【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實的學(xué)酥重新自修以查漏補缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的備注。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。??

第二章堿金屬?

§2-2鈉和鉀

鈉和鉀的物理性質(zhì)

【01】鈉和鉀的物理性質(zhì)列表如下：

【02】鈉和鉀的銀白色的美麗光澤只當(dāng)新切開的表面上可以看到，通常見到的是一種淡黃色蠟狀固體，這是由于鈉、鉀非常容易氧化，它們的表面常帶有一層氧化物的緣故。鈉和鉀是金屬中最軟的，很容易切割開來.它們比水輕，所以在用來制取氫氣時，能浮在水面上游動，并由于熔點低，反應(yīng)熱就能把它們?nèi)刍蓤A珠狀（參見后面圖2·1）。

鈉和鉀的化學(xué)性質(zhì)

【03】從本質(zhì)上來說，一切有鈉和鉀參與的化學(xué)反應(yīng)，都是它們放出1個電子，轉(zhuǎn)移給別種元素的原子或離子的過程：

【04】鉀原子比鈉原子更容易放出電子，所以鉀的化學(xué)活動性比鈉更強。一般說來，反應(yīng)都是很劇烈的。

1、跟氧的反應(yīng)

【05】在常溫下，鈉、鉀跟氧氣迅速化合，生成氧化物：

【06】即使在空氣里，這個反應(yīng)也迅速進行，所以保存鈉、鉀時必須和空氣隔絕。常用的方法是：大量的鈉用密封鋼筒存儲；小量的鈉則可浸在煤油里。

【07】在加熱的條件下，鈉、鉀在空氣里即燃燒，在純氧里燃燒將更猛烈。燃燒時鈉呈現(xiàn)黃色火焰，鉀呈現(xiàn)紫色火焰；生成黃色粉末狀的過氧化鈉Na?O?和過氧化鉀K?O?。這在后面一節(jié)（§2-3）里將詳細講到。

2、跟氯氣及其他非金屬的反應(yīng)

【08】鈉和鉀都能跟氯氣猛烈反應(yīng)，在常溫下就能燃燒起來，生成氯化物：

【09】鈉或鉀跟其他許多非金屬反應(yīng)也很猛烈，例如，跟硫反應(yīng)時就會發(fā)生爆炸。

3、跟水的反應(yīng)

【10】鈉在常溫就能跟水反應(yīng)置換出氫氣。

【11】用鑷子取一小塊鈉（除去鈉塊外面的煤油），把它投入水里，鈉塊立即熔化成銀白色小球，浮在水面上，迅速地向各個方向游動，發(fā)出嘶嘶響聲，鈉球逐漸變小，最后消失。這個現(xiàn)象，是由于因反應(yīng)熱而熔化成的鈉小球跟水接觸處發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生氫氣，把鈉球向上推動，但各部位所產(chǎn)生的氫氣的量不等，推動力不均衡所導(dǎo)致的。有鈉小球時反應(yīng)過份劇烈，可能會把鈉小球和水液推出容器，所以最好用一只漏斗把反應(yīng)容器罩起來（如圖2·1）。

【12】如果要檢驗所產(chǎn)生的氫氣，可把一只試管套在漏斗管上收集。反應(yīng)結(jié)束后，在溶液里加入幾滴酚酞指示劑，溶液就顯示紅色?？梢宰C明溶液里已生成了堿。

【13】反應(yīng)的實質(zhì)，可用下面的離子方程式表示：

【14】不難理解，由于鈉的活動性比氫強（參見(§1-2)金屬活動性順序）【山注，化3-1-02第12段，CV21855620】，所以電子自鈉原子轉(zhuǎn)移給氫離子。

【15】鉀跟水的反應(yīng)也是這樣，只是因為它比鈉更活動，所以反應(yīng)更猛烈，致使溫度升高，往往導(dǎo)致生成的氫氣發(fā)火燃燒。

4、跟酸的反應(yīng)

【16】鈉、鉀跟酸溶液反應(yīng)的本質(zhì)和跟水反應(yīng)的本質(zhì)相同，但反應(yīng)更猛烈得多，這是由于酸溶液里的氫離子濃度比水里大，所以電子轉(zhuǎn)移得更容易的緣故。例如，鈉跟鹽酸溶液反應(yīng)是：

【17】由于上述的一些反應(yīng)里都包括電子的轉(zhuǎn)移過程，所以它們都是氧化-還原反應(yīng)。在這些反應(yīng)里，鈉和鉀是還原劑，非金屬原子和氫離子是氧化劑。

鈉、鉀在自然界的存在

【18】從上述的鈉和鉀的化學(xué)性質(zhì)來看，它們不可能以游離態(tài)存在于自然界里，只能以化合態(tài)存在。鈉的化合物在自然界里分布很廣，數(shù)量也很多，主要以氯化鈉的形式存在在海水、咸水湖里和巖層中。人類大量地從那里把它制取出食鹽。此外，還有硫酸鈉、硝酸鈉等鈉的鹽類。鉀的化合物在自然界里存在的數(shù)量也不少，但大都是組成很復(fù)雜的巖石，如長石、云母等。簡單鉀鹽如氯化鉀等的礦床不多。鉀是植物體內(nèi)的一種重要元素，植物從土壤的養(yǎng)分里吸收得到。因此陸生植物和海藻燃燒后的灰分里都含有碳酸鉀。

鈉、鉀的制取和用途

【19】由于鈉、鉀本身是強還原劑，一般還原劑不可能把它們從化合物里還原出來，因此工業(yè)上用電解法制取。最初用氫氧化鈉或氫氧化鉀作原料，在熔融狀態(tài)下電解，反應(yīng)如下：

【20】合并成總的化學(xué)反應(yīng)為：

【21】現(xiàn)在已改用氯化鈉或氯化鉀為原料進行電解了，在陽極同時得到氯氣。

【22】鈉和鉀的單質(zhì)現(xiàn)在也有多方面的用途。例如在有機物合成中作還原劑或催化劑；制造某些合金；制取某些化合物，如氰化鈉NaCN、過氧化鈉Na?O?等。

習(xí)題2-2

1、畫出鈉和鉀的原子結(jié)構(gòu)以及離子結(jié)構(gòu)的圖式，舉出它們的原子變成離子的反應(yīng)各二例。

2、根據(jù)鈉和鉀的原子結(jié)構(gòu)，解釋為什么它們都是強的還原劑？為什么鉀的化學(xué)性質(zhì)比鈉活動？從哪些實驗或事例可以證明？

3、怎樣保存鈉或鉀？為什么？

4、金屬鈉或鉀著火時為什么不能用水滅火？

5、現(xiàn)有一塊金屬鈉和一塊金屬鉀，怎樣鑒別它們？

6、從鈉和鉀的化學(xué)性質(zhì)推論其他堿金屬的化學(xué)性質(zhì)：

(1)跟氧氣化合的能力；

(2)氧化物水化物的性質(zhì)；

(3)跟水的置換反應(yīng)。

7、金屬鈉跟熔融冰晶石Na?AlF?反應(yīng)，可得到金屬鋁和氟化鈉。試說明鈉原子發(fā)生什么變化？哪一種原子或離子是氧化劑？哪一種原子或離子是還原劑？[提示：冰晶石熔化后，電離生成鈉離子、鋁離子和氟離子，它跟鈉發(fā)生置換反應(yīng)]

8、寫出電解熔融氫氧化鉀制取鉀的化學(xué)方程式。

9、為什么制取金屬鈉或鉀時，必須用它們的熔融狀態(tài)的堿或鹽進行電解，而不用它們的堿或鹽的水溶液？試舉例說明。

10、在100克水里加入4.6克鈉，能生成多少克分子氫氧化鈉？溶液的百分比濃度是多少？[提示：水跟鈉起反應(yīng)，消耗了一部分水，因此反應(yīng)后溶液總重量是剩余的水重量和生成的氫氧化鈉的重量]【0.2克分子氫氧化鈉（山注，0.2mol），溶液的百分比濃度是7.65%】

11、1克鉀跟水反應(yīng)，放出250毫升氫氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。試求金屬鉀的純度?！?7%】