Элементы I а группы щелочные металлы Вопросы для самостоятельной подготовки

1. Составьте электронные схемы строения атомов I А группы. Какой из этих элементов является более сильным восстановителем? Почему?

2. Как связано положение s-элементов I группы в периодах с величинами их атомных радиусов и ионизационных потенциалов?

3. Кроме водорода s-элементы I группы в виде простых веществ являются металлами. Почему их называют щелочными? Из каких природных соединений, и какими методами их получают?

4. Каковы значения стандартных электродных потенциалов Еº для щелочных металлов? Как объяснить, что в ряду напряжений, т. е. по значению Еº, литий имеет наибольшую, а по значению ионизационного потенциала наименьшую активность по сравнению с другими щелочными металлами?

5. Приведите примеры реакций, иллюстрирующих большую химическую активность щелочных металлов. В каком направлении она усиливается, и по каким причинам.

6. В чем заключаются особенности химии лития по сравнению со свойствами остальных металлов I А группы таблицы Д.И. Менделеева?

7. На чем основаны способы получения щелочных металлов в промышленности?

8. Какие кислородные соединения образуют щелочные металлы при горении на воздухе? Как получают нормальные оксиды натрия, калия, рубидия и цезия?

9. В какой цвет окрашивается бесцветное пламя при внесении в него солей лития, натрия и калия? За что получил свое название рубидий и цезий?

10. Какова растворимость соединений щелочных металлов? Перечислите малорастворимые соединения лития, натрия, калия.

11. Дайте краткую характеристику свойств пероксида натрия и надпероксида калия: а) термическое разложение; б) взаимодействие с водой; в) взаимодействие с кислотами и диоксидом углерода; г) окислительно-восстановительные свойства. Приведите примеры практического применения этих соединений.

12. По какому характеру связей гидриды щелочных металлов называют солеобразными? Как их получают и какие свойства для них характерны? Почему для безбаллонной транспортировки водорода используют только гидрид лития?

13. На чем основан промышленный способ получения гидроксидов щелочных металлов?

14. Через водный раствор гидроксида калия пропускают смесь газообразного йода и йодоводорода. Какие реакции протекают при этом?

15. На чем основан промышленный способ получения соды? Почему называют Na₂CO₃ кальцинированной содой?

16. Гидрокарбонаты натрия и калия используют в сухих огнетушителях. Чем это обусловлено? Приведите уравнения реакций, которые лежат в основе противопожарного действия этих веществ.

17. Сопоставьте температуры плавления и термическую устойчивость солей кислородсодержащих кислот для лития и щелочных металлов. Какие общие выводы при этом можно сделать?

Задания для индивидуальной проверки

1. Напишите уравнения взаимодействия с водой: а) К₂О; б) К₂О₂.

2. Какие из указанных газов: H₂S, H₂, Cl₂, CO₂ – будут поглощаться при пропускании их через раствор гидроксида натрия?

3. Какую реакцию среды показывают растворы солей: КNO₃, K₂S, CH₃COOК? Напишите ионные уравнения гидролиза соответствующих солей.

4. Литий реагирует с сухим азотом только при нагревании, однако в присутствии следов влаги реакция протекает при комнатной температуре. Предложите возможный вариант участия воды в этом процессе.

5. Как можно получить нитриды щелочных металлов?

6. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить переходы:

а) NaCl → NaOH → Na₂CO₃ → NaNO₃ → NaNO₂;

б) NaCl → Na → Na₂O₂ → Na₂O → Na₂SO₄.

7. На примере NаНСО₃ покажите, какие два процесса в растворах гидросолей определяют их реакцию среды, и объясните, почему растворы NаНСО₃ и NаНSО₃ при одинаковых условиях и одной и той же молярной концентрации имеют разные значения рН?

8. Какие соединения называют: каустической содой, кристаллической содой, кальцинированной содой, питьевой содой, поташем? Как получают их в промышленности?

9. Допишите формулы веществ в следующих схемах. Расставьте коэффициенты:

а) Na₂O₂ + KI + H₂SO₄ = …;

б) Na₂O₂ + Fe(OH)₂ + H₂O = …;

в) Na₂O₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ = ….

Окислителем или восстановителем является пероксид натрия в этих реакциях?

10. Допишите уравнения реакций и укажите в каждой из них окислитель и восстановитель:

а) Na + H₂ = …;

б) Li₃N + H₂ = LiH + …;

в) NaH + H₂O = H₂ + ….

11. Какова биологическая роль натрия и калия? Каково практическое применение наиболее важных соединений этих элементов.

Задачи

1. В дыхательном аппарате находится оксилит (пресованная в виде таблеток смесь порошков Na₂O₂ и КO₂, взятых в эквимолекулярных количествах) массой 745 г. Вычислите объемы (н.у.) газов: а) поглощаемого углекислого газа; б) выделяемого кислорода при полном использовании оксилита.

Ответ: а) 168 л, б) 140 л.

2. Вычислите Нº₂₉₈ и Gº₂₉₈ реакции взаимодействия оксида лития с водой, если известно, что:

	Li2O	H2O(ж)	LiOH
Gº298, кДж/моль	– 560,20	– 237,50	– 443,10
Sº298, Дж/К  моль	37,90	69,96	42,80

Ответ: – 95,13 кДж; – 88,5 кДж.

3. Какая соль образуется, если через 0,250 л раствора гидроксида натрия (ρ = 1,438 г/см³) с массовой долей NаОН 40,0% пропустили оксид углерода (IV), полученный при сжигании 20,00 л метана (н. у.). Рассчитайте массу полученной соли.

Ответ: 94,7 г.

4. Смесь хлоридов натрия и калия массой 0,245 г растворили в воде и на полученный раствор подействовали раствором нитрата серебра. В результате реакции образовался осадок массой 0,570 г. Вычислите массовые доли NaCl и KCl в смеси.

Ответ: 78,4%, 21,6%.

5. При прокаливании 63,30 г кристаллогидрата карбоната натрия выделилось 39,60 г воды. Определите формулу кристаллогидрата.

Ответ: Na₂CO₃ · 10 H₂O.

6. Какой объем раствора соды потребуется для полной нейтрализации ортофосфорной кислоты, содержащейся в ее растворе объемом 200,0 мл, если с (1/2 Na₂CO₃) = 2,00 моль(экв)/л, а с (1/3 H₃PO₄) = 3,00 моль(экв)/л.

Ответ: 300 мл.