Урок №50. Оксиды и гидроксиды щелочных металлов. Применение щелочных металлов

Применение щелочных металлов

Литий - подшипниковые сплавы, катализатор

Натрий - газоразрядные лампы, теплоноситель в ядерных реакторах

Калий - соединения калия в качестве "Калийных удобрений"

Рубидий - научно-исследовательские работы

Цезий – фотоэлементы

Оксиды, пероксиды и надпероксиды щелочных металлов

Получение

Окислением металла получается только оксид лития

4Li + O2 → 2Li2O

(в остальных случаях получаются пероксиды или надпероксиды).

Все оксиды (кроме Li2O) получают при нагревании смеси пероксида (или надпероксида) с избытком металла:

Na2O2 + 2Na =t= 2Na2O

KO2 + 3K =t= 2K2O

"Самовозгорание цезия на воздухе"

Химические свойства

Типичные основные оксиды. Реагируют с водой, кислотными оксидами и кислотами:

Li2O + H2O → 2LiOH

Na2O + SO3 → Na2SO4

K2O + 2HNO3→ 2KNO3 + H2O

Пероксид натрия Na2O2

Получение

2Na + O2 → Na2O2

Химические свойства

1. Сильный окислитель:

2NaI + Na2O2 + 2H2SO4 → I2 + 2Na2SO4 + 2H2O

2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2

2. Разлагается водой и растворами кислот:

Na2O2 + 2H2O → 2NaOH + H2O2

Na2O2 + H2SO4 (разб.) = Na2SO4 + H2O2

Надпероксид калия KO2

Получение

K + O2 → KO2

Химические свойства

1. Сильный окислитель:

4KO2 + 2CO2 → 2K2CO3 + 3O2

2. Разлагается водой:

2KO2 + 2H2O → 2KOH + H2O2 + O2

Гидроксиды щелочных металлов – ROH

Белые, кристаллические вещества, гигроскопичны; хорошо растворимы в воде (с выделением тепла). В водных растворах нацело диссоциируют.

NaOH-едкий натр, каустическая сода,

KOH-едкое кали

Получение

1. Электролиз растворов хлоридов:

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2­+ Cl2

2. Обменные реакции между солью и основанием:

K2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + 2KOH

3. Взаимодействие металлов или их основных оксидов (или пероксидов и надпероксидов) с водой:

2Li + 2H2O → 2LiOH + H2

Li2O + H2O → 2LiOH

Na2O2 + 2H2O → 2NaOH + H2O2

NaH + H2O = NaOH + H2

Химические свойства

1. ROH – сильные основания (щелочи) реагируют с кислотными оксидами и кислотами:

2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

NaOH + HCl → NaCl + H2O

Видео «Реакция нейтрализации»

2. Взаимодействуют с солями, если в продуктах образуется нерастворимое основание:

3NaOH + FeCl3 → Fe(OH)3↓+ 3NaCl

Соли

Типично ионные соединения, как правило - хорошо растворимы в воде, кроме некоторых солей лития.

Na2CO3‧10H2O - кристаллическая сода

Na2CO3 - кальцинированная сода

NaHCO3 - питьевая сода

K2CO3 – поташ

Получение соды

О соде

1. Аммиачный способ - насыщение раствора NaCl газами CO2 и NH3

NH3+CO2+H2O=NH4HCO3

NH4HCO3 +NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl

NaHCO3 малорастворим на холоде

2. Кальцинирование - прокаливание:

NaHCO3=t= Na2CO3+CO2+H2O