碱金属·典型例题
能力素质
例1 已知相对原子质量：Li 6.9，Na 23，K 39，Rb 85。

今有某碱金属M 及其氧化物M2O组成的混合物10.8 g，加足量水充分反应后，溶液经蒸发和干燥得固体16 g，据此可确定碱金属M是
[ ] A．Li
B．Na
C．K
D．Rb
解析设M的相对原子质量为A，当设混合物全是碱金属或全是碱金属氧化物时有如下关系：
2M＋2H2O＝2MOH＋H2↑
10.8 g→10.8×[(A＋17)/A]g
M2O＋H2O＝2MOH
10.8 g→10.8×[2(A＋17)/(2A＋16)]g
但实际上该混合物中碱金属及其氧化物都存在，则可建立不等式：
[10.8×(A＋17)/A]＞16＞[10.8×(A＋17)]/(A＋8)
解得：35.3＞A＞10.7
从碱金属的相对原子质量可知该碱金属只能是钠。

答案B
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例2 为了测定某种碱金属的相对原子质量，有人设计了如图所示的实验装置。

该装置(包括足量的水)的总质量为ag 。

将质量为bg 的某碱金属单质放入水中，立即塞紧瓶塞。

完全反应后再称量此装置的总质量为c g 。

(1)列出计算该碱金属相对原子质量的数学表达式；
(2)无水氯化钙的作用是什么？如果不用CaCl 2，测定的碱金属相对原子质量比实际值偏大还是偏小？说明理由。

解析 本题测定未知碱金属的相对原子质量，所依据的化学反应原理是：2M ＋2H 2O ＝2MOH ＋H 2↑
只要通过实验，取得一定质量(题设bg)的碱金属和足量的水反应产生的H 2的质量，即可根据化学方程式的计算求得碱金属的相对原子质量。

(1)依题设实验数据，bg 碱金属与足量水反应产生H 2的质量为(a ＋b －c)g 。

设所求碱金属的相对原子质量为x
则＋＝＋↑
＋－2M 2H O 2MOH H 2x 2
bg (a b c)g
22
有2x/2＝b/(a ＋b －c)
解得x ＝b/(a ＋b －c)
(2)无水氯化钙吸收水蒸气。

若不用CaCl 2，则使测定值较实际值偏小。

讨论上述表达式，不难知道，若装置内的水蒸气外逸(反应放热，更容易使产生的水蒸气被H 2带走)，则c 值减少，a ＋b －c 值增大，分式的分母增大，分数值即减小。

小结 还可以另想其他方法进行测定实验。

譬如，若获得一定质量的碱金属与水反应所得MOH 的质量，本题亦可完成。

例3 在120℃时，将气体A 3.88 g 通过足量的Na 2O 2，放出O 2，充分反应后固体的质量增加2.28 g ，试通过计算判断气体 A 的组成及各成分的质量。

解析 120℃能和Na 2O 2反应放出O 2的气体有可能是CO 2和H 2O ，因此首先判断A 是什么物质？
可采用极端假设法
解：如果A 都是H 2O ，设其质量为x 1，
2H O 2Na O 4NaOH O m
218 32 4
x 2.28g
x 20.52g 3.88g 22221＋＝＋Δ×＝＞故假设不成立
如果A 都是CO 2，设其质量为y 1 2CO 2Na O 2Na CO O m
88 32 56y 2.28 g
y 3.58 g 3.88 g 2222321＋＝＋Δ＝＜故假设不成立
所以A 应为CO 2和H 2O 的混合物
设H 2O 的质量为x g ，CO 2的质量为y g ，则
x y 3.88 g 4x /(218)(56y /88) 2.28 g x 0.36 g y 3.52 g
＋＝×＋＝＝＝⎧⎨⎩⎧⎨⎩
学科渗透
例4 碱金属(如锂、钠、钾、铷等)溶于汞中形成良好的还原剂“汞齐”。

取某种碱金属的汞齐7g ，与足量水作用得到0.2g 氢气，并得到密度为ρ g ·cm -3的溶液1L ，则溶液中溶质的质量分数可能是
[ ]
A ．(0.8/ρ)%
B ．(0.48/ρ)%
C ．(0.32/ρ)%
D ．(0.7/ρ)%
解析 汞不能与水反应，碱金属(M)与水反应的化学方程式为：2M ＋2H 2O ＝2MOH ＋H 2↑
设M 的相对原子质量为x ，则
2M 2H O 2MOH H 2x 2
7 g 0.2 g
2x /27 g /0.2 g x 3522＋＝＋↑
＝得＝
由于Hg 的相对原子质量大于35，所以碱金属的相对原子质量一定小于35。

相对原子质量小于35的碱金属只有Li 和Na ，所以本题中碱金属可能为Li 或Na 。

若为Li ，设LiOH 的质量为y
2Li 2H O 2LiOH H 2(6.917) 2
y 0.2 g
[2(6.917)]2y 0.2
y 4.8 g
22＋＝＋↑
×＋×＋／＝／得＝
[4.8g/(1000 cm 3×ρ g ·cm -3)]×100%＝(0.48／ρ)%
若为Na ，用上述的方法可求得生成的NaOH 溶液中NaOH 的质量分数为(0.8/ρ)%。

答案 A 、B
例5 (1993年全国)将70 g 过氧化钠和氧化钠的混合物跟98 g 水充分反应后，所得氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为50%。

试分别写出过氧化钠和氧化钠跟水反应的化学方程式，并计算原混合物中过氧化钠和氧化钠的质量各多少克。

解析 发生的反应有：
Na 2O ＋H 2O ＝2NaOH
2Na 2O 2＋2H 2O ＝4NaOH ＋O 2↑
设混合物中Na 2O 2、Na 2O 的质量分别为x 、y ，由化学方程式分别解出生成的NaOH 的质量和放出的O 2质量。

2Na O 2H O 4NaOH O 278 440 32
x (440x)/(278) 32x /(278)
Na O H O 2NaOH
62 240
y (240y)/62
222222＋＝＋↑
×××××＋＝××
溶液的总质量为：70 g ＋98 g －[32x(2×78)]
由上述关系量可列二元一次方程组为 x y 70 g {[(440x)(278)][(240y)62]}[70 g 98 g 32x ＋＝×÷×＋×÷÷＋－÷××＝()]278100%50%⎧⎨⎪⎪⎩
⎪⎪ 解得：x ＝39 g y ＝31 g
本题也可从下列角度入手列关系：由于NaOH 溶液中溶质的质量分数为50%，因此在溶液中NaOH 的质量等于H 2O 的质量。