Tính chất hoá học đặc trưng của kim loại kiềm.
Kim loại kiềm dễ dàng phản ứng với các phi kim loại:
2K + I 2 = 2KI
2Na + H2 = 2NaH
6Li + N 2 = 2Li 3 N (phản ứng đã ở nhiệt độ phòng)
2Na + S = Na 2 S
2Na + 2C = Na 2 C 2
Trong các phản ứng với oxy, mỗi kim loại kiềm thể hiện tính chất riêng của nó: khi bị đốt cháy trong không khí, liti tạo thành oxit, natri peroxit và kali là superoxit.
4Li + O 2 = 2Li 2 O
2Na + O 2 \ u003d Na 2 O 2
K + O 2 = KO 2
Thu được natri oxit:
10Na + 2NaNO 3 \ u003d 6Na 2 O + N 2
2Na + Na 2 O 2 \ u003d 2Na 2 O
2Na + 2NaOH \ u003d 2Na 2 O + H 2
Tương tác với nước dẫn đến sự hình thành kiềm và hydro.
2Na + 2H 2 O \ u003d 2NaOH + H 2
Tương tác với axit:
2Na + 2HCl \ u003d 2NaCl + H 2
8Na + 5H 2 SO 4 (đồng quy) = 4Na 2 SO 4 + H 2 S + 4H 2 O
2Li + 3H 2 SO 4 (đồng quy) = 2LiHSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
8Na + 10HNO 3 \ u003d 8NaNO 3 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
Khi tương tác với amoniac, amoniac và hydro được tạo thành:
2Li + 2NH 3 = 2LiNH 2 + H 2
Tương tác với các hợp chất hữu cơ:
H ─ C ≡ C ─ H + 2Na → Na ─ C≡C ─ Na + H 2
2CH 3 Cl + 2Na → C 2 H 6 + 2NaCl
2C 6 H 5 OH + 2Na → 2C 6 H 5 ONa + H 2
2CH 3 OH + 2Na → 2CH 3 ONa + H 2
2CH 3 COOH + 2Na → 2CH 3 COOONa + H 2
Một phản ứng định tính đối với các kim loại kiềm là sự tạo màu của ngọn lửa bởi các cation của chúng. Ion Li + tạo màu cho ngọn lửa carmine đỏ, ion Na + màu vàng, K + tím
Hợp chất kim loại kiềm
Ôxít.
Oxit kim loại kiềm là oxit bazơ điển hình. Chúng phản ứng với axit và oxit lưỡng tính, axit, nước.
3Na 2 O + P 2 O 5 \ u003d 2Na 3 PO 4
Na 2 O + Al 2 O 3 \ u003d 2NaAlO 2
Na 2 O + 2HCl \ u003d 2NaCl + H 2 O
Na 2 O + 2H + = 2Na + + H 2 O
Na 2 O + H 2 O \ u003d 2NaOH
Peroxit.
2Na 2 O 2 + CO 2 \ u003d 2Na 2 CO 3 + O 2
Na 2 O 2 + CO \ u003d Na 2 CO 3
Na 2 O 2 + SO 2 \ u003d Na 2 SO 4
2Na 2 O + O 2 \ u003d 2Na 2 O 2
Na 2 O + NO + NO 2 \ u003d 2NaNO 2
2Na 2 O 2 \ u003d 2Na 2 O + O 2
Na 2 O 2 + 2H 2 O (nguội) = 2NaOH + H 2 O 2
2Na 2 O 2 + 2H 2 O (gor.) \ U003d 4NaOH + O 2
Na 2 O 2 + 2HCl \ u003d 2NaCl + H 2 O 2
2Na 2 O 2 + 2H 2 SO 4 (dao cạo. Hor.) \ U003d 2Na 2 SO 4 + 2H 2 O + O 2
2Na 2 O 2 + S = Na 2 SO 3 + Na 2 O
5Na 2 O 2 + 8H 2 SO 4 + 2KMnO 4 \ u003d 5O 2 + 2MnSO 4 + 8H 2 O + 5Na 2 SO 4 + K 2 SO 4
Na 2 O 2 + 2H 2 SO 4 + 2NaI \ u003d I 2 + 2Na 2 SO 4 + 2H 2 O
Na 2 O 2 + 2H 2 SO 4 + 2FeSO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O
3Na 2 O 2 + 2Na 3 \ u003d 2Na 2 CrO 4 + 8NaOH + 2H 2 O
Bazơ (kiềm).
2NaOH (dư) + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O
NaOH + CO 2 (dư) = NaHCO 3
SO 2 + 2NaOH (dư) = Na 2 SO 3 + H 2 O
SiO 2 + 2NaOH Na 2 SiO 3 + H 2 O
2NaOH + Al 2 O 3 2NaAlO 2 + H 2 O
2NaOH + Al 2 O 3 + 3H 2 O \ u003d 2Na
NaOH + Al (OH) 3 = Na
2NaOH + 2Al + 6H 2 O \ u003d 2Na + 3H 2
2KOH + 2NO 2 + O 2 = 2KNO 3 + H 2 O
KOH + KHCO 3 \ u003d K 2 CO 3 + H 2 O
2NaOH + Si + H 2 O \ u003d Na 2 SiO 3 + H 2
3KOH + P 4 + 3H 2 O \ u003d 3KH 2 PO 2 + PH 3
2KOH (nguội) + Cl 2 = KClO + KCl + H 2 O
6KOH (nóng) + 3Cl 2 = KClO 3 + 5KCl + 3H 2 O
6NaOH + 3S \ u003d 2Na 2 S + Na 2 SO 3 + 3H 2 O
2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2
NaHCO 3 + HNO 3 \ u003d NaNO 3 + CO 2 + H 2 O
NaI → Na + + I -
ở cực âm: 2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH - 1
ở cực dương: 2I - - 2e → I 2 1
2H 2 O + 2I - 
H 2 + 2OH - + I 2
2H2O + 2NaI 
H 2 + 2NaOH + I 2
2NaCl 
2Na + Cl2
ở cực âm ở cực dương
2Na 2 HPO 4 Na 4 P 2 O 7 + H 2 O
KNO 3 + 4Mg + 6H 2 O \ u003d NH 3 + 4Mg (OH) 2 + KOH
4KClO 3 KCl + 3KClO 4
2KClO 3 
2KCl + 3O 2
KClO 3 + 6HCl \ u003d KCl + 3Cl 2 + 3H 2 O
Na 2 SO 3 + S \ u003d Na 2 S 2 O 3
Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + S ↓ + SO 2 + H 2 O
2NaI + Br 2 = 2NaBr + I 2
2NaBr + Cl 2 = 2NaCl + Br 2
Tôi Một nhóm.
1. Phóng điện qua bề mặt của dung dịch natri hiđroxit đổ vào bình, đồng thời không khí trong bình chuyển sang màu nâu, sau một thời gian sẽ biến mất. Cô cạn cẩn thận dung dịch thu được thì thấy chất rắn còn lại là hỗn hợp hai muối. Khi đun nóng hỗn hợp này thì có khí thoát ra và chỉ còn lại một chất. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
2. Chất thoát ra ở catot trong quá trình điện phân natri clorua nóng chảy được đốt cháy trong oxi. Sản phẩm thu được được đặt trong một khí kế chứa đầy khí cacbonic. Chất tạo thành được cho vào dung dịch amoni clorua và đun nóng dung dịch. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
3) Axit nitric được trung hòa bằng muối nở, dung dịch trung tính được làm bay hơi cẩn thận và phần dư được nung. Chất tạo thành được đưa vào dung dịch kali pemanganat đã được axit hóa bằng axit sunfuric, và dung dịch trở nên không màu. Sản phẩm phản ứng có nitơ được cho vào dung dịch natri hiđroxit và cho thêm bụi kẽm, khí có mùi hắc bay ra. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
4) Chất thu được ở anot trong quá trình điện phân dung dịch natri iotua với điện cực trơ được đưa vào phản ứng với kali. Sản phẩm phản ứng được đun nóng với axit sunfuric đặc, khí sinh ra được dẫn qua dung dịch kali cromat đun nóng. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả
5) Chất thu được ở catot trong quá trình điện phân natri clorua nóng chảy được đốt cháy trong oxi. Sản phẩm thu được lần lượt được xử lý bằng lưu huỳnh đioxit và dung dịch bari hiđroxit. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả
6) Photpho trắng tan trong dung dịch xút ăn da, thoát ra một chất khí có mùi tỏi, bốc cháy tự nhiên trong không khí. Sản phẩm rắn của phản ứng cháy phản ứng với xút theo tỉ lệ sao cho chất trắng tạo thành chứa một nguyên tử hiđro; khi chất sau được nung, natri pyrophosphat được tạo thành. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả
7) Một kim loại chưa biết đã được đốt cháy trong oxi. Sản phẩm của phản ứng tương tác với khí cacbonic tạo thành hai chất: một chất rắn tương tác với dung dịch axit clohiđric giải phóng ra khí cacbonic và một chất đơn giản ở thể khí hỗ trợ quá trình đốt cháy. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
8) Một khí màu nâu được dẫn qua một lượng dư dung dịch muối xút trong không khí dư. Các phoi magiê được thêm vào dung dịch thu được và đun nóng, axit nitric được trung hòa bởi khí sinh ra. Dung dịch thu được được làm bay hơi cẩn thận, sản phẩm phản ứng là chất rắn được nung. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
9) Trong quá trình phân hủy nhiệt của muối A với sự có mặt của mangan đioxit, một muối nhị phân B và một chất khí hỗ trợ quá trình đốt cháy và là một phần của không khí đã được hình thành; khi đun nóng muối này không có chất xúc tác thì tạo thành muối B và muối của axit có hàm lượng oxi cao hơn. Khi cho muối A phản ứng với axit clohiđric thì tạo ra khí màu vàng lục (là chất đơn giản) và tạo thành muối B. Muối B làm ngọn lửa màu tím, khi tác dụng với dung dịch bạc nitrat thì tạo thành kết tủa trắng. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
10) Người ta cho dăm đồng vào axit sunfuric đặc đun nóng rồi dẫn khí thoát ra đi qua dung dịch xút (dư). Sản phẩm phản ứng được cô lập, hòa tan trong nước và đun nóng với lưu huỳnh, kết quả của phản ứng bị hòa tan. Axit sunfuric loãng được thêm vào dung dịch thu được. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
11) Muối ăn được xử lý bằng axit sunfuric đặc. Muối thu được được xử lý bằng natri hydroxit. Sản phẩm thu được được nung với một lượng than dư. Khí thu được cho phản ứng khi có chất xúc tác là clo. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
12) Natri phản ứng với hiđro. Sản phẩm sau phản ứng được hòa tan vào nước, tạo thành một chất khí khi phản ứng với clo, dung dịch thu được khi đun nóng sẽ phản ứng với clo tạo thành hỗn hợp hai muối. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
13) Đốt natri trong một lượng dư oxi, chất kết tinh thu được được đặt trong một ống thủy tinh và khí cacbonic đi qua đó. Khí đi ra khỏi ống được thu lại và đốt cháy trong khí quyển của nó là photpho. Chất tạo thành được trung hòa bằng một lượng dư dung dịch natri hydroxit. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
14) Đối với dung dịch thu được do tương tác của natri peoxit với nước trong quá trình đun nóng, người ta thêm dung dịch axit clohiđric cho đến khi phản ứng kết thúc. Dung dịch muối thu được đem đi điện phân với điện cực trơ. Khí được tạo thành do quá trình điện phân ở anot được dẫn qua dung dịch canxi hiđroxit huyền phù. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
15) Cho lưu huỳnh đioxit qua dung dịch natri hiđroxit cho đến khi tạo thành muối trung bình. Một dung dịch nước của kali pemanganat được thêm vào dung dịch thu được. Kết tủa tạo thành được tách và xử lý bằng axit clohydric. Khí sinh ra được cho đi qua một dung dịch kali hiđroxit nguội. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
16) Người ta nung hỗn hợp gồm silic (IV) oxit và magie kim loại. Chất đơn giản thu được sau phản ứng được xử lý bằng dung dịch natri hiđroxit đậm đặc. Khí sinh ra được cho qua natri đun nóng. Chất tạo thành được cho vào nước. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
17) Sản phẩm phản ứng của liti với nitơ được xử lý bằng nước. Khí sinh ra được dẫn qua dung dịch axit sunfuric cho đến khi các phản ứng hoá học kết thúc. Dung dịch thu được được xử lý bằng dung dịch bari clorua. Dung dịch được lọc và dịch lọc được trộn với dung dịch natri nitrat và đun nóng. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
18) Natri được đun nóng trong môi trường hydro. Khi nước được thêm vào chất tạo thành, sự biến đổi khí và sự tạo thành một dung dịch trong suốt đã được quan sát thấy. Một khí màu nâu được đi qua dung dịch này, thu được là kết quả của sự tương tác của đồng với dung dịch axit nitric đặc. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
19) Natri bicacbonat được nung. Hòa tan muối tạo thành vào nước và được dung dịch nhôm trộn với dung dịch nhôm, kết quả tạo thành kết tủa và thoát ra khí không màu. Xử lý kết tủa bằng dung dịch axit nitric dư, khí được dẫn qua dung dịch kali silicat. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
20) Natri được nung chảy với lưu huỳnh. Hợp chất thu được được xử lý bằng axit clohydric, khí sinh ra phản ứng hoàn toàn với oxit lưu huỳnh (IV). Chất tạo thành được xử lý bằng axit nitric đặc. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
21) Đốt natri trong oxi dư. Chất tạo thành được xử lý bằng nước. Hỗn hợp thu được được đun sôi, sau đó clo được thêm vào dung dịch nóng. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
22) Kali được đun nóng trong môi trường có nitơ. Chất tạo thành được xử lý bằng một lượng dư axit clohydric, sau đó một huyền phù của canxi hiđroxit được thêm vào hỗn hợp muối thu được và đun nóng. Dẫn khí thu được qua đồng (II) oxit nung nóng, viết các phương trình phản ứng xảy ra.
23) Đốt cháy kali trong không khí clo, muối thu được được xử lý bằng một lượng dư dung dịch nước của bạc nitrat. Kết tủa tạo thành được lọc bỏ, dịch lọc được làm bay hơi và đun nóng cẩn thận. Muối thu được được xử lý bằng dung dịch nước brom. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
24) Liti đã phản ứng với hiđro. Sản phẩm sau phản ứng được hòa tan vào nước, tạo thành một chất khí khi phản ứng với nước brom, dung dịch thu được khi đun nóng sẽ phản ứng với clo tạo thành hỗn hợp hai muối. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
25) Natri bị đốt cháy trong không khí. Chất rắn tạo thành hấp thụ khí cacbonic, giải phóng ôxy và muối. Muối cuối cùng được hòa tan trong axit clohydric, và một dung dịch bạc nitrat được thêm vào dung dịch thu được. Kết quả là tạo thành kết tủa trắng. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
26) Oxy đã bị phóng điện trong một chất ozon hóa. Khí thu được được cho đi qua dung dịch nước của kali iođua, và một khí mới không màu và không mùi được giải phóng, hỗ trợ quá trình đốt cháy và hô hấp. Natri được đốt cháy trong khí quyển sau này, và chất rắn thu được phản ứng với khí cacbonic. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.
Tôi Một nhóm.
1. N 2 + O 2 
2NO
2NO + O 2 \ u003 ngày 2NO 2
2NO 2 + 2NaOH \ u003d NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O
2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2
2. 2NaCl 
2Na + Cl2
ở cực âm ở cực dương
2Na + O 2 \ u003d Na 2 O 2
2Na 2 O 2 + 2CO 2 \ u003d 2Na 2 CO 3 + O 2
Na 2 CO 3 + 2NH 4 Cl \ u003d 2NaCl + CO 2 + 2NH 3 + H 2 O
3. NaHCO 3 + HNO 3 \ u003d NaNO 3 + CO 2 + H 2 O
2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2
5NaNO 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 5NaNO 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O
NaNO 3 + 4Zn + 7NaOH + 6H 2 O = 4Na 2 + NH 3
4. 2H2O + 2NaI 
H 2 + 2NaOH + I 2
2K + I 2 = 2KI
8KI + 5H 2 SO 4 (đồng quy) = 4K 2 SO 4 + H 2 S + 4I 2 + 4H 2 O
3H 2 S + 2K 2 CrO 4 + 2H 2 O = 2Cr (OH) 3 ↓ + 3S ↓ + 4KOH
5. 2NaCl 
2Na + Cl2
ở cực âm ở cực dương
2Na + O 2 \ u003d Na 2 O 2
Na 2 O 2 + SO 2 \ u003d Na 2 SO 4
Na 2 SO 4 + Ba (OH) 2 = BaSO 4 ↓ + 2NaOH
6. P 4 + 3KOH + 3H 2 O \ u003d 3KH 2 PO 2 + PH 3
2PH 3 + 4O 2 = P 2 O 5 + 3H 2 O
P 2 O 5 + 4NaOH \ u003d 2Na 2 HPO 4 + H 2 O
Hoạt động mạnh nhất trong số các kim loại là kim loại kiềm. Chúng tích cực phản ứng với các chất đơn giản và phức tạp.
Thông tin chung
Các kim loại kiềm nằm trong nhóm I của bảng tuần hoàn Mendeleev. Đây là những kim loại hóa trị đơn mềm có màu xám bạc với nhiệt độ nóng chảy thấp và tỷ trọng thấp. Chúng thể hiện một trạng thái oxi hóa duy nhất +1, là chất khử. Cấu hình điện tử - ns 1.
Cơm. 1. Natri và liti.
Các đặc điểm chung của các kim loại thuộc nhóm I được đưa ra trong bảng.
|
Danh sách các kim loại kiềm |
Công thức |
Con số |
Giai đoạn = Stage |
t ° sq. , ° C |
t ° b.p. , ° C |
ρ, g / cm 3 |
Kim loại hoạt động nhanh chóng phản ứng với các chất khác, do đó, trong tự nhiên chúng chỉ được tìm thấy trong thành phần của khoáng chất.
Biên nhận
Để thu được kim loại kiềm tinh khiết, người ta dùng một số phương pháp:
- khử xêzi từ cacbonat bằng cách sử dụng zirconi -
2Cs 2 CO 3 + Zr → 4Cs + ZrO 2 + 2CO 2.
điện phân nóng chảy, thường là clorua hoặc hydroxit -
2NaCl → 2Na + Cl 2, 4NaOH → 4Na + 2H 2 O + O 2;
nung sôđa (natri cacbonat) với than để thu được natri -
Na 2 CO 3 + 2C → 2Na + 3CO;
sự khử canxi của rubidi khỏi clorua ở nhiệt độ cao -
2RbCl + Ca → 2Rb + CaCl 2;
Sự tương tác
Tính chất của kim loại kiềm là do cấu tạo của chúng. Nằm ở nhóm đầu tiên của bảng tuần hoàn, chúng chỉ có một electron hóa trị ở mức năng lượng ngoài cùng. Electron duy nhất dễ dàng chuyển đến nguyên tử oxy hóa, góp phần vào phản ứng nhanh chóng.
Tính kim loại tăng dần theo bảng từ trên xuống dưới, vì vậy liti chia electron hóa trị khó hơn franxi. Liti là nguyên tố cứng nhất trong số tất cả các kim loại kiềm. Phản ứng của liti với oxy chỉ diễn ra dưới tác dụng của nhiệt độ cao. Liti phản ứng với nước chậm hơn nhiều so với các kim loại khác trong nhóm.
Các tính chất hóa học chung được trình bày trong bảng.
|
Sự phản ứng lại |
Các sản phẩm |
Phương trình |
|
Với oxy |
Oxit (R 2 O) chỉ tạo thành liti. Natri tạo thành hỗn hợp oxit và peroxit (R 2 O 2). Các kim loại còn lại tạo thành superoxit (RO 2) |
4Li + O 2 → 2Li 2 O; 6Na + 2O 2 → 2Na 2 O + Na 2 O 2; K + O 2 → KO 2 |
|
Với hydro |
2Na + H 2 → 2NaH |
|
|
Hydroxit |
2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 |
|
|
Với axit |
2Na + 2HCl → 2NaCl + H 2- |
|
|
Với halogen |
Halide |
2Li + Cl 2 → 2LiCl |
|
Với nitơ (chỉ lithium phản ứng ở nhiệt độ phòng) |
6Li + N 2 → 2Li 3 N |
|
|
Sulfua |
2Na + S → Na 2 S |
|
|
Với carbon (chỉ phản ứng lithium và natri) |
2Li + 2C → Li 2 C 2; 2Na + 2C → Na 2 C 2 |
|
|
với phốt pho |
3K + P → K 3 P |
|
|
Với silicon |
Silicua |
4Cs + Si → Cs 4 Si |
|
Với amoniac |
2Li + 2NH 3 → 2LiNH 2 + H 2 |
Với phản ứng định tính, chúng có màu khác của ngọn lửa. Liti cháy cho ngọn lửa màu đỏ thẫm, màu vàng của natri và xesi cho ngọn lửa màu tím hồng. Oxit kim loại kiềm cũng có nhiều màu khác nhau. Natri chuyển sang màu trắng, rubidi và kali chuyển sang màu vàng.
Cơm. 2. Phản ứng định tính các kim loại kiềm.
Đăng kí
Kim loại đơn giản và các hợp chất của chúng được sử dụng để chế tạo hợp kim nhẹ, các bộ phận kim loại, phân bón, sôđa và các chất khác. Rubidi và kali được dùng làm chất xúc tác. Hơi natri được sử dụng trong đèn huỳnh quang. Chỉ có franxi là không có ứng dụng thực tế do tính chất phóng xạ của nó. Cách sử dụng các nguyên tố của nhóm I được mô tả ngắn gọn trong bảng sử dụng các kim loại kiềm.
|
Khu vực ứng dụng |
Đăng kí |
|
Công nghiệp hóa chất |
Natri tăng tốc độ phản ứng trong sản xuất cao su; Kali và natri hydroxit - sản xuất xà phòng; Natri và kali cacbonat - sản xuất thủy tinh, xà phòng; Natri hydroxit - làm giấy, xà phòng, vải; Kali nitrat - sản xuất phân bón |
|
ngành công nghiệp thực phẩm |
Natri clorua - muối ăn; Natri bicacbonat - muối nở |
|
Luyện kim |
Kali và natri là các chất khử trong quá trình sản xuất titan, zirconium và uranium |
|
Năng lượng |
Sự nóng chảy của kali và natri được sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân và động cơ máy bay; Lithium được sử dụng để sản xuất pin |
|
Thiết bị điện tử |
Cesium - sản xuất pin mặt trời |
|
Hàng không và du hành vũ trụ |
Hợp kim nhôm và liti được sử dụng cho thùng xe và tên lửa |
Cơm. 3. Uống soda.
Chúng ta đã học được gì?
Từ bài học lớp 9, chúng ta đã tìm hiểu về tính năng của kim loại kiềm. Chúng nằm trong nhóm I của bảng tuần hoàn và nhường một electron hóa trị trong các phản ứng. Đây là những kim loại mềm, dễ dàng tham gia phản ứng hóa học với các chất đơn giản và phức tạp - halogen, phi kim loại, axit, nước. Trong tự nhiên, chúng chỉ được tìm thấy trong thành phần của các chất khác, do đó, người ta sử dụng phản ứng điện phân hoặc phản ứng khử để chiết xuất chúng. Được ứng dụng trong công nghiệp, xây dựng, luyện kim, điện.
Câu đố về chủ đề
Báo cáo Đánh giá
Đánh giá trung bình: 4.4. Tổng điểm nhận được: 91.
ALKALI KIM LOẠI
Kim loại kiềm bao gồm các nguyên tố thuộc nhóm thứ nhất, phân nhóm chính: liti, natri, kali, rubidi, xêzi, franxi.Đang ở trongthiên nhiên
Na-2,64% (theo khối lượng), K-2,5% (theo khối lượng), Li, Rb, Cs - ít hơn nhiều, Fr - nguyên tố thu được nhân tạo
Li
Li 2 O Al 2 O 3 4SiO 2 - spodumene
Na
NaCl - muối ăn (muối mỏ), halit
Na 2 SO 4 10H 2 O - Muối của Glauber (mirabilit)
NaNO 3 - Kẻ phá muối Chile
Na 3 AlF 6 - criolit
Na 2 B 4 O 7 10H 2 O - hàn the
K
KCl NaCl - sylvinit
KCl MgCl 2 6H 2 O - cacnalit
K 2 O Al 2 O 3 6SiO 2 - fenspat (orthoclase)
Tính chất của kim loại kiềm
Khi tăng số hiệu nguyên tử, bán kính nguyên tử tăng, khả năng nhường electron hóa trị tăng, hoạt tính khử tăng:
Tính chất vật lý
Điểm nóng chảy thấp, mật độ thấp, mềm, cắt bằng dao.
Tính chất hóa học
Kim loại điển hình, chất khử rất mạnh. Trong các hợp chất, chúng thể hiện ở trạng thái oxi hóa duy nhất +1. Tính khử tăng khi khối lượng nguyên tử tăng. Tất cả các hợp chất đều có bản chất ion, hầu như tất cả đều hòa tan trong nước. Các hiđroxit R – OH là kiềm, độ bền của chúng tăng khi khối lượng nguyên tử của kim loại tăng lên.
Chúng bốc cháy trong không khí với độ nóng vừa phải. Với hydro, chúng tạo thành các hyđrua dạng muối. Các sản phẩm đốt cháy thường là peroxit.
Khả năng khử tăng trong dãy Li – Na – K – Rb – Cs
1. Tích cực tương tác với nước:
2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2
2. Phản ứng với axit:
2Na + 2HCl → 2NaCl + H 2
3. Phản ứng với oxy:
4Li + O 2 → 2Li 2 O (oxit liti)
2Na + O 2 → Na 2 O 2 (natri peroxit)
K + O 2 → KO 2 (kali superoxit)
Trong không khí, các kim loại kiềm bị oxi hóa ngay lập tức. Do đó, chúng được lưu trữ dưới một lớp dung môi hữu cơ (dầu hỏa, v.v.).
4. Trong phản ứng với các phi kim loại khác, các hợp chất nhị phân được tạo thành:
2Li + Cl 2 → 2LiCl (halogenua)
2Na + S → Na 2 S (sunfua)
2Na + H 2 → 2NaH (hyđrua)
6Li + N 2 → 2Li 3 N (nitrua)
2Li + 2C → Li 2 C 2 (cacbua)
5. Một phản ứng định tính đối với các cation kim loại kiềm là ngọn lửa có màu trong các màu sau:
Li + - đỏ carmine
Na + - vàng
K +, Rb + và Cs + - tím
Biên nhận
Tại vì kim loại kiềm là chất khử mạnh nhất, chúng có thể được phục hồi từ các hợp chất chỉ bằng cách điện phân các muối nóng chảy:
2NaCl = 2Na + Cl 2
Ứng dụng của kim loại kiềm
Hợp kim mang liti, chất xúc tác
Natri - đèn phóng điện khí, chất làm mát trong lò phản ứng hạt nhân
Rubidium - công trình nghiên cứu
Cesium - tế bào quang điện
Oxit kim loại kiềm, peroxit và superoxit
Biên nhận
Quá trình oxi hóa kim loại chỉ tạo ra oxit liti
4Li + O 2 → 2Li 2 O
(trong các trường hợp khác, thu được peroxit hoặc superoxit).
Tất cả các oxit (trừ Li 2 O) đều thu được khi đun hỗn hợp peroxit (hoặc supeoxit) với một lượng dư kim loại:
Na 2 O 2 + 2Na → 2Na 2 O
KO 2 + 3K → 2K 2 O
Kim loại kiềm bao gồm các kim loại thuộc nhóm IA của bảng tuần hoàn D.I. Mendeleev - liti (Li), natri (Na), kali (K), rubidi (Rb), xêzi (Cs) và franxi (Fr). Mức năng lượng ngoài cùng của các kim loại kiềm có một electron hóa trị. Cấu hình điện tử của mức năng lượng bên ngoài của kim loại kiềm là ns 1. Trong các hợp chất của chúng, chúng thể hiện một trạng thái oxi hóa duy nhất bằng +1. Trong OVR, chúng là chất khử, tức là tặng một electron.
Tính chất vật lý của kim loại kiềm
Tất cả các kim loại kiềm đều nhẹ (tỷ trọng thấp), rất mềm (trừ Li, chúng dễ dàng cắt bằng dao và có thể cuộn thành lá), có nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy thấp (điện tích tăng hạt nhân của nguyên tử kim loại kiềm thì nhiệt độ nóng chảy giảm dần).
Ở trạng thái tự do, Li, Na, K và Rb là kim loại màu trắng bạc, Cs là kim loại màu vàng vàng.
Các kim loại kiềm được bảo quản trong các ống kín dưới một lớp dầu hỏa hoặc dầu vaseline, vì chúng có tính phản ứng cao.
Kim loại kiềm có tính dẫn nhiệt và dẫn điện cao, đó là do sự hiện diện của liên kết kim loại và mạng tinh thể tập trung vào cơ thể.
Thu được các kim loại kiềm
Tất cả các kim loại kiềm đều có thể thu được bằng phương pháp điện phân nóng chảy các muối của chúng, tuy nhiên trong thực tế chỉ thu được Li và Na theo cách này do K, Rb, Cs có hoạt tính hóa học cao:
2LiCl \ u003d 2Li + Cl 2
2NaCl \ u003d 2Na + Cl 2
Có thể thu được bất kỳ kim loại kiềm nào bằng cách khử halogenua tương ứng (clorua hoặc bromua), sử dụng Ca, Mg hoặc Si làm chất khử. Các phản ứng được thực hiện trong điều kiện đun nóng (600 - 900C) và trong chân không. Phương trình thu được kim loại kiềm theo cách này ở dạng tổng quát:
2MeCl + Ca \ u003d 2Me + CaCl 2,
trong đó Tôi là một kim loại.
Một phương pháp đã biết để sản xuất liti từ oxit của nó. Phản ứng được thực hiện khi đun nóng đến 300 ° C và trong chân không:
2Li 2 O + Si + 2CaO = 4Li + Ca 2 SiO 4
Có thể nhận được kali bằng phản ứng giữa kali hydroxit nóng chảy và natri lỏng. Phản ứng được thực hiện khi đun nóng đến 440 ° C:
KOH + Na = K + NaOH
Tính chất hóa học của kim loại kiềm
Tất cả các kim loại kiềm đều tương tác tích cực với nước tạo thành hydroxit. Do hoạt tính hóa học cao của các kim loại kiềm, phản ứng tương tác với nước có thể kèm theo một vụ nổ. Lithium phản ứng với nước một cách bình tĩnh nhất. Phương trình phản ứng ở dạng tổng quát:
2Me + H 2 O \ u003d 2MeOH + H 2
trong đó Tôi là một kim loại.
Các kim loại kiềm tương tác với oxy trong khí quyển để tạo thành một số hợp chất khác nhau - oxit (Li), peroxit (Na), superoxit (K, Rb, Cs):
4Li + O 2 = 2Li 2 O
2Na + O 2 \ u003d Na 2 O 2
Tất cả các kim loại kiềm khi đun nóng đều phản ứng với các phi kim loại (halogen, nitơ, lưu huỳnh, photpho, hiđro, ...). Ví dụ:
2Na + Cl 2 \ u003d 2NaCl
6Li + N 2 = 2Li 3 N
2Li + 2C \ u003d Li 2 C 2
2Na + H2 = 2NaH
Kim loại kiềm có khả năng tương tác với phức chất (dung dịch axit, amoniac, muối). Vì vậy, khi kim loại kiềm tương tác với amoniac, amoniac được tạo thành:
2Li + 2NH 3 = 2LiNH 2 + H 2
Tương tác của kim loại kiềm với muối xảy ra theo nguyên tắc sau - chúng chuyển các kim loại kém hoạt động hơn (xem dãy hoạt động của kim loại) khỏi muối của chúng:
3Na + AlCl 3 = 3NaCl + Al
Tương tác của kim loại kiềm với axit là không rõ ràng, vì trong quá trình phản ứng như vậy, ban đầu kim loại sẽ phản ứng với nước của dung dịch axit, và kiềm được tạo thành do tương tác này sẽ phản ứng với axit.
Kim loại kiềm phản ứng với các chất hữu cơ như rượu, phenol, axit cacboxylic:
2Na + 2C 2 H 5 OH \ u003d 2C 2 H 5 ONa + H 2
2K + 2C 6 H 5 OH = 2C 6 H 5 OK + H 2
2Na + 2CH 3 COOH = 2CH 3 COONa + H 2
Phản ứng định tính
Phản ứng định tính với kim loại kiềm là sự tạo màu ngọn lửa bởi các cation của chúng: Li + tạo màu ngọn lửa đỏ, Na + vàng, và K +, Rb +, Cs + tím.
Ví dụ về giải quyết vấn đề
VÍ DỤ 1
