Question

某化学兴趣小组研究金属钾的性质，下面是他们研究过程中的一个片段．
【观察】固态金属钾沉在煤油底部，取出用小刀切开后，断面呈银白色但很快变暗．
【预测】钾与钠都是金属单质，化学性质应具有相似性；由钾与钠的原子结构示意图分析，金属钾与金属钠的化学性质应非常相似，可以与O₂、H₂O等反应．
【实验1】将一小粒金属钾放入盛有水（滴有酚酞）烧杯中，现象与金属钠非常相似，常常发生爆炸．
【实验2】将一小粒金属钾放在石棉网上加热，金属钾剧烈燃烧（比金属钠更快更剧烈），发出紫色火焰，生成黄色固体．根据上述题给信息他们得出下列结论：
（1）金属钾的物理性质有：①银白色固体  ②硬度：比铁的密度小
③熔点：

 

④密度：

 

（2）金属钾与水反应的化学方程式

 

（3）金属钾与金属钠相比，化学性质更活泼吗？

 

（填“是”或“否”），你如何解释

 

（4）该化学兴趣小组研究的程序是

 

用了哪些研究方法

 

（5）该化学兴趣小组原认为金属钾燃烧生成的黄色固体为K₂O₂，但定量实验表明3.9g K在O₂中完全燃烧得到7.1g黄色固体，则该固体的化学式为

 

，写出该黄色固体与水反应的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：碱金属及其化合物的性质实验

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）类比钠的物理性质回答即可；
（2）依据钠与水的反应写出即可；
（3）依据钠与水反应常常发生爆炸判断活泼性即可；
（4）依据研究程序以及方法回答即可；
（5）依据元素守恒判断即可．

解答： 解：（1）钠与水反应的现象钠浮在水面上，熔化成闪亮的小球，钾与钠的反应现象类似，故钾的熔点较低，密度较水的要小，故答案为：熔点低；密度小；
（2）钠与水反应生成氢氧化钠与氢气，故钾与水反应生成氢氧化钾与氢气，方程式为：2K+2H₂O=2KOH+H₂↑，故答案为：2K+2H₂O=2KOH+H₂↑；
（3）金属钾与金属钠相比，据反应的现象金属钾与水反应常常发生爆炸判断，原因是：钾与钠的最外层都只有一个电子，很容易失去，但是金属钾的电子层数比钠多1，故失去电子能力更强；故答案为：是；最外层电子数一样，但是层数比钠多一层，失去电子能力更强；
（4）该化学兴趣小组研究的程序是：观察、推测、实验、类比、结论，用到了类比方法；故答案为：观察、推测、实验、类比、结论；类比；（5）3.9g K的物质的量为0.1mol，7.1g-3.9g=3.2g，3.2g氧原子的物质的量为：0.2mol，故化学式为KO₂，与水反应方程式为：4KO₂+2H₂O=4KOH+3O₂↑，
故答案为：KO₂；4KO₂+2H₂O=4KOH+3O₂↑．

点评：本题主要考查的是碱金属K的化学性质实验，采用类比的方法进行，属于较好的一道题目．