По сравнению со щелочноземельными металлами металлы 1 группы главной подгруппы
Обновлено: 28.04.2024
Атомы элементов IА–IIIА групп имеют сходство в строении электронных оболочек и закономерностях изменения свойств, что приводит к некоторому сходству их химических свойств и свойств их соединений.
Металлы IA (первой группы главной подгруппы) также называются «щелочные металлы«. К ним относятся литий, натрий, калий, рубидий, цезий. Франций – радиоактивный элемент, в природе практически не встречается. У всех металлов IA группы на внешнем энергетическом уровне, на s-подуровне в основном состоянии есть один неспаренный электрон:
… ns 1 — электронное строение внешнего энергетического уровня щелочных металлов
Металлы IA группы — s-элементы. В химических реакциях они отдают один валентный электрон, поэтому для них характерна постоянная степень окисления +1.
Рассмотрим характеристики элементов IA группы:
Все щелочные металлы — сильные восстановители. Это самые активные металлы, которые могут непосредственно взаимодействовать с неметаллами. С ростом порядкового номера и уменьшением энергии ионизации металлические свойства элементов усиливаются. Щелочные металлы образуют с кислородом оксиды Э2О. Оксиды щелочных металлов реагируют с водой с образованием основания (щелочи):
Водородные соединения щелочных металлов — это гидриды с общей формулой ЭН. Степень окисления водорода в гидридах равна -1.
Металлы IIA (второй группы главной подгруппы) — щелочноземельные. Раньше к щелочноземельным металлам относили только кальций, стронций, барий и радий, но по решению ИЮПАК бериллий и магний также называются щелочноземельными.
У щелочноземельных металлов на внешнем энергетическом уровне расположены два электрона. В основном состоянии это два спаренных электрона на s-подуровне:
… ns 2 — электронное строение внешнего энергетического уровня элементов IIA группы
Щелочноземельные металлы — s-элементы. Отдавая два валентных электрона, они проявляют постоянную степень окисления +2. Все элементы подгруппы бериллия — сильные восстановители, но восстановительные свойства выражены слабее, чем у щелочных металлов.
Характеристики элементов IIA группы:
Металлы подгруппы бериллия довольно активны. На воздухе они легко окисляются, образуя основные оксиды с общей формулой ЭО. Этим оксидам соответствуют гидроксиды Э(ОН)2.
Первый элемент IIA группы, бериллий, по большинству свойств гораздо ближе к алюминию (диагональное сходство). Это проявляется в свойствах бериллия. Например, он не взаимодействует с водой. Магний взаимодействует с водой только при нагревании. Кальций, стронций и барий — это типичные металлы. Они реагируют с водой при обычных условиях.
Элементам IIA группы соответствуют гидриды с общей формулой ЭН2.
Элементы IIIA (третьей группы главной подгруппы) — это бор, алюминий, галлий, индий, таллий и нихоний. В основном состоянии содержат на внешнем энергетическом уровне три электрона, которые распределены по s- и р-подуровням:
… ns 2 nр 1 — электронное строение внешнего энергетического уровня элементов IIIA группы
Все элементы подгруппы бора относятся к р-элементам. В химических соединениях проявляются степень окисления +3. Хотя для таллия более устойчивая степень окисления +1.
Металлические свойства у элементов подгруппы бора выражены слабее, чем у элементов IIA подгруппы. Элмент бор относится к неметаллам. Энергия ионизации атома у бора наибольшая среди элментов IIIA подгруппы. Алюминий относится к типичным металлам, но оксид и гидроксид алюминия проявляют амфотерные свойства. У таллия более сильно выражены металлические свойства, в степени окисления +1 он близок по свойствам к щелочным металлам. Наибольшее практическое значение среди элементов IIIA подгруппы имеет алюминий.
Тест по химии, 9 класс
тест по химии (9 класс) по теме
За лето ребенок растерял знания и нахватал плохих оценок? Не беда! Опытные педагоги помогут вспомнить забытое и лучше понять школьную программу. Переходите на сайт и записывайтесь на бесплатный вводный урок с репетитором.
Вводный урок бесплатно, онлайн, 30 минут
Предварительный просмотр:
Мониторинг по химии 9 класс
Фамилия и имя _________________________ класс____________ школа_________________
А 1 . В атомах элементов II группы главной подгруппы на последнем слое:
А) 1 электрон; Б) 2 электрона;
В) 3 электрона; Г) 4 электрона.
А 2 . Среди элементов есть металл, оксиды и гидроксиды которого проявляют амфотерный характер. Это элемент:
А) Be Б) Mg В) Ca Г) Sr
А 3 . В химических реакциях металлы II группы главной подгруппы II группы главной подгруппы:
А) окислители, Б) восстановители, В) окислители и восстановители.
А 4 . По сравнению со щелочными металлами металлы II группы главной подгруппы:
А) более химически активные; Б) менее активные;
В) равной активности.
С 1 . Составьте уравнения химических реакций согласно схеме:
Ca ---- CaO ---- Ca(OH) 2 ----- CaCO 3 ----- CaCl 2
Укажите тип каждой химической реакции; реакцию №1 разберите как окислительно-восстановительный процесс; для реакции №4 составьте полное и сокращенное ионные уравнения.
С 2 . Решить задачу:
Какой объём SO 2 может быть получен при сжигании 1,6 г S, если выход продукта составляет 80% от теоретически возможного.
А 1 . В атомах элементов I группы главной подгруппы на последнем слое:
А) Al Б) In В) Tl Г) B
А 3 . В химических реакциях металлы I группы главной подгруппы:
А 4 . По сравнению со щелочноземельными металлами металлы I группы главной подгруппы:
А 5 . Какой из металлов при взаимодействии с кислородом образует пероксид:
А) Li ; Б) Са ; В) Na С) Mg
Li ---- Li 2 O ---- Li OH ----- Li 3 PO 4
Какой объём Н 2 может быть получен при растворении в воде 11,5 г Na, если выход водорода составляет 95% от теоретически возможного.
Ответы на мониторинговую работу в 9 классе (2 четверть)
Часть А оценивается в 1 балл каждый правильно выполненный ответ ( всего 4 балла)
тест по теме "металлы"
тест по химии (11 класс) на тему
Электронная формула атома магния:
1)1s 2 2s 2 2) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 4) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2
В каком ряду химические элементы расположены в порядке усиления металлических свойств?
1) Na, Mg, Al 2) Al, Mg, Na 3) Ca, Mg, Be 4) Mg, Be, Ca
Металл, обладающий самой высокой электропроводностью, - это
1) железо 2) медь 3) серебро 4) алюминий
Наиболее энергично взаимодействует с водой:
1) калий 2) натрий 3) кальций 4) магний
Гидроксид цинка взаимодействует с каждым из двух веществ:
1) HCl и CO 2 2) NaOH и H 2 SO 4 3) SiO 2 и KOH 4) NaNO 3 и H 2 SO 4
Методы переработки руд, основанные на восстановлении металлов из оксидов при высоких температурах, называются: 1) гидрометаллургия 2) пирометаллургия 3) электрометаллургия 4) гальваностегия
А 7 . В атомах элементов II группы главной подгруппы на последнем слое:
А 8 . Среди элементов есть металл, оксиды и гидроксиды которого проявляют амфотерный характер. Это элемент:
А 9 . В химических реакциях металлы II группы главной подгруппы II группы главной подгруппы:
А 10 . По сравнению со щелочными металлами металлы II группы главной подгруппы:
А 11 . В атомах элементов I группы главной подгруппы на последнем слое:
А 12 . Среди элементов есть металл, оксиды и гидроксиды которого проявляют амфотерный характер. Это элемент:
А 13 . В химических реакциях металлы I группы главной подгруппы:
А 14 . По сравнению со щелочноземельными металлами металлы I группы главной подгруппы:
А 15. Какой из металлов при взаимодействии с кислородом образует пероксид:
Установите соответствие между веществами, вступающими в реакцию и продуктами их взаимодействия
РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ
А) СаO + CO 2 1) Ca(OH) 2
Б) Ca(OH) 2 + SO 2 2) CaCO 3 + H 2 O
3) CaSO 4 + H 2 O
Г) Ca (HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 4) Ca(OH) 2 + H 2
5) CaSO 3 + H 2 O
С1. Составьте уравнения химических реакций согласно схеме:
Ca ---- CaO ---- Ca(OH)2 ----- CaCO3 ----- CaCl2
С2. Решить задачу:
Какой объём SO2 может быть получен при сжигании 1,6 г S.
С3. Составьте уравнения химических реакций согласно схеме:
Li ---- Li 2O ---- Li OH ----- Li 3PO 4
С4. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: FeFeCl 3 Fe(OH) 3 Fe 2 O 3 FeFeCl 2 . Переход 4 рассмотрите в свете ОВР; переходы 2 и 5 - с позиции электролитической диссоциации.
C5. При взаимодействии 12 г технического магния, содержащего 5% примесей, с избытком соляной кислоты, выделилось 10 л водорода (н.у.). Вычислите массу соляной кислоты.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Тесты по русскому языку, итоговый тест для 5 класса, тест "Выразительные средства", уроки по произведениям Воронковой и Чивилихина
Тренировочные тесты для подготовки к ЕГЭ. Можно использовать в качестве контрольной работыТест для отработки знаний задания В8Итоговый тест для 5 классаМетодические разработки уроков по произведениям .
Мастер класс «Создание тестов с помощью конструктора тестов RomeXoftMultiTesterSystem 3.3»
Мастер класс «Создание тестов с помощью конструктора тестов RomeXoftMultiTesterSystem 3.3» Ознакомиться педагогов с программой «RomeXoftMultiTesterSystem 3.3” и дать им первоначальные.
Тест по физике_Итоговый тест. Законы электрического тока
Тест по физике для учащихся 8 класса, обучающихся по учебнику А. В. Перышкина. Тема: итоговый - Законы электрического тока. Работа выполнена в программе MyTest.
Тесты. Виды тестов
Важнейший элемент рейтиноговой системы - тестирование. Тесты позволяют в кротчайший срок проверить знания больших групп учащихся, выявить пробелы при изложении учебного материала, применить методы мет.
ЕГЭ английский Тест toefl Тест ielts CAE tests Тесты по аудированию Тесты по чтению Словарный запас Что нужно знать для успешной сдачи ЕГЭ
Тест toeflТест ieltsCAE testsТесты по аудированиюТесты по чтениюСловарный запас Что нужно знать для успешной сдачи ЕГЭЧему бы ни учился человек на протяжении всей своей жизни, его всегда бу.
Тест по повести А.С.Пушкина "Капитанская дочка",тест по лирике поэтов ХХ века о Великой Отечественной войне и итоговый тест по курсу литературы 8 класса.
Тесты рекомендуются как итоговый контроль.
Урок по технологии. "Блюда из теста. Понятие о разных видах теста. Песочное тесто"
Разработка урока по теме "Блюда из теста. Понятие о разных видах теста. Песочное тесто".
Проверочная работа по химии 9 класс за 1 четверть
Цель – проверка ЗУН по темам: химический элемент, электронное строение атомов металлов, химические свойства простых веществ и их соединений, учение о химическом равновесии, решение задач; ОВР;ТЭД.
Данная работа составлена в соответствии со стандартом основного общего образования по химии. УМК О.С. Габриелян
| Вложение | Размер |
|---|---|
| proverochnaya_rabota_po_himii_9_klass_za_1_chetvert.doc | 85 КБ |
Проверочная работа по химии 9 класс за 1 четверть.
Цель – проверка ЗУН по темам: химический элемент, электронное строение атомов металлов, химические свойства простых веществ и их соединений, учение о химическом равновесии, решение задач; ОВР;ТЭД.
Выберите один правильный ответ из четырех предложенных:
А1 . В атомах элементов II группы главной подгруппы на последнем энергетическом уровне:
А2 . Среди элементов есть металл, оксиды и гидроксиды которого проявляют амфотерный характер. Это элемент:
А3 . В химических реакциях металлы II группы главной подгруппы :
А4. . По сравнению со щелочными металлами металлы II группы главной подгруппы:
А5 . Атомную кристаллическую решетку имеет А) железо Б) оксид углерода (IV) В) оксид кремния (IV) Г) водород
А6. Во фразе «зубная паста с фтором» речь идет о: А) химическом элементе; Б) простом веществе; В) атомах фтора; Г) молекулах фтора.
А7. Атому неметалла с наибольшим радиусом соответствует электронная конфигурация А) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 Б) 1s 2 2s 2 2p 4 В) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 Г) 1s 2 2s 2 2p 2
А8. Степень диссоциации уксусной кислоты в растворе уменьшится при А) нагревании раствора Б) разбавлении раствора В) введении в раствор сильной кислоты Г) добавлении в раствор хлорида натрия
А9. . Веществом молекулярного строения является А) хлорид натрия Б) графит В) оксид углерода (IV)) Г) оксид калия
А10. Схеме превращения N -3 → N 0 соответствует уравнение реакции А) N 2 + 3H 2 → 2NH 3 Б) N 2 + O 2 → 2NO В) 4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O Г) 4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O
А11. Необратимо протекает реакция ионного обмена между растворами А)хлорида натрия и азотной кислоты Б) нитрата серебра и хлорида железа(3) В) серной кислоты и сульфата аммония Г) карбоната натрия и гидроксида калия
В1. Установите соответствие между формулой соли и типом гидролиза этой соли.
ФОРМУЛА СОЛИ ТИП ГИДРОЛИЗА
1) FeCl 2 А) по катиону
2) Al 2 S 3 Б) по аниону
3) (CH 3 COO) 2 Cu В) по катиону и аниону
4) (CH 3 COO) 2 Ва
А2 . В атомах элементов I группы главной подгруппы на последнем энергетическом уровне:
А2. Среди элементов есть металл, оксиды и гидроксиды которого проявляют амфотерный характер. Это элемент:
А3 . В химических реакциях металлы I группы главной подгруппы:
А4 . По сравнению со щелочноземельными металлами металлы I группы главной подгруппы:
А5. Какой из металлов при взаимодействии с кислородом образует пероксид:
А6. Веществом молекулярного строения является А) хлорид натрия Б) графит В) оксид углерода (IV)) Г) оксид калия
А7. Для разделения несмешивающихся жидкостей используют: А) делительную воронку; Б) обычную воронку; В) ступку и пестик; Г) круглодонную колбу и холодильник.
А8. Атому неметалла с наибольшим радиусом соответствует электронная конфигурация А) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 Б) 1s 2 2s 2 2p 4 В) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 Г) 1s 2 2s 2 2p 2
А9 . Атомную кристаллическую решетку имеет А) железо Б) оксид углерода (IV) В) оксид кремния (IV) Г) водород
А10. Схеме превращения N 0 → N +2 соответствует уравнение реакции А) N 2 + 3H 2 → 2NH 3 Б) N 2 + O 2 → 2NO В) 4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O Г) 4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O А11. Необратимо протекает реакция ионного обмена между растворами А)хлорида натрия и азотной кислоты Б) нитрата серебра и хлорида железа(3) В) серной кислоты и сульфата аммония Г) карбоната натрия и гидроксида калия
В1 . Установите соответствие между схемой химической реакции и изменением степени окисления (СО) окислителя.
СХЕМА РЕАКЦИИ ИЗМЕНЕНИЕ СО ОКИСЛИТЕЛЯ
2) FeCl 2 + Cl 2 → FeCl 3 Б) 2J - → J 2
3) KClO 4 → KCl + O 2 В) Fe 3+ → Fe 2+
4) Fe 3 O 4 + HJ → FeJ 2 + J 2 + H 2 O Г) 2O -2 → O 2
Ответы на мониторинговую работу в 9 классе
Содержание верного ответа и указание оценивания
(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)
Ca ---- CaO ---- Ca(OH) 2 ----- CaCO 3 ----- CaCl 2
Ca 0 - 2 e → Ca +2 /2 – (восстановить – окисляется)
2O 0 +4 e→ O -2 /1 – (окислитель – восстанавливается)
- CaO + Н 2 О= Ca(OH) 2
- Ca(OH) 2 + Н 2 СО 3 = CaCO 3 + 2 Н 2 О
- CaCO 3 + 2НСl= CaCl 2 + СО 2 + Н 2 О
CaCO 3 + 2H + +2 Cl - = Ca 2+ +2Cl - + Н 2 О
CaCO 3 + 2H + = Ca 2+ + Н 2 О
Ответ включает все названные выше элементы, не содержит химических ошибок
Ответ включает 4 уравнения реакций, но выполнено одно из предложенных заданий. Ответ не содержит химических ошибок
Каждое уравнение без химических ошибок оценивается в 1 балл
Каждое правильно выполненное из предложенных заданий оценивается в 1 б.
С 2 . Оценивается в 3 балла ( каждый из шагов в 1 балл)
- S + O 2 = SO 2
- Вычисляем по уравнению реакции объём SO 2 - это объём теоретический
Из 1 моль S получаем 1 моль SO 2 - по уравнению реакции,
при окислении 32 г S получаем 22,4 л SO 2,
а при окислении 1,6 г S получаем х л SO 2
х = 1,6*22,4/32 = 1,12 (л)
- Найдём практический объём по формуле W = V T / V П , V П = V T * W
V П (SO 2 ) = 1,12 * 0,8 = 0,896 (л)
Ответ: V(SO 2 )= 0,896 л
Элементы ответа: Li ---- Li 2 O ---- Li OH ----- Li 3 PO 4
- 4Li + O 2 = 2 Li 2 O
- Li 0 - 1 e → Li +1 /4 – (восстановить – окисляется)
- 2O 0 +4 e→ O -2 /1 – (окислитель – восстанавливается)
- Li 2 O + Н 2 О= 2LiOH
- 3 LiOH + Н 3 PO 4 = Li 3 PO 4 + 3 Н 2 О
3 Li + + 3 OH - +3H + + PO 4 3- = Li 3 PO 4 + 3 Н 2 О
Ответ включает 3 уравнения реакций, но выполнено одно из предложенных заданий. Ответ не содержит химических ошибок
Щелочные металлы. Химия щелочных металлов и их соединений
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: ns 1 , 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, галит — NaCl — 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 температуры 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:
Li — карминно-красный
Na — жѐлтый
K — фиолетовый
Rb — буро-красный
Cs — фиолетово-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:
Остальные щелочные металлы реагируют с азотом при нагревании.
1.5. Щелочные металлы реагируют с углеродом с образованием карбидов, преимущественно ацетиленидов:
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.
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:
2K 0 + H2 + O = 2 K + OH + H2 0
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:
2.4. Щелочные металлы реагируют с азотной кислотой. При взаимодействии с концентрированной азотной кислотой образуется оксид азота (I):
С разбавленной азотной кислотой образуется молекулярный азот:
При взаимодействии щелочных металлов с очень разбавленной азотной кислотой образуется нитрат аммония:
2.5. Щелочные металлы могут реагировать даже с веществами, которые проявляют очень слабые кислотные свойства . Например, с аммиаком, ацетиленом (и прочими терминальными алкинами), спиртами , фенолом и органическими кислотами .
Например , при взаимодействии лития с аммиаком образуются амиды и водород:
Ацетилен с натрием образует ацетиленид натрия и также водород:
Н ─ C ≡ С ─ Н + 2Na → Na ─ C≡C ─ Na + H2
Фенол с натрием реагирует с образованием фенолята натрия и водорода:
Метанол с натрием образуют метилат натрия и водород:
Уксусная кислота с литием образует ацетат лития и водород:
2СH3COOH + 2Li → 2CH3COOLi + H2↑
Щелочные металлы реагируют с галогеналканами (реакция Вюрца).
Например , хлорметан с натрием образует этан и хлорид натрия:
2.6. В расплаве щелочные металлы могут взаимодействовать с некоторыми солями . Обратите внимание! В растворе щелочные металлы будут взаимодействовать с водой, а не с солями других металлов.
Например , натрий взаимодействует в расплаве с хлоридом алюминия :
3Na + AlCl3 → 3NaCl + Al
Оксиды щелочных металлов
Оксиды щелочных металлов (кроме лития) можно получить только к освенными методами : взаимодействием натрия с окислителями в расплаве:
1. О ксид натрия можно получить взаимодействием натрия с нитратом натрия в расплаве:
2. Взаимодействием натрия с пероксидом натрия :
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):
Оксид натрия взаимодействует с амфотерным оксидом алюминия:
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.
Пероксиды щелочных металлов
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:
При нагревании пероксиды диспропорционируют в воде, образуются щелочь и кислород:
2. Пероксиды диспропорционируют при взаимодействии с кислотными оксидами .
Например , пероксид натрия реагирует с углекислым газом с образованием карбоната натрия и кислорода:
3. При взаимодействии с минеральными кислотами на холоде пероксиды вступают в обменную реакцию. При этом образуются соль и перекись водорода:
При нагревании пероксиды, опять-таки, диспропорционируют:
4. Пероксиды щелочных металлов разлагаются при нагревании, с образованием оксида и кислорода:
5. При взаимодействии с восстановителями пероксиды проявляют окислительные свойства.
Например , пероксид натрия с угарным газом реагирует с образованием карбоната натрия:
Пероксид натрия с сернистым газом также вступает в ОВР с образованием сульфата натрия:
6. При взаимодействии с сильными окислителями пероксиды проявляют свойства восстановителей и окисляются, как правило, до молекулярного кислорода.
Например , при взаимодействии с подкисленным раствором перманганата калия пероксид натрия образует соль и молекулярный кислород:
Гидроксиды щелочных металлов (щелочи)
1. Щелочи получают электролизом растворов хлоридов щелочных метал-лов:
2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2
2. При взаимодействии щелочных металлов, их оксидов, пероксидов, гидридов и некоторых других бинарных соединений с водой также образуются 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
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:
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 образованием фосфатов, гидрофосфатов или дигидрофосфатов:
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 образованием карбонатов или гидрокарбонатов:
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:
А вот в присутствии окислителя, например, молекулярного кислорода, образуется только одна соль — нитрат, т.к. азот +4 только повышает степень окисления:
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:
в растворе образуется комплексная соль — тетрагидроксоалюминат:
Еще пример : гидроксид натрия с гидроксидом алюминия в расплаве образут также комплексную соль:
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:
5. Щелочи взаимодействуют с простыми веществами-неметаллами (кроме инертных газов, азота, кислорода, водорода и углерода).
При этом кремний окисляется щелочами до силиката и водорода:
Фтор окисляет щелочи. При этом выделяется молекулярный кислород:
Другие галогены, сера и фосфор — диспропорционируют в щелочах:
Сера взаимодействует с щелочами только при нагревании:
6. Щелочи взаимодействуют с амфотерными металлами , кроме железа и хрома . При этом в расплаве образуются соль и водород:
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 нитриты и кислород. Исключение — нитрат лития. Он разлагается на оксид лития, оксид азота (IV) и кислород.
Например , нитрат натрия разлагается при нагревании на нитрит натрия и молекулярный кислород:
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:
Сильные окислители окисляют нитриты до нитратов.
Например , перманганат калия в кислой среде окисляет нитрит натрия до нитрата натрия:
Читайте также: