镁带燃烧现象的分析
在酒精灯上点燃镁条，最引人注意的现象是产生耀眼的白光，生成白色粉末。如果观察仔细，还会发现白色粉末的外围有时附着黑色的颗粒，看到燃烧的上方有浓烈的白烟升腾。这一现象应该如何解释呢？
镁是比较活泼的轻金属，它能与许多非金属单质及氧化物反应，表现出良好的还原性。在初中，我们知道：
2Mg+O22MgO
到高中我们知道：
3Mg十N2Mg3N2
学习镁的知识后还知道：
2Mg十CO22MgO十C
由于知识的深广度不同，解释镁条燃烧的说法也不一样。
镁条燃烧时生成白色固体，其主要成分是氧化镁和氮化镁。若实验室里CO2的浓度较高，燃烧后就常可看见粉末的边缘是黑的，固体成分是氧化镁、氮化镁和炭黑。
为什么有时在实验中会看到大量的白烟升腾呢？这与盐类的水解有关。因为氮化镁是典型的离子化合物，如果实验条件下空气的湿度比较大，镁燃烧生成的氮化镁就会和水蒸气发生强烈的水解反应，生成氢氧化镁和氨气。氢氧化镁随氨气的散逸悬浮于气流中，而呈现白烟现象，其反应为：
Mg3N2+6H2O3Mg（OH）2+2NH3
过氧化钠
过氧化钠具有强氧化性，在熔融状态时遇到棉花、炭粉、铝粉等还原性物质会发生爆炸。因此存放时应注意安全，不能与易燃物接触。它易吸潮，遇水或稀酸时会发生反应，生成O2。
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
2Na2O2+2H2SO4（稀）2Na2SO4+O2↑+2H2O
它也能与CO2作用，放出O2。
2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2
根据这个性质，可将它用在矿山、坑道、潜水艇或宇宙飞船等缺氧的场合，将人们呼出的CO2再转换成O2，以供呼吸之用。它还可以用于消毒、杀菌和漂白。
过氧化钠具有强氧化性，能强烈地氧化一些金属，例如能与盐与乙醇，与其他易燃品放置在一起发生燃烧。过氧化钠与强氧化剂，如高锰酸钾，作用也显示还原性。它不溶于乙醇，过氧化钠在工业上常用做漂白剂、杀菌剂、消毒剂、去臭剂、氧化剂等。通常可通过在不含二氧化碳的干燥空气流中把金属钠加热到300℃来制取过氧化钠。由于它易潮解，易和二氧化碳反应，必须保存在密封的器皿中。
氢氧化钠
Na元素与水反应（与水反应时，应用烧杯并在烧杯上加盖玻璃片，反应时钠块浮在水面上，熔呈球状，游于水面，有“丝丝”的响声，并有生成物飞溅），生成强碱性NaOH溶液，并放出氢气。固体NaOH中OH以O—H共价键结合，Na与OH以强离子键结合，溶于水，其解离度近乎100％，故其水溶液呈强碱性，可使无色的酚酞试液变成红色，或使pH试纸变蓝等。
纯的无水氢氧化钠为白色半透明，结晶状固体。氢氧化钠极易溶于水，溶解度随温度的升高而增大，溶解时能放出大量的热，288K时其饱和溶液浓度可达26．4mol/L。它的水溶液有涩味和滑腻感，溶液呈强碱性，具备碱的一切通性。氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油，但不溶于乙醚、丙酮、液氨；对纤维、皮肤、玻璃、陶瓷等有腐蚀作用，溶解或浓溶液稀释时会放出热量；与无机酸发生中和反应也能产生大量热，生成相应的盐类；与金属铝和锌、非金属硼和硅等反应放出氢气；与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应。能从水溶液中沉淀金属离子成为氢氧化物；能使油脂发生皂化反应，生成相应的有机酸的钠盐和醇，这是去除织物上的油污的原理。
氢氧化钠的用途十分广泛，在化学实验中，除了用做试剂以外，由于它有很强的吸湿性，还可用做碱性干燥剂。烧碱在国民经济中有广泛应用，许多工业部门都需要烧碱。使用烧碱最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外，在生产染料、塑料、药剂及有机中间体，旧橡胶的再生，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，也要使用大量的烧碱。工业用氢氧化钠应符合国家标准GB209-93；工业用离子交换膜法氢氧化钠应符合国家标准GB/T11199-89；化纤用氢氧化钠应符合国家标准GB11212-89；食用氢氧化钠应符合国家标准GB5175-85。
在工业上，氢氧化钠通常称为烧碱，或叫火碱、苛性钠。这是因为较浓的氢氧化钠溶液溅到皮肤上，会腐蚀表皮，造成烧伤。它对蛋白质有溶解作用，有强烈刺激性和腐蚀性（由于其对蛋白质有溶解作用，与酸烧伤相比，碱烧伤更不容易愈合）。用0．02％溶液滴入兔眼，可引起角膜上皮损伤。粉尘刺激眼和呼吸道，腐蚀鼻中隔；溅到皮肤上，尤其是溅到粘膜，可产生软痂，并能渗入深层组织，灼伤后留有瘢痕；溅入眼内，不仅损伤角膜，而且可使眼睛深部组织损伤，严重者可致失明；误服可造成消化道灼伤、绞痛、粘膜糜烂、呕吐血性胃内容物、血性腹泻，有时发生声哑、吞咽困难、休克、消化道穿孔，后期可发生胃肠道狭窄。由于强碱性，对水体可造成污染，对植物和水生生物应予以注意。
大量接触烧碱时应佩带防护用具，工作服或工作帽应用棉布或适当的合成材料制作。操作人员工作时必须穿戴工作服、口罩、防护眼镜、橡皮手套、橡皮围裙、长统胶靴等劳保用品。应涂以中性和疏水软膏于皮肤上。接触片状或粒状烧碱时，工作场所应有通风装置，室内空气中最大允许浓度为：中国MAC0．5毫克/米3（以NaOH计），美国ACGIHTLVC2毫克/米3。如有可能接触其粉尘时，必须佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器。必要时，佩戴空气呼吸器。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器，穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套。远离易燃、可燃物。避免产生粉尘。避免与酸类接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。稀释或制备溶液时，应把碱加入水中，避免沸腾和飞溅。处理泄漏物须穿戴防护眼镜与手套，扫起，慢慢倒至大量水中，地面用水冲洗，经稀释的污水放入废水系统。碱液触及皮肤，可用5％～10％硫酸镁溶液清洗；如溅入眼睛里，应立即用大量硼酸水溶液清洗；少量误食时立即用食醋、3％～5％醋酸或5％稀盐酸、大量橘汁或柠檬汁等中和，给饮蛋清、牛奶或植物油并迅速就医，禁忌催吐和洗胃。
固体氢氧化钠可装入0．5毫米厚的钢桶中严封，每桶净重不超过100公斤；塑料袋或二层牛皮纸袋外全开口或中开口钢桶；螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶（罐）外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶（罐）外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱；镀锡薄钢板桶（罐）、金属桶（罐）、塑料瓶或金属软管外瓦楞纸箱。包装容器要完整、密封，应有明显的“腐蚀性物品”标志。铁路运输时，钢桶包装的可用敞车运输。起运时包装要完整，装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏，防潮防雨。如发现包装容器发生锈蚀、破裂、孔洞、溶化淌水等现象时，应立即更换包装或及早发货使用，容器破损可用锡焊修补。严禁与易燃物或可燃物、酸类、食用化学品等混装混运。运输时运输车辆应配备泄漏应急处理设备。不得与易燃物和酸类共贮混运。失火时，可用水、砂土和各种灭火器扑救，但消防人员应注意水中溶入烧碱后的腐蚀性。
化学实验室保存固体氢氧化钠时要注意把试剂瓶口封严，以防止暴露在空气中吸收水分潮解或与二氧化碳反应。烧碱可通过电解食盐溶液，或通过碳酸钠与石灰乳反应获得。
NaOH变质：2NaOH+CO2Na2CO3+H2O（所以不能用其干燥CO2及SO2气体）。
检验NaOH是否变质：滴加稀盐酸
Na2CO3+2HClNaCl+H2O+CO2↑有气泡冒出则变质。
工业上制取大量NaOH：电解食盐水（海水）2NaCl+2H2O通电H2↑+Cl2↑+2NaOH。
碳酸钠
碳酸钠化学式为Na2CO3，俗名纯碱，又称苏打、碱灰，一种重要的化工基本原料，纯碱工业的主产品。通常为白色粉末，高温下易分解，易溶于水，水溶液呈碱性。纯碱在潮湿的空气里会潮解，慢慢吸收二氧化碳和水，部分变为碳酸氢钠，所以包装要严，否则会吸潮结块，碳酸钠与水生成Na2CO3·10H2O、Na2CO3·7H2O、Na2CO3·H2O三种水合物，其中Na2CO3·10H2O最为稳定，且溶于水的溶解热非常小，多应用于照相行业，其商品名称为碳氧。Na2CO3·10H2O又称晶碱，以前，晶碱常用于家庭洗涤和洗羊毛，故又称“洗濯碱”。过去，我国民间习惯使用既能洗衣又能发面的“块碱”，那是用纯碱加大量水搅拌制成的（另加有一些小苏打（NaHCO3），其含水量在50％以上。碳酸钠溶于水时呈吸热反应，在空气中易风化。Na2CO3·7H2O不稳定，仅在32．5～36℃范围内才能从碳酸钠饱和溶液中析出。碳酸钠是弱酸强碱盐。用化学方法制出的Na2CO3比天然碱纯净，人们因此称它为“纯碱”。
纯碱是一种重要的大吨位的化工原料。纯碱生产有索尔维法、侯氏制碱法和天然碱加工法等，所用原料因加工方法不同而异，主要原料为原盐（包括海盐、池盐、矿盐及地下卤水）、天然碱、石灰石、氨等。
纯碱的用途很广，一般都是利用它的碱性。它可用于制造玻璃，如平板玻璃、瓶玻璃、光学玻璃和高级器皿；还可利用脂肪酸与纯碱的反应制肥皂；在硬水的软化、石油和油类的精制、冶金工业中脱除硫和磷、选矿，以及铜、铅、镍、锡、铀、铝等金属的制备、化学工业中制取钠盐、金属碳酸盐、漂白剂、填料、洗涤剂、催化剂及染料等均要用到它，在陶瓷工业中制取耐火材料和釉也要用到纯碱。
长眼睛的金属——铷和铯
一听铷和铯的名字，也许你会感到陌生。其实，每当你看电视时，电视机的光电管里便有着铷和铯。
纯净的铷和铯都是银白色的金属，含有杂质时则略带黄色。铷和铯都很软，富有可塑性，又很易熔化。铯是最软的金属，比石蜡还软。铯又是仅次于汞的易熔金属，熔点只有28℃。铷的熔点也只有38℃，比正常体温只高了一度。铷的蒸气在180℃时看去是绛红色的，而温度高于250℃时，则是橙黄色。
铷和铯的化学性质非常活泼，在空气中会像黄磷一样自燃起来，放射出玫瑰般的紫色光芒。如果把它们投入水中，会猛烈地和水作用，放出氢气，燃烧以至爆炸。甚至把它们放在冰上，也会燃烧起来。正因为它们这般“不老实”，平时都被“关”在煤油里，以与空气、水隔绝。
铷和铯在大自然中很少，而且很分散，铷仅占地壳原子总数的千万分之九左右，铷比铯稍多。不过，在海水中要比陆地上多，据统计，海水中约有十万分之一的铷和铯，含量在四千亿吨以上。现在，人们大都是从铯榴石、绿柱石、金云母以及岩盐中提取铷和艳。“物以稀为贵”，铷和铯比黄金还贵！现在，世界铷、铯的年产量，都只不过几公斤而已！
铷和铯最可宝贵的性质，在于它们是长“眼睛”的金属——具有优异的光电性能。铷和铯一受光的照射，会被激发而释出电子。人们便利用它们的这一特性，把金属铯或金属铷喷镀在银片上，制成各种光电管。光电管受光线照射，便会产生光电流，光线越强，光电流越大，成了自动控制中的“眼睛”。例如，人们在炼钢炉中装了它，随着炉里火焰的明暗不同，光电管的光电流的大小也不同，从中可以算出温度的高低，进行自动控制。另外，在电影、电视、光度计以及许多通讯、自动控制设备中，都要用到光电管。
在制造真空管时，由于铷和铯能猛烈地和氧气化合，被用作吸氧剂。在医学上，铯的化合物被用来医治休克病、白喉。
铷和铯，几乎是同时被德国化学家本生用光谱仪发现的，铯在1860年，而铷是在1861年。现在，人们是用重结晶法从盐水中浓缩氯化铷和氯化铯。一般经过几十次重结晶，可得到较纯的氯化铷和氯化铯。然后，用金属钙为还原剂，与氯化铷或氯化铯在真空中一起加热到700～800℃，即可制取金属铷或金属铯。另外，我国有着丰富的铯榴石矿——这种铯矿在世界上是少有的。铯榴石是无色透明的矿物，具有玻璃光泽，很硬，一般含铯可达25％～30％。我国在工业上已采用铯榴石作原料，与氧化钙、氯化钙混合烧结，以盐酸酸化，制取氯化铯，然后以金属钙进行热还原，制取金属铯。
钫的简介
钫的元素序号是87，元素符号为Fr，元素原子量是223。
钫具有放射性。由于核不稳定，223Fr的半衰期最长仅有21分钟。其化学性质只能在痕量范围内研究。钫是最重的碱金属元素。
钫与铯载体一起用高氯酸盐、氯铂酸盐或钨硅酸盐阴离子进行共沉淀，是分离痕量钫的有效方法。
砹、钫是门捷列夫曾经指出的类碘和类铯，是莫斯莱所确定的原子序数为85、87的元素。它们的发现经历了弯曲的道路。
刚开始，化学家们根据门捷列夫的推断——类碘是一个卤素，类铯是一个碱金属元素，都是成盐的元素，就尝试从各种盐类里去寻找它们，但是一无所获。1925年7月英国化学家费里恩德特地选定了炎热的夏天去死海，寻找它们。但是，经过辛劳的化学分析和光谱分析后，却丝毫没有发现这两个元素。后来又有不少化学家尝试利用光谱技术以及利用原子量作为突破口去找这个元素，但都没有成功。
1930年，美国阿拉巴马州工艺学院物理学教授阿立生宣布，在稀有的碱金属矿铯镏石和鳞云母中用磁光分析法，发现了87号元素。元素符号定为Vi。一年后，他用同样的方法在王水和独居石作用的萃取液中，发现了85号元素。元素符号定为Ab。可是不久，磁光分析法本身被否定了，利用它发现的元素也就不可能成立。
1939年，由法国科学家佩里（MargueritePerey）在锕裂变的产物里发现。为了纪念她的祖国，把87号元素称为francium，元素符号为Fr。
超氧化物和氧气贮存
对于碱金属和碱土金属等化学性质特别活泼的金属，它们与氧气反应可生成过氧化物或者超氧化物，如超氧化钾KO2、超氧化铷Rb2O2、超氧化铯CsO2等。超氧化钾KO2、超氧化铷RbO2、和超氧化铯CsO2中都含有超氧离子O2-。因为超氧离子中有一个未成对的电子，所以超氧化物会呈现出某种颜色。超氧化钾是橙黄色，超氧化铷是深棕色，超氧化铯是深黄色。
