堿金屬奧賽培訓教案
三.單質的化學性質堿金屬可以與水反應。鋰在與水反應中不熔化，鈉與水反應劇烈，反應放出的熱使鈉熔化成小球。鉀與水的反應更劇烈，產生的氫氣能燃燒，銣、銫與水劇烈反應并發生爆炸。鋰與水反應不如鈉劇烈，這是因為（1）鋰的熔點較高，反應時產生的熱量不足以使它熔化，而鈉與水反應時放出的熱可以使鈉熔化，因而固體鋰與水接觸的表面不如液態鈉大；（2）反應產物lioh的溶解度較小，它覆蓋在鋰的表面，阻礙反應的進行。堿金屬在室溫下能迅速地與空氣中的氧反應，所以堿金屬在空氣中放置一段時間后，金屬表面就生成一層氧化物，在鋰的表面上，除了生成氧化物外還有氮化物。na、k在空氣中稍微加熱就燃燒起來，而銣、銫在室溫下遇空氣就立即燃燒。 4li + o2 ==2li2o 6li + n2 ==2li3n 因此堿金屬應保存在煤油中。li因密度小，可以浮在煤油表面上，所以將其浸在液體石蠟或封存在固體石蠟中堿金屬最有興趣的性質之一是它們在液氨中表現得性質。堿金屬的液氨溶液呈藍色，隨著堿金屬溶解量的增加，溶液的顏色變深。當此溶液中鈉的濃度超過1mol/l以后，就在原來深藍色溶液之上出現一個青銅色的新相。再添加堿金屬，溶液就由藍色變成青銅色。如將溶液蒸干，又可以重新得到堿金屬。根據研究認為：在堿金屬的稀氨溶液中堿金屬離解生成堿金屬正離子和溶劑合點子： m(s) + (x+y)nh3(l) m(nh3)+x + e(nh3)--y 因為離解生成氨合陽離子和氨合電子，所以溶液有導電性。此溶液具有高導電性主要是由于有溶劑合電子存在。痕量雜質如過渡金屬的鹽類、氧化物和氫氧化物的存在，以及光化作用都能促進溶液中的堿金屬和液氨之間發生反應而生成氨基化物： na + nh3(l) == nanh2 + 1/2h2堿金屬液氨溶液中的溶劑合電子是一種很強的還原劑。它們廣發應用于無機和有機制備中。四.堿金屬的化合物1.氧化物堿金屬在空氣中燃燒時，只有鋰生成氧化鋰（白色固體）。盡管在缺氧的空氣中可以制得除鋰以外的其它堿金屬普通氧化物，但這種條件不易控制，所以其它堿金屬的氧化物m2o必須采用間接方法來制備。例如，用金屬鈉還原過氧化鈉，用金屬鉀還原硝酸鉀，可以制得氧化鈉（白色固體）和氧化鉀（淡黃色固體）： na2o2 + 2na == 2na2o 2kno3 + 10k == 6k2o + n2 堿金屬氧化物m2o與水化合而生成氫氧化物（moh）： m2o + h2o ==2moh堿金屬氧化物m2o與水反應的程度，從li2o到cs2o依次加強。li2o與水反應很慢，但rb2o和cs2o與水反應時會發生燃燒甚至爆炸。2.過氧化物將鈉加熱至溶化，通入一定量的除去co2的干燥空氣，維持溫度在453~473k之間，鈉即被氧化為na2o，進而增加空氣流量并迅速提高溫度至573~673k，可制得na2o2（淡黃色粉末）： 4na + o2 ===== 2na2o