос). В организме
животных катионы калия обеспечивают
проводимость нервного импульса,
регулируют работу ферментов. Катионы
калия активируют в растениях синтез
органических веществ, особенно углеводов,
и обеспечивают тургор тканей.

Гидриды
получают нагреванием щелочного металла
в атмосфере водорода:

t

2Na
+ H2
= 2NaH

Представляют
собой бесцветные, солеподобные вещества,
легко разлагаются водой, эффективные
восстановители.

NaH
+ H2О
= NaОH + H2

studfiles.net

Тема 13. Соединения щелочных металлов.

Часть I

1. Оксиды – M2O.

1) Тип связи – ионная.
Схема ее образования:

Тип кристаллической решетки:  ионная.

2)    Характер оксидов – основный.

Химические свойства оксидов:

а) M2 O + кислотный оксид→соль
б) M2 O + h3O → щелочь
в) M2 O + HNO3→ соль MNO3 + h3O

3) Получение:
а) 4LI + O2→2Li2O;
б) Na→X→Na2O.

Запишите уравнения соответствующих реакций.
2Na + O2→Na2O2
Na2O2 + 2Na→2Na2O

2. Гидроксиды МОН.

1) Тип кристаллической решетки – ионный. Состоят из катионов М+ и анионов ОН-. Физические свойства:  твердые белые вещества, гигроскопичны.
Растворы – это щелочи.
2) Химические свойства (составьте уравнения возможных реакций – молекулярные, полные и сокращенные ионные):
а) пример реакции нейтрализации:

б) Взаимодействуют с кислотными оксидами.

в) Взаимодействуют с солями, если образуется осадок:

г) взаимодействует с солями, если образуется газ:

д) Взаимодействуют с амфотерными оксидами:

е) Взаимодействует с амфотерными гидроксидами.

3) Получение:
a) 2M + 2HOH→2MOH + h3
б) M2O + HOH→2MOH

4) Заполните таблицу «Щелочи и их применение».

3. Соли имеют ионную кристаллическую решетку.
Заполните таблицу «Названия и применение солей металлов  IA группы».

4. Заполните таблицу «Окрашивание пламени ионами щелочных металлов».

Часть II

1. Заполните таблицу «Биологическая роль катионов натрия и калия».

2. Дополните цепочку переходов. Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения по схеме:

3. Заполните схему «Области применения хлорида натрия».

4. Для соединения  NaH укажите:
1) Название гидрид натрия
2) Тип связи и кристаллическую решетку — ионная связь, ионная кристаллическая решетка
3) Схему образования связи на основе реакции получения (синтеза) 2Na + h3→ 2NaН.
4) Уравнение реакции взаимодействия с водой (рассмотрите ОВР)

5.  Пероксид натрия Na2O2 имеет структурную формулу:
Na – O – O – Na.
Укажите тип связи между атомами:
а) натрия и кислорода ионная
б) кислорода и кислорода ковалентная неполярная
Наличие разных типов связи в одном соединении говорит о единой природе химической связи.

6.  По образцу сочинения, приведённого в заданиях учебного параграфа, напишите сочинение на тему «Художественный образ соединения щелочного металла» в особой тетради.

superhimik.ru

Щелочные металлы и их соединения. Химия, 8–9 класс: уроки, тесты, задания.












1.

Щелочные металлы


Сложность:
лёгкое

1


2.

Щёлочи


Сложность:
лёгкое

2


3.

Общая характеристика щелочных металлов


Сложность:
среднее

2


4.

Химические свойства щелочных металлов и их оксидов


Сложность:
среднее

4


5.

Химические свойства щелочей


Сложность:
среднее

4


6.

Соли натрия


Сложность:
среднее

3


7.

Соли калия


Сложность:
среднее

3


8.

Общая характеристика щелочных металлов


Сложность:
среднее

4


9.

Электролиз расплавов солей натрия и калия


Сложность:
среднее

6


10.

Химические свойства щелочных металлов и их соединений


Сложность:
среднее

6

www.yaklass.ru

Опубликовано в категории: Разное

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о