内容正文:
第3节 元素周期表的应用
第2课时 研究同主族元素的性质
优化探究
第1章 原子结构 元素周期律
[学习目标] 1.以ⅠA、ⅦA族元素为例,掌握同主族元素性质的递变规律。2.能运用原子结构理论初步解释同主族元素性质的递变规律。3.能根据同主族中熟悉元素的性质特点预测不熟悉元素的性质特点。
任务一 碱金属元素的结构与性质
任务二 卤族元素的结构与性质
课时作业 巩固提升
任务一 碱金属元素的结构与性质
1.碱金属元素原子结构的相似性和递变性
元素名称 锂 钠 钾
元素符号 Li Rb Cs
原子结构
示意图
相似性 最外层均有1个电子
递变性 从Li到Cs随核电荷数的增加,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐
铷
铯
Na
K
增大
2.碱金属元素单质物理性质的相似性和递变性
碱金属单质 相似性 颜色、状态 色、固体(Cs略带金属光泽)
Li、
Na、
K、
Rb、
Cs 熔点、沸点 较低
密度 较
质地
递变性
延展性、导热性和导电性 较好
熔点、沸点 从锂到铯单质的熔点、沸点逐渐
银白
小
柔软
降低
3.碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性
(1)相似性:都是活泼金属,易与非金属单质、水或酸反应(R代表碱金属单质)
①
②碱金属的最高价氧化物(R2O)对应水化物(ROH),一般都具有 性。
2R+2H2O===2ROH+H2↑
2R+2H+===2R++H2↑
强碱
(2)递变性
性质 规律
单质的还原性 Li Na K Rb Cs
―――――――――――――――→
单质还原性逐渐
与水、氧气反应的剧烈程度 Li Na K Rb Cs
――――――――――――→
与H2O、O2反应越来越 ,与O2反应产物越来越复杂。如Rb、Cs遇空气立即燃烧,Li与O2反应只能生成
,Na与O2反应能生成 和
增强
剧烈
Li2O
Na2O
Na2O2
性质 规律
最高价氧化物对应水化物的碱性 LiOH NaOH KOH RbOH CsOH
―――――――――――――――→
碱性逐渐
结论 同主族元素从上到下,失电子能力逐渐 ,金属性逐渐
增强
增强
增强
1.碱金属元素随核电荷数的增大,单质的沸点逐渐升高。 ( )
2.碱金属元素的最外层电子数相同,随电子层数逐渐增多,得电子能力逐渐增强,所以与酸反应的剧烈程度增强。 ( )
3.金属钾不能从氯化钠溶液中置换出钠。 ( )
4.碱金属元素单质都可以保存在煤油中。 ( )
×
×
√
×
(1)分别写出两烧杯中发生反应的化学方程式 、 ,反应剧烈程度 > (填元素符号)。
(2)请分析造成碱金属元素性质的相似性和递变性的结构原因。你能从中体会出元素之间存在着什么样的内在联系和内部规律性?
提示:(1)2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2K+2H2O===2KOH+H2↑ K Na
(2)碱金属元素性质相似的原因是各自的最外层电子数目相同,递变性是由于随着核电荷数的增大,电子层数逐渐增多、原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的作用力逐渐减弱所致。
体会:最外层电子数相同的同主族元素的原子,性质具有一定的相似性,且随着电子层数的增多又具有一定的递变性。
归纳总结
碱金属元素及其单质的特殊性
(1)碱金属元素是ⅠA族中的金属元素,不包括氢;钫有放射性,中学阶段一般不涉及。
(2)Li、Na、K的密度比水的小;Rb、Cs的密度比水的大。
(3)Na、K的密度比水小,比煤油的大,常保存在煤油中;Li的密度比煤油小,保存在液态石蜡中。
1.(2024·云南昆明高一检测)碱金属广泛应用于能源、核反应、精密仪器制造等领域。下列关于碱金属元素的说法错误的是( )
A.元素周期表ⅠA族的元素都是碱金属元素
B.单质与水反应的剧烈程度:K>Na
C.最高价氧化物对应水化物的碱性:LiOH<NaOH
D.碱金属在自然界中都以化合态存在
A
解析:元素周期表ⅠA族的H元素不是碱金属元素,故A错误;同主族元素从上到下金属性增强,单质与水反应的剧烈程度:K>Na,故B正确;同主族元素从上到下金属性增强,最高价氧化物对应水化物的碱性:LiOH<NaOH,故C正确;碱金属元素最外层只有1个电子,易失电子,所以碱金属在自然界中都以化合态存在,故D正确。
2.(2024·安徽淮南高一检测)中国科学院理化技术研究所发明利用碱金属实现肿瘤高温消融治疗的新方法,其原理是注射的微量钠或钾与目标组织内的水发生强烈的放热反应,从而达到极为高效的热消融目的。已知:钾与钠的化学性质相似,下列说法错误的是( )
A.K与H2O反应生成KOH和O2
B.实验室Na通常保存在煤油或石蜡油中
C.K与H2O的反应释放热量
D.实验室钠着火应用沙土盖灭
A
解析:Na与水反应生成氢氧化钠和氢气,钾与钠的化学性质相似,钾与水反应生成氢氧化钾和氢气,A错误;实验室Na通常保存在煤油或石蜡油中,B正确;Na与水反应放热,钾与钠的化学性质相似,K与H2O的反应释放热量,C正确;实验室钠着火应用沙土盖灭,D正确。
3.已知铷在元素周期表中位于第5周期ⅠA族。下列说法不正确的是( )
A.铷的原子序数为37
B.铷放到水中会比钠跟水反应更剧烈
C.铷的氧化物暴露在空气中易与CO2反应
D.铷的氢氧化物是弱碱
D
解析:铷的原子核内有37个质子,则原子序数为37,A说法正确;铷的原子半径大于钠,则其失电子能力大于钠,故铷放到水中会比钠跟水反应更剧烈,B说法正确;铷的氧化物为碱性氧化物,则暴露在空气中易与CO2反应,C说法正确;铷的失电子能力大于钠,则铷的氢氧化物是强碱,D说法错误。
任务二 卤族元素的结构与性质
1.卤族元素原子结构的相似性和递变性
元素
名称 氟 氯 溴 碘
元素
符号 F Cl
原子
结构
示意
图
Br
I
元素
名称 氟 氯 溴 碘
相似
性 最外层均有7个电子;
最高化合价为 价(F元素没有正化合价),最低化合价为 价,易形成 价离子
递变
性 从F到I,随核电荷数的增加,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐
+7
-1
-1
增大
2.卤族元素单质物理性质的相似性和递变性
项目 相似性 递变性
颜色 F2 Cl2 Br2 I2
色 色 色 紫红色 从F2到I2颜色逐渐
熔点、沸点 F2 Cl2 Br2 I2
气体 气体 固体 从F2到I2熔点、沸点逐渐
水溶性 F2 Cl2 Br2 I2
剧烈反应 溶解 溶解 微溶 从F2到I2溶解度逐渐
淡黄绿
黄绿
深红棕
加深
液体
升高
减小
特别提醒
(1)氯易液化,溴易挥发,碘易升华。
(2)2F2+2H2O===4HF+O2↑。
(3)溴是常温常压下唯一呈液态的非金属单质,有很强的腐蚀性,保存液溴时要加一些水进行“水封”。
3.相似性和递变性——实验探究卤族元素单质的溶解性及溴、碘单质的检验
实验操作 实验现象 实验结论
溶液分层,上层颜色变浅或无色,下层溶液呈 色 溴、碘单质在有机溶剂CCl4中的溶解度均 它们在水中的溶解度,CCl4能分别将它们从水溶液中
溶液分层,上层颜色变浅或无色,下层溶液呈 色
紫
橙
大于
提取出来
4.卤族元素单质的化学性质
(1)相似性
①与H2反应:X2+H22HX
②与活泼金属反应:如2Na+X22NaX
③与H2O反应
X2+H2O===HX+HXO(X=Cl、Br、I)
④温度较低时,与强碱溶液反应
如X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O(X=Cl、Br、I)
(2)递变性——实验探究卤族元素单质(Cl2、Br2、I2)氧化性的强弱
实验操作 实验现象 离子方程式
静置后,液体分层,下层呈 色
静置后,液体分层,下层呈 色
橙
2Br-+Cl2===2Cl-+Br2
紫
2I-+Br2===2Br-+I2
实验操作 实验现象 离子方程式
静置后,液体分层,下层呈 色
结论:Cl2、Br2、I2的氧化性由强到弱的顺序是 ,相应阴离子的还原性由强到弱的顺序是
紫
2I-+Cl2===2Cl-+I2
Cl2>Br2>I2
I->Br->Cl-
5.卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液
生成
(2)置换——萃取法
有机层呈
(3)氧化——淀粉法检验I-
未知液 蓝色溶液,表明有I-
特别提醒
碘遇淀粉溶液变蓝色,可用淀粉溶液检验I2。
1.卤族元素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序颜色变浅,密度增大。 ( )
2.卤族元素单质都是有色物质。 ( )
3.HCl、HBr、HI的还原性依次减弱。 ( )
4.淀粉与I-反应呈蓝色。 ( )
×
√
×
×
为验证卤族元素单质氧化性的相对强弱,某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。
实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时,关闭活塞a。
Ⅳ.……
(1)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 。
(2)B中溶液发生反应的离子方程式是 。
(3)为验证溴的氧化性强于碘,过程Ⅳ的操作和现象是________________
。
(4)过程Ⅲ实验的目的是________________________________________
。
(5)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:同主族元素从上到下 ,得电子能力逐渐减弱。
湿润的淀粉-KI试纸变蓝
Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
打开活塞b,将少量C
确认C的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换
原子半径逐渐增大
中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡,静置后CCl4层变为紫色
碘实验的干扰
归纳总结
1.溴、碘在不同溶剂中的颜色
单质
溶剂 溴 碘
水 橙黄色 黄色
苯或四氯化碳 橙色 紫色
2.卤素单质化学性质的递变性
具体表现如下:
项目 性质
单质间的置换反应 2Br-+Cl2===2Cl-+Br2
2I-+Br2===2Br-+I2
氢化物 生成难易:单质与H2反应越来越难
稳定性:HF>HCl>HBr>HI
还原性:HF<HCl<HBr<HI
最高价氧化物对应水化物 酸性:HClO4>HBrO4>HIO4
与变价金属(Fe)反应 2Fe+3X22FeX3(X=F、Cl、Br)
Fe+I2FeI2
1.卤族元素单质的性质与F2>Cl2>Br2>I2的变化规律不符合的是( )
A.与H2反应的剧烈程度
B.单质的活泼性
C.单质的氧化性
D.单质的熔、沸点
解析:常温下F2和Cl2是气态,Br2是液态,I2是固态,所以F2,Cl2,Br2,I2的熔、沸点应逐渐升高。
D
2.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是( )
A.卤素单质与水反应均可用X2+H2O⥫⥬ HXO+HX表示
B.HX都极易溶于水,它们的热稳定性随核电荷数的增加而增强
C.卤素单质的颜色从F2→I2按相对分子质量增大而加深
D.X-的还原性依次为F-<Cl-<Br-<I-,因此相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素从它的盐溶液里置换出来
C
解析:A项,F2与H2O反应为2F2+2H2O===4HF+O2,不能用X2+H2O⥫⥬ HXO+HX表示;B项,HX的热稳定性随核电荷数的增加而减弱;D项,F2的性质极为活泼,遇盐溶液先和水反应,故不能将相对分子质量大的卤素从它的盐溶液里置换出来。
3.(2024·山东淄博高一检测)某化学小组用如图所示装置检验氯气是否具有漂白性及卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法错误的是( )
A.a中U形管可盛放无水氯化钙
B.b处棉花球变成黄色,说明Cl2的氧化性比Br2强
C.c处棉花球变成蓝色,说明Br2的氧化性比I2强
D.d装置中可发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O
C
解析:由氯气的氧化性强,结合题图可知,b处发生Cl2+2Br-===2Cl-+Br2;c处发生Cl2+2Br-===2Cl-+Br2、Br2+2I-===2Br-+I2;d处为尾气处理,发生2OH-+Cl2===ClO-+Cl-+H2O,以此来解答。Cl2本身没有漂白性,湿润的Cl2具有漂白性,故a中湿润的有色布条褪色,经过U形管中干燥剂干燥后,干燥的有色布条不褪色,故a中U形管可盛放无水氯化钙来干燥Cl2,A正确;b处发生Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,则b处棉花球变成黄色,说明Cl2的氧化性比Br2强,B正确;c处发生Cl2+2Br-===2Cl-+Br2、Br2+2I-===2Br-+I2,只能说明有碘生成,由于氯气的干扰不能说明Br2的氧化性比I2强,C错误;由分析可知,d处为尾气处理,d装置中可发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O,D正确。
课时作业 巩固提升
2
3
4
5
6
7
8
1
[基础对点练]
题组一 碱金属元素的结构与性质
1.(2024·浙江杭州高一检测)每年杭州钱塘江畔烟花大会令人期待,这与高中化学中焰色试验知识相关。下列说法中正确的是( )
A.焰色试验是物理变化
B.可以用稀硝酸清洗做焰色试验的铂丝
C.如果没有铂丝,可以选择光亮的铜丝代替
D.利用焰色试验可区分NaCl与Na2CO3固体
9
10
11
A
解析:焰色试验是元素的性质,属于物理变化,故A正确;稀硝酸具有强氧化性,可能会氧化某些金属元素,所以不能用稀硝酸清洗做焰色试验的铂丝,故B错误;铜元素的焰色为绿色,会干扰金属元素的焰色试验,所以如果没有铂丝,不能选择光亮的铜丝代替,应选择光亮的铁丝代替,故C错误;氯化钠和碳酸钠都是钠盐,焰色试验均为黄色,所以利用焰色试验不能区分氯化钠和碳酸钠,故D错误。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
2.如图表示碱金属的某些性质与核电荷数的变化关系,则下列各性质中不符合图示关系的是( )
A.还原性
B.与水反应的剧烈程度
C.熔点
D.原子半径
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
C
3.下列有关锂及其化合物的叙述中不正确的是( )
A.LiHCO3受热能分解
B.Li可以与N2化合生成LiN3
C.Li2CO3与盐酸反应生成无色气体
D.Li在氧气中燃烧产物Li2O中含有离子键
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
B
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
解析:A.锂与钠位于ⅠA族,性质具有相似性,均能失去最外层的一个电子,体现还原性,但由于原子核外电子层数有差异,使得原子核对核外电子引力有差异,因此化学性质上具有差异性。NaHCO3受热易分解,生成碳酸钠、二氧化碳和水,则LiHCO3受热也能分解,故A正确;B.Li和Mg性质相似,Mg可以在N2中燃烧生成Mg3N2,Li也可以和N2化合生成Li3N,故B错误;C.Na2CO3与盐酸反应生成无色气体CO2,则Li2CO3与盐酸反应也能生成无色气体CO2,故C正确;D.Na与氧气反应,常温下生成Na2O,点燃条件下产物是Na2O2,而Li的金属性弱于Na,Li在氧气中燃烧产物是Li2O,它是离子化合物,含有离子键,故D正确。
11
4.(2024·吉林长春高一下开学考试)第87号元素钫,它位于碱金属族,根据元素周期表结构及元素性质变化趋势,下列关于碱金属某些元素原子结构和性质的判断错误的是( )
①锂与水反应比钠剧烈 ②金属单质都可以密封保存在煤油中
③钾的氧化物暴露在空气中易吸收二氧化碳 ④锂的阳离子的最外层电子数和钠离子的相同 ⑤钫单质是强还原剂 ⑥钫在化合物中显+1价
⑦钫单质的密度大于钠单质的密度 ⑧钫单质有较高的熔点
A.①②④⑧ B.①②③⑦
C.③④⑤⑧ D.①③④⑥
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
A
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
解析:①金属性:Na>Li,元素的金属性越强,对应的单质与水反应越剧烈,则钠与水反应比锂与水反应剧烈,①错误;②锂的密度小于煤油的密度,若用煤油保存锂,则达不到隔绝空气和水的目的,②错误;③钾的氧化物是碱性氧化物,在空气中易吸收二氧化碳,生成碳酸钾,③正确;④原子失去最外层电子后,次外层变成最外层,故锂离子最外层有2个电子,钠离子最外层有8个电子,二者数目不等,④错误;⑤钫属于碱金属,碱金属单质都具有强还原性,可作强还原剂,⑤正确;⑥碱金属元素原子最外层都只有1个电子,在反应中容易失去这个电子显+1价,⑥正确;⑦碱金属单质的密度从上到下逐渐增大(K反常),推测钫单质的密度应该大于钠的密度,⑦正确;⑧碱金属单质的熔点较低且从上到下熔点逐渐降低,所以钫单质的熔点很低,⑧错误。
11
题组二 卤族元素的结构与性质
5.(2024·广西百色高一检测)自来水厂水质检验员在自来水出厂前需对水中的氯离子等进行检测。实验室检验氯离子的试剂是( )
A.稀硝酸和AgNO3溶液
B.Na2CO3溶液
C.稀硝酸和Ba溶液
D.稀硫酸
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
A
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
解析:氯离子检测时应先加入稀硝酸排除OH-、C、S的干扰,再加入硝酸银溶液,产生不溶于水的白色沉淀。
11
6.下列关于卤族元素的说法正确的是( )
A.从HF、HCl、HBr、HI的酸性递增的事实,推出F、Cl、Br、I的非金属性递增规律
B.卤族元素的单质只有氧化性
C.从F到I,原子得电子能力逐渐减弱
D.卤素单质与H2化合的难易程度按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由难变易
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
C
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
解析:F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱,但HF、HCl、HBr、HI的酸性逐渐增强,A错误;氯气、溴、碘既有氧化性又有还原性,B错误;从F到I,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,原子得电子的能力逐渐减弱,C正确;元素的非金属性越强,其单质与氢气越容易化合,非金属性F>Cl>Br>I,所以卤素单质与氢气化合按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由易变难,D错误。
11
7.下列关于ⅦA族元素的说法中不符合递变规律的是( )
A.F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱
B.F-、Cl-、Br-、I-的还原性逐渐增强
C.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱
D.HF、HCl、HBr、HI水溶液的酸性逐渐减弱
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
D
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
解析:从F到I原子半径逐渐增大,单质的氧化性逐渐减弱,则其对应阴离子的还原性逐渐增强,故A、B两项均正确;从F到I,其气态氢化物的热稳定性逐渐减弱,C项正确;F-半径较小,与H结合稳定,HF在水中难以电离出H+,为弱酸,故酸性强弱关系为HF<HCl<HBr<HI,D项错误。
11
8.(2024·天津武清高一检测)如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图,下列说法错误的是( )
A.单质①是最容易与H2反应的卤素单质
B.单质②通入淀粉碘化钾溶液,溶液变蓝
C.单质③常温下为液体
D.单质④的氢化物在卤素氢化物中最稳定
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
D
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
解析:卤素单质的沸点与其相对分子质量成正比,根据题图知,单质①、②、③、④分别是F2、Cl2、Br2、I2,据此分析。卤族元素中,元素的非金属性随着原子序数增大而减弱,非金属性越强,其单质越活泼,所以单质活泼性最强的是F2,是最容易与H2反应的卤素单质,选项A正确;氯气氧化性强于碘单质,故氯气可以氧化碘化钾生成碘单质,碘单质遇到淀粉变为蓝色,选项B正确;溴常温下为液体,选项C正确;元素的非金属性越强,则其气态氢化物的稳定性越强,卤素的非金属性:F>Cl>Br>I,则I的氢化物稳定性在卤素氢化物中最差,选项D错误。
11
[综合强化练]
9.下列关于碱金属元素和卤族元素的说法中错误的是( )
A.随着核电荷数的增加,碱金属元素和卤族元素的原子半径都逐渐增大
B.碱金属元素中,锂原子失去最外层电子的能力最弱,卤族元素中,氟原子得电子的能力最强
C.钠与水的反应不如钾与水的反应剧烈
D.溴单质与水的反应比氯单质与水的反应剧烈
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
D
10.下列有关碱金属、卤素结构和性质描述正确的是( )
①随着核电荷数的增加,碱金属单质、卤素单质的熔沸点依次升高,密度依次增大
②F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7,次外层电子数都是8
③碱金属单质的金属性很强,均易与氧气发生反应,加热时生成氧化物R2O
④砹是原子序数较大的卤族元素,根据卤素性质的递变规律,At与H2化合最容易
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
⑤根据HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱的事实,推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
⑥碱金属都应保存在煤油中
⑦卤素按F、Cl、Br、I的顺序其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加,电子层数增多,原子半径增大起主要作用
⑧碳酸铯不易发生分解反应生成氧化铯和二氧化碳
A.全部正确 B.⑦⑧
C.①③⑤⑥⑦ D.①③⑦⑧
答案:B
11
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
解析:①随着核电荷数的增加,碱金属单质熔沸点逐渐降低,密度呈增大趋势,但K的密度小于Na;而卤素单质的熔沸点依次升高,密度依次增大,①错误;②F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7,次外层电子数不全都是8个,②错误;③碱金属单质的金属性很强,均易与氧气发生反应,加热时Li生成氧化物Li2O,而Na则生成的是Na2O2,不完全相同,③错误;④砹是原子序数较大的卤族元素,根据卤素性质的递变规律,At与H2化合最不容易,④错误;⑤根据HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱的事实,推出F、Cl、Br、I的非金属性递减的规律,⑤错误;⑥碱金属中的Li的密度比煤油小,要保存在液体石蜡中,其余的密度比煤油大,应保存在煤油中,⑥错误;⑦卤素按F、Cl、Br、I的顺序其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加,电子层数增多,原子半径增大起主要作用,使原子获得电子的能力逐渐减弱,⑦正确;⑧根据碱金属元素的化学性质的变化规律可知,碳酸铯不易发生分解反应生成氧化铯和二氧化碳,⑧正确。
11
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11.(2024·海南海口高一检测)碱金属广泛应用于电池、陶瓷、玻璃、润滑剂、制冷液、核工业以及光电等领域,它们的化学性质显示出十分明显的同系行为,根据所学知识回答下列问题:
(1)如图所示,先用弹簧夹夹住橡胶管,点燃钠(足量),迅速伸入瓶中并塞上瓶塞,发生反应的化学方程式为 ,产物的颜色是 ,待反应完全并冷却至原温度后,打开弹簧夹,则观察到的现象是 (假设装置的气密性良好)。
11
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
(2)按照实验研究和元素周期律推理,元素锂和水反应与钠和水反应比较,反应更剧烈的元素是 (填元素符号),锂与水反应的离子方程式是 ,锂还是一种重要的储氢材料,其储氢原理如下:2Li+H2 2LiH,则该反应中还原剂是 ,每消耗28 g锂相当于可以储存氢气体积为 L(H2密度 0.089 g·L-1,保留到小数点后一位)。
11
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
答案:(1)2Na+O2Na2O2 淡黄色 烧杯中的水倒流入广口瓶内
(2)Na 2Li+2H2O===2Li++2OH-+H2↑ Li(或锂) 44.9
11
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
解析:在集气瓶内,Na发生燃烧,生成淡黄色的过氧化钠,同时消耗瓶内的氧气,从而使瓶内气体的压强减小,打开弹簧夹后,烧杯内的水有一部分被压入集气瓶内,据此分析。
(1)先用弹簧夹夹住橡胶管,点燃钠(足量),迅速伸入瓶中并塞上瓶塞,燃烧的钠在瓶内继续燃烧,生成过氧化钠,并消耗瓶内的氧气,发生反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2,产物Na2O2的颜色是淡黄色,待反应完全并冷却至原温度后,打开弹簧夹,由于瓶内氧气被消耗,压强小于大气压强,则观察到的现象是烧杯中的水倒流入广口瓶内。
11
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
(2)锂和钠是同主族元素,锂在钠的上方,锂的金属性比钠弱,元素锂和水反应与钠和水反应比较,反应更剧烈的元素是Na,采用类推法可得出,锂与水反应的离子方程式是2Li+2H2O===2Li++2OH-+H2↑,锂还是一种重要的储氢材料,其吸氢原理如下:2Li+H22LiH,该反应中,Li由0价升高到+1价,则还原剂是Li,每消耗28 g锂,同时消耗2 mol H2,相当于可以储存氢气体积为≈44.9 L。
11
$$