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
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