А. ОНХ экзамен

1. Щелочные металлы (ia):

Общая характеристика и химические свойства щелочных металлов.

Металлы подгруппы IA периодической системы элементов (Li,Na,К,Rb,Cs,Fr) называются щелочными.

Щелочные металлы относятся к наиболее электроположительным элементам.

Реагируют с компонентами воздуха, поэтому их хранят в керосине или минеральном масле.

В соединениях с други­ми элементами для металлов подгруппы IA типична степень окисления + 1. Электронная конфигурация – ns1.

С ростом числа электронных слоев и увеличением радиусов энергия ионизации атомов уменьшается. Вследствие этого химическая активность элементов в подгруппах увеличивается с ростом их порядкового номера.

С малой энергией ионизации связан характерный для них фотоэффект, а также окрашивание их солями пламени газовой горелки.

Li - красный

Na - желтый

K - фиолетовый

Rb - розовый

Cs - голубой

Благодаря легкой отдаче наружных электронов щелочные металлы образуют соединения преимуществен­но с ионной связью.

Химические свойства:

1. Окисление кислородом воздуха:

4Li+O2 = 2Li2O - оксид 2Na+O2 = Na2O2 - пероксид K+O2 = KO2 (такие же с Rb,Cs) - надпероксид 2KOH (конц.)+2O3 = 2KO3+H2O+O2 - озонид

2. Химические свойства надпероксидов и пероксидов:

Na2O2+H2O = 2NaOH+H2O2 (холодный) 2KO2+2H2O = 2KOH+H2O2+O2 (холодный) 4KO2+2CO2 = 2K2CO3+3O2

3. Сильные окислители при сплавлении. Реакция плава-щелочная:

Zn+Na2O2 = Na2ZnO2 Al+KO2 = KAlO2 MnO2+Na2O2 = Na2MnO4

Получение:

1. Получение пероксида лития:

2LiOH+H2O2+H2O = 2LiOOH*3H2O 2LiOOH*3H2O = Li2O2+4H2O+1/2O2 (300C)

2. Получение оксидов щелочных металлов (кроме Li):

Na2O2+2Na = 2Na2O 2NaOH+2Na = 2Na2O+H2 2NaNO2+6Na = 4Na2O+N2 5NaN3+NaNO3 = 3Na2O+8N2

3. Взаимодействие с водой (бурно для всех металлов, но интенсивность взаимодействия увеличивается от лития к цезию):

2М+2H2O = 2MOH+H2

4. Реакция со спиртом (используется для утилизации остатков ЩМ):

2Na+2C2H5OH = 2C2H5ONa+H2

5. Образование озонидов ЩМ:

6KOH+4O3 = 2KOH*H2O+O2+4KO3

6. Взрывчаты и склонны к разложению:

2RbO3 = 2RbO2+O2 4CsO3+2H2O = 4CsOH+5O2

7. Окисляются галогенами:

2Na+Cl2=2NaCl

8. Способны к образованию солеподобных гидридов:

2Na+H2 = 2NaH NaH+H20 = NaOH+H2

9. Взаимодействую с кислотами (обычно не проводят, в связи с бурным протеканием):

8Na+10HNO3 = 8NaNO3+N2O+5H2O

Особенности соединений лития по сравнению с соединениями других щелочных металлов.

Только литий при обычных условиях образует оксид:

2Li+O2 = 2Li2O

Только литий из ЩМ реагирует в сравнительно мягких условиях с N2 и C, образуя Li3N и Li2C2

У Li+ больше малорастворимых солей (фторид, карбонат, силикат и ортофосфат)

Гидроксид и карбонат Li термически неустойчивы:

2LiOH = Li2O+H2O (t) Li2CO3 = Li2O+CO2 (t)

Особый путь разложения нитрата

4LiNO3 = 2Li2O+4NO2+O2 (t)

Li не образует квасцов

Йодид Li растворим в воде и в ацетоне

Гидриды, оксиды, пероксиды, гидроксиды щелочных металлов: химическая связь в соединениях, получение и свойства.

Ионная химическая связь везде

В пероксидах есть так же ковалентная неполярная между O-O

Гидриды:

Получение:

2Na+H2 = 2NaH

Химические войства:

NaH+H2O = NaOH+H2 2NaH+O2 = 2NaOH NaH+HCl = NaCl+H2

Оксиды:

Получение:

Для всех ЩМ, кроме Li:

Na2O2+2Na = 2Na2O 2NaOH+2Na = 2Na2O+H2 2NaNO2+6Na = 4Na2O+N2 5NaN3+NaNO3 = 3Na2O+8N2

Для Li:

4Li+O2=2Li2O

Химические свойства:

Li2O+H2O = 2LiOH K2O+CO2 = K2CO3 Na2O+2HCl = 2NaCl+H2OX?

Пероксиды:

Получение:

2Na+O2 = Na2O2 только для Na 2LiOH+H2O2+H2O = 2LiOOH*3H2O 2LiOOH*3H2O = Li2O2+4H2O+1/2O2 2KO2 = K2O2+O2 (Rb,Cs)

Химические свойства:

2Na2O2 = 2Na2O+O2 Na2O2+2H2O = 2NaOH+H2O2 (холодный) 2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2 (горячий) 2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2 2Na2O2+S = Na2SO3+Na2O 5Na2O2+8H2SO4 +2KMnO4 = 5O2+2MnSO4+8H2O+5Na2SO4+K2SO4

Гидроксиды:

Получение:

2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2+Cl2 (электролиз) K2CO3+Ca(OH)2 = CaCO3+2KOH 2Li+2H2O = 2LiOH+H2

Химические свойства:

2KOH+CO2 = K2CO3+H2O 2NaOH+CO2 = Na2CO3+H2O LiOH+HCl = LiCl+H2O (реагируют с кислотными оксидами и кислотами) Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O (холодный) 6NaOH+3Cl2 = NaClO3+5NaCl+3H2O (горячий) NaOH+I2 = NaI+NaIO3+H2O (всегда)

Получение натрия, гидроксида натрия и карбоната натрия в промышленности.

2NaCl = 2Na+Cl2 (электролиз) 2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2+Cl2 (электролиз)

Метод Сольве:

CaCO3 = CaO+CO2 CaO+H2O = Ca(OH)2 Ca(OH)2+2NH4Cl= 2NH3+CaCl2+2H2O NaCl+CO2+NH3+H2O = NH4Cl+NaHCO3 2NaHCO3 = Na2CO3+CO2+H2O

Взаимодействие с растворами щелочей: а) амфотерных металлов: б) неметаллов; в) кислотных оксидов; г) амфотерных оксидов.

А)

Б) Неметаллы, за исключением галогенов, не реагируют с растворами щелочей:

4F2+6NaOH = OF2+6NaF+3H2O+O2 Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O (холодный) 6NaOH+3Cl2 = NaClO3+5NaCl+3H2O (горячий) NaOH+I2 = NaI+NaIO3+H2O (всегда)

В) Кислотные оксиды растворяются в щелочах с образованием соли и воды:

SO3+2NaOH = Na2So4+H2o CO2+2NaOH = Na2CO3+H2O SO2+2NaOH = Na2SO3+H2O 2NO2+2NaOH = NaNO2+NaNO2+H2O

Г) Амфотерные оксиды реагируют с сильными щелочами, проявляя кислотные свойства, например:

ZnO+H2O+2NaOH = Na2[Zn(OH)4] Al₂O₃+2NaOH+3H₂O = 2Na[Al(OH)₄]