Какое свойство не является общим для всех щелочных металлов
2013-2014 уч.год. 9 класс
IV четверть тема МЕТАЛЛЫ
Тема ЩЕЛОЧНО-ЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ
ТЕСТ
ВАРИАНТ 1
А1. В каком порядке расположены щелочно-земельные металлы Ca, Sr ,Mg?
- уменьшение их атомного радиуса
- увеличения их атомного радиуса
- усиление металличности
- увеличение атомного радиуса, затем его уменьшения
А2.Какое свойство не является общим для всех щелочно-земельных металлов?
- окисляются на воздухе
- образуют основные оксиды с кислородом
- взаимодействуют с водой
- проявляют с.о. +2
А3. Как можно получить раствор гидроксида бария?
- взаимодействием гидроксида бария с водой
- взаимодействием бария с водой
- взаимодействием оксида бария с водой
- все ответы верны
А4.Установите соответствие.
Реагент | Продукты реакции с магнием | |||||
А. Серная кислота Б. Кислород В.Сера Г. Вода, при нагревании | 1. Гидроксид магния и водород 2. Сульфат магния и водород 3.Сульфит магния 4. Оксид магния 5. Оксид магния и водород 6. Сульфит магния | |||||
А | Б | В | Г | |||
С1. Составьте в молекулярном и ионном виде уравнения реакций получения гидроксида кальция несколькими способами (не менее четырех). Опишите области применения гидроксида кальция.
Тема ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ
Тест
ВАРИАНТ 1
А1. В каком порядке расположены щелочные металлы Cs, Rb, K?
- уменьшение их атомного радиуса
2) увеличения их атомного радиуса
3) усиление металличности
4) увеличение степени окисления
А2.Какое свойство не является общим для всех щелочных металлов?
- легко окисляются на воздухе
- образуют оксиды с кислородом
- активно взаимодействуют с водой
- пластичны, легко режутся ножом
А3. С чем активно взаимодействует на воздухе калий?
- с азотом воздуха 3) с кислородом воздуха
- с водяным паром 4) все ответы верны
А4. Какова сумма коэффициентов в общем ионном уравнении взаимодействия гидроксида натрия с хлоридом железа (III)
- 7 2) 9 3) 17 4) 20
В-1 Установите соответствие.
Реагент | Продукты реакции с магнием | |||||
А. Соляная кислота Б. Кислород В.Водород Г. Хлор | 1. Гидрид калия 2. Хлорид калия и водород 3.Калий и оксид калия 4. Оксид калия 5. Пероксид калия 6. Хлорид калия | |||||
А | Б | В | Г | |||
С1. Составьте уравнения реакций по схеме превращений:
пероксид натрия → оксид натрия → хлорид натрия → нитрат натрия.
Тема .АЛЮМИНИЙ. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛЮМИНИЯ. ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ АЛЮМИНИЯ
Тест.
ВАРИАНТ 1
А1. Каково строение атома алюминия?
- 13 протонов, 13 нейтронов, 27 электронов
- 13 протонов, 14 нейтронов, 13 электронов
- 13 протонов, 27 нейтронов, 13 электронов
- 13 протонов, 13 нейтронов, 14 электронов
А2.Какое свойство нехарактерно для алюминия?
- пластичность
- теплопроводность
- тугоплавкость
- электропроводность
А3. С какими веществами взаимодействует алюминий?
- гидроксид натрия, барий
- сера, гидроксид меди (II)
- фтор, гидроксид калия
- кислород, оксид углерода (II)
В-1 Почему приготовленную пищу нельзя хранить в алюминиевой посуде? Обоснуйте ответ.
к 09.03. 2014
Тема урока «Угольная кислота и ее соли»
с. 157 №2,4,5
ко 02.03. 2014
Тема урока «Оксиды углерода»
с.152-153 чтение, ответы на вопросы:
- Химическая формула угарного газа.
- Химическая формула углекислого газа.
- Ядовитый оксид углерода.
- Какой оксид углерода можно перелить из одного сосуда в другой?
- Какая реакция является качественной реакцией на углекислый газ?
- Как из угарного газа получить углекислый?
- Почему после побелки стен жидкой известью, известь становится твердой, прочной?
- Где применяется углекислый газ?
- Что такое «сухой лед»?
- Какова относительная молекулярная масса оксида С (II) и оксида углерода (IV)? ( Мr( CО)=….; Мr(СО2)=…)
к 23.02. 2014 (не выполнено оценка «?»)
Тема урока «Подгруппа углерода»
1) с.146 № 1 письменно
2) по § 29 составить кроссворд или тест или рисунок по теме «Аллотропные модификации УГЛЕРОДА»
к 16.02. 2014 (не выполнено оценка «?»)
Тема урока «Фосфор, соединения фосфора»
Письменно задание из учебника на с. 136 № 6
к 09.02. 2014 (выполнено — оценка- «удовл»)
Тема урока «Азотная кислота и ее соли»
1) Внимательно прослушай видео-урок по теме: «Азотная кислота и ее соли».
2) Физические свойства НNO3. Выполни упражнение из учебника на с. 129 № 1.
3) Запиши из видео-урока все уравнения химических реакций, отражающих химические свойства азотной кислоты и ее солей. дай названия продуктам хим. реакций.
ЗАПОМНИ! При взаимодействии азотной кислоты с металлами водород не выделяется!!!
4) Укажи, где применяется азотная кислота.
5)Осуществи превращение:
N2⇄NH3→NO→NO2→HNO3
___________________________________________________________________
2013-2014 уч.год. 8 класс
1 апреля (Дз для Инякиной Анастасии)
Уметь:
- читать химическую формулу кислоты;
- давать название кислоте;
- называть соответствующие ей соли;
- по названию солей называть химическую формулу кислоты.
март -1 апреля 2014 (Д/з для Горбуновой Татьяны)
1) Тема «Основные классы неорганических соединений»
с. 126, таблица 19, Вариант 1,распределить вещества по классам: оксиды, кислоты, основания, соли.
2)Зачет «КИСЛОТЫ» .
Приготовиться к сдаче зачета «КИСЛОТЫ».
Уметь:
- читать химическую формулу;
- давать название кислоте;
- называть соответствующие ей соли;
- по названию солей называть химическую формулу кислоты.
03.12. 2013
§ 15,16 -внимательное прочтение, и рассмотреть примеры решенных задач.
Видео-урок по данной теме — Относительная молярная и молекулярная массы вещества. В тетрадь выписать примеры задач из видео-урока.
Решение задач.
ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ
А43. Чему равна молярная масса воды?
1) 9 г/моль 3) 9 а.е.м.
2) 18 г/моль 4) 18 а.е.м.
А44.Чему равна молярная масса карбоната кальция?
1) 100 г/моль 3) 200 а.е.м.
2) 200 г/моль 4) 200 а. е. м.
А45. Сколько молей содержится
в 730 г хлороводорода(HCl)?
1) 10 2) 20 3) 0,5 4) 5
А46. Сколько молей содержится в 100 г кальция?
1) 2 2) 4 3) 2,5 4) 5
| Группа → | 1 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ↓ Период | |||||||
| 2 |
| ||||||
| 3 |
| ||||||
| 4 |
| ||||||
| 5 |
| ||||||
| 6 |
| ||||||
| 7 |
| ||||||
Щелочны́е мета́ллы — элементы 1-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элементы главной подгруппы I группы)[1]: литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs, франций Fr, унуненний Uue. При растворении щелочных металлов в воде образуются растворимые гидроксиды, называемые щелочами.
Общая характеристика щелочных металлов[править | править код]
В Периодической системе они следуют сразу за инертными газами, поэтому особенность строения атомов щелочных металлов заключается в том, что они содержат один электрон на внешнем энергетическом уровне: их электронная конфигурация ns1. Очевидно, что валентные электроны щелочных металлов могут быть легко удалены, потому что атому энергетически выгодно отдать электрон и приобрести конфигурацию инертного газа. Поэтому для всех щелочных металлов характерны восстановительные свойства. Это подтверждают низкие значения их потенциалов ионизации (потенциал ионизации атома цезия — самый низкий) и электроотрицательности (ЭО). Как следствие, в большинстве соединений щелочные металлы присутствуют в виде однозарядных катионов. Однако существуют и соединения, где щелочные металлы представлены анионами (см. Алкалиды).
Некоторые атомные и физические свойства щелочных металлов
| Атомный номер | Название, символ | Число природных изотопов | Атомная масса | Энергия ионизации, кДж·моль−1 | Сродство к электрону, кДж·моль−1 | ЭО | ΔHдисс, кДж·моль−1 | Металл. радиус, нм | Ионный радиус (КЧ 6), нм | tпл, °C | tкип, °C | Плотность, г/см³ | ΔHпл, кДж·моль−1 | ΔHкип, кДж·моль−1 | ΔHобр, кДж·моль−1 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 | Литий Li | 2 | 6,941(2) | 520,2 | 59,8 | 0,98 | 106,5 | 0,152 | 0,076 | 180,6 | 1342 | 0,534 | 2,93 | 148 | 162 |
| 11 | Натрий Na | 1 | 22,989768(6) | 495,8 | 52,9 | 0,99 | 73,6 | 0,186 | 0,102 | 97,8 | 883 | 0,968 | 2,64 | 99 | 108 |
| 19 | Калий К | 2+1а | 39,0983(1) | 418,8 | 46,36 | 0,82 | 57,3 | 0,227 | 0,138 | 63,07 | 759 | 0,856 | 2,39 | 79 | 89,6 |
| 37 | Рубидий Rb | 1+1а | 85,4687(3) | 403,0 | 46,88 | 0,82 | 45,6 | 0,248 | 0,152 | 39,5 | 688 | 1,532 | 2,20 | 76 | 82 |
| 55 | Цезий Cs | 1 | 132,90543(5) | 375,7 | 45,5 | 0,79 | 44,77 | 0,265 | 0,167 | 28,4 | 671 | 1,90 | 2,09 | 67 | 78,2 |
| 87 | Франций Fr | 2а | (223) | 380 | (44,0) | 0,7 | — | — | 0,180 | 20 | 690 | 1,87 | 2 | 65 | — |
| 119 | Унуненний Uue |
а Радиоактивные изотопы:
40K, T1/2 = 1,277·109 лет; 87Rb, T1/2 = 4,75·1010 лет; 223Fr, T1/2 = 21,8 мин; 224Fr, T1/2 = 3,33 мин.
Все металлы этой подгруппы имеют серебристо-белый цвет (кроме серебристо-жёлтого цезия), они очень мягкие, их можно резать скальпелем. Литий, натрий и калий легче воды и плавают на её поверхности, реагируя с ней.
Литий
Натрий
Калий
Рубидий
Цезий
Многие минералы содержат в своём составе щелочные металлы. Например, ортоклаз, или полевой шпат, состоит из алюмосиликата калия K2[Al2Si6O16], аналогичный минерал, содержащий натрий — альбит — имеет состав Na2[Al2Si6O16]. В морской воде содержится хлорид натрия NaCl, а в почве — соли калия — сильвин KCl, сильвинит NaCl·KCl, карналлит KCl·MgCl2·6H2O, полигалит K2SO4·MgSO4·CaSO4·2H2O.
Химические свойства щелочных металлов[править | править код]
Из-за высокой химической активности щелочных металлов по отношению к воде, кислороду, и иногда даже и азоту (Li) их хранят под слоем керосина. Чтобы провести реакцию со щелочным металлом, кусочек нужного размера аккуратно отрезают скальпелем под слоем керосина, в атмосфере аргона тщательно очищают поверхность металла от продуктов его взаимодействия с воздухом и только потом помещают образец в реакционный сосуд.
Взаимодействие с водой[править | править код]
Важное свойство щелочных металлов — их высокая активность по отношению к воде. Наиболее спокойно (без взрыва) реагирует с водой литий:
При проведении аналогичной реакции натрий горит жёлтым пламенем и происходит небольшой взрыв. Калий ещё более активен: в этом случае взрыв гораздо сильнее, а пламя окрашено в фиолетовый цвет.
Взаимодействие с кислородом[править | править код]
Продукты горения щелочных металлов на воздухе имеют разный состав в зависимости от активности металла.
- Только литий сгорает на воздухе с образованием оксида стехиометрического состава:
- При горении натрия в основном образуется пероксид Na2O2 с небольшой примесью надпероксида NaO2:
- В продуктах горения калия, рубидия и цезия содержатся в основном надпероксиды:
Для получения оксидов натрия и калия нагревают смеси гидроксида, пероксида или надпероксида с избытком металла в отсутствие кислорода:
Для кислородных соединений щелочных металлов характерна следующая закономерность: по мере увеличения радиуса катиона щелочного металла возрастает устойчивость кислородных соединений, содержащих пероксид-ион О2−
2 и надпероксид-ион O−
2.
Для тяжёлых щелочных металлов характерно образование довольно устойчивых озонидов состава ЭО3. Все кислородные соединения имеют различную окраску, интенсивность которой увеличивается в ряду от Li до Cs:
| Формула кислородного соединения | Цвет |
|---|---|
| Li2O | Белый |
| Na2O | Белый |
| K2O | Желтоватый |
| Rb2O | Жёлтый |
| Cs2O | Оранжевый |
| Na2O2 | Светло- жёлтый |
| KO2 | Оранжевый |
| RbO2 | Тёмно- коричневый |
| CsO2 | Жёлтый |
Оксиды щелочных металлов обладают всеми свойствами, присущими основным оксидам: они реагируют с водой, кислотными оксидами и кислотами:
Пероксиды и надпероксиды проявляют свойства сильных окислителей:
Пероксиды и надпероксиды интенсивно взаимодействуют с водой, образуя гидроксиды:
Взаимодействие с другими веществами[править | править код]
Щелочные металлы реагируют со многими неметаллами. При нагревании они соединяются с водородом с образованием гидридов, с галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом и кремнием с образованием, соответственно, галогенидов, сульфидов, нитридов, фосфидов, карбидов и силицидов:
При нагревании щелочные металлы способны реагировать с другими металлами, образуя интерметаллиды. Активно (со взрывом) щелочные металлы реагируют с кислотами.
Щелочные металлы растворяются в жидком аммиаке и его производных — аминах и амидах:
При растворении в жидком аммиаке щелочной металл теряет электрон, который сольватируется молекулами аммиака и придаёт раствору голубой цвет. Образующиеся амиды легко разлагаются водой с образованием щёлочи и аммиака:
Щелочные металлы взаимодействуют с органическими веществами спиртами (с образованием алкоголятов) и карбоновыми кислотами (с образованием солей):
Качественное определение щелочных металлов[править | править код]
Поскольку потенциалы ионизации щелочных металлов невелики, то при нагревании металла или его соединений в пламени атом ионизируется, окрашивая пламя в определённый цвет:
Окраска пламени щелочными металлами
и их соединениями
| Щелочной металл | Цвет пламени |
|---|---|
| Li | Карминно-красный |
| Na | Жёлтый |
| K | Фиолетовый |
| Rb | Буро-красный |
| Cs | Фиолетово-красный |
Получение щелочных металлов[править | править код]
Электролиз расплавов галогенидов[править | править код]
Для получения щелочных металлов используют в основном электролиз расплавов их галогенидов, чаще всего — хлоридов, образующих природные минералы:
катод: анод:
Электролиз расплавов гидроксидов[править | править код]
Иногда для получения щелочных металлов проводят электролиз расплавов их гидроксидов:
катод: анод:
Восстановление из галогенидов[править | править код]
Щелочной металл может быть восстановлен из соответствующего хлорида или бромида кальцием, магнием, кремнием и др. восстановителями при нагревании под вакуумом до 600—900 °C:
Чтобы реакция пошла в нужную сторону, образующийся свободный щелочной металл (M) должен удаляться путём отгонки. Аналогично возможно восстановление цирконием из хромата. Известен способ получения натрия восстановлением из карбоната углём при 1000 °C в присутствии известняка.[источник не указан 3342 дня]
Поскольку щелочные металлы в электрохимическом ряду напряжений находятся левее водорода, то электролитическое получение их из водных растворов солей невозможно; в этом случае образуются соответствующие щёлочи и водород.
Соединения щелочных металлов[править | править код]
Гидроксиды[править | править код]
Для получения гидроксидов щелочных металлов в основном используют электролитические методы. Наиболее крупнотоннажным является производство гидроксида натрия электролизом концентрированного водного раствора поваренной соли:
катод: анод:
Прежде щёлочь получали реакцией обмена:
Получаемая таким способом щёлочь была сильно загрязнена содой Na2CO3.
Гидроксиды щелочных металлов — белые гигроскопичные вещества, водные растворы которых являются сильными основаниями. Они участвуют во всех реакциях, характерных для оснований — реагируют с кислотами, кислотными и амфотерными оксидами, амфотерными гидроксидами:
Гидроксиды щелочных металлов при нагревании возгоняются без разложения, за исключением гидроксида лития, который так же, как гидроксиды металлов главной подгруппы II группы, при прокаливании разлагается на оксид и воду:
Гидроксид натрия используется для изготовления мыла, синтетических моющих средств, искусственного волокна, органических соединений, например фенола.
Соли[править | править код]
Важным продуктом, содержащим щелочной металл, является сода Na2CO3. Основное количество соды во всём мире производят по методу Сольве, предложенному ещё в начале XX века. Суть метода состоит в следующем: водный раствор NaCl, к которому добавлен аммиак, насыщают углекислым газом при температуре 26—30 °C. При этом образуется малорастворимый гидрокарбонат натрия, называемый питьевой содой:
Аммиак добавляют для нейтрализации кислотной среды, возникающей при пропускании углекислого газа в раствор, и получения гидрокарбонат-иона HCO3−, необходимого для осаждения гидрокарбоната натрия. После отделения питьевой соды раствор, содержащий хлорид аммония, нагревают с известью и выделяют аммиак, который возвращают в реакционную зону:
Таким образом, при аммиачном способе получения соды единственным отходом является хлорид кальция, остающийся в растворе и имеющий ограниченное применение.
При прокаливании гидрокарбоната натрия получается кальцинированная, или стиральная, сода Na2CO3 и диоксид углерода, используемый в процессе получения гидрокарбоната натрия:
Основной потребитель соды — стекольная промышленность.
В отличие от малорастворимой кислой соли NaHCO3, гидрокарбонат калия KHCO3 хорошо растворим в воде, поэтому карбонат калия, или поташ, K2CO3 получают действием углекислого газа на раствор гидроксида калия:
Поташ используют в производстве стекла и жидкого мыла.
Литий — единственный щелочной металл, для которого не получен гидрокарбонат. Причина этого явления в очень маленьком радиусе иона лития, который не позволяет ему удерживать довольно крупный ион HCO−
3.
Безопасность[править | править код]
Все щелочные металлы проявляют высокую активность при взаимодействии с водой, кислородом, галогенами и другими соединениями. Особенно опасны взаимодействия с водой, так как продуктами реакций являются едкие щёлочи, а также происходит огромное выделение энергии, сопровождаемое огненной вспышкой (в случае с калием) или взрывом (в случае с рубидием или цезием). Поэтому необходимо соблюдать правила безопасности при работе с ними. Работа должна проводиться исключительно в перчатках из латекса, также необходимо надевать защитные очки. В экспериментах используют только небольшие количества, манипуляции с которыми производят при помощи щипцов; в случае непрореагировавших остатков щелочных металлов (например, натрия или калия), применяют утилизацию в обезвоженном спирте. Рубидий и цезий ввиду чрезвычайно высокой химической активности (взрывоопасные) практически не применяют в опытах.
Литература[править | править код]
- Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 2001.
- Ерёмина Е. А., Рыжова О. Н. Глава 14. Щелочные металлы // Справочник школьника по химии. — М.: Экзамен, 2009. — С. 224—231. — 512 с. — 5000 экз. — ISBN 978-5-377-01472-0.
- Кузьменко Н. Е. , Ерёмин В. В., Попков В. А. Начала химии. Современный курс для поступающих в вузы. — М.: Экзамен, 1997—2001.
- Лидин Р. А., Андреева Л. Л., Молочко В. А. Справочник по неорганической химии. — М.: Химия, 1987.
- Некрасов Б. В. Основы общей химии. — М.: Химия, 1974.
- Спицын В. И., Мартыненко Л. И. Неорганическая химия. — М.: МГУ, 1991, 1994.
- Турова Н. Я. Неорганическая химия в таблицах. Учебное пособие. — М.: Высший химический колледж РАН, 1997.
Примечания[править | править код]
См. также[править | править код]
- Щелочноземельные металлы
Ссылки[править | править код]
- Взаимодействие щелочных металлов с водой
- Щелочные металлы, видео