第二十章 S區(qū)金屬(堿金屬與堿土金屬).doc

第二十章 S區(qū)金屬(堿金屬與堿土金屬)總體目標：1.掌握堿金屬、堿土金屬單質的性質，了解其性質、存在、制備及用途之間的關系2.掌握堿金屬、堿土金屬氧化物的類型及重要氧化物的性質及用途3.掌握堿金屬、堿土金屬氫氧化物溶解性和堿性的變化規(guī)律4.掌握堿金屬、堿土金屬鹽類的性質；認識鋰和鎂的相似性各節(jié)目標：第一節(jié) 金屬單質1.了解堿金屬和堿土金屬單質的物理性質，包括顏色、狀態(tài)、熔點、沸點、硬度、密度、導電性2.掌握堿金屬和堿土金屬單質的化學性質，主要包括：與水的反應 與非金屬的反應（O2、Cl2、N2、H2等等）與液氨的反應 與其他物質反應3.了解堿金屬和堿土金屬的存在、熔鹽電解法和熱還原法制備方法及用途第二節(jié) 含氧化合物1.掌握堿金屬、堿土金屬氧化物的類型，包括普通氧化物、過氧化物、超氧化物和臭氧化物及一些重要氧化物的性質和用途2.掌握堿金屬、堿土金屬氫氧化物在同族從上到下溶解性增大及隨離子半徑的增大堿性增強的變化規(guī)律第三節(jié) 鹽類1.掌握堿金屬、堿土金屬重要鹽類的熱穩(wěn)定性和溶解性的變化規(guī)律及用途2.認識鋰和鎂的相似性，掌握它們的特性 習題一 選擇題下列氮化物中最穩(wěn)定的是（ ） (吉林大學無機化學例題與習題)A. Li3N B. Na3N C. K3N D. Ba3N2已知一堿金屬含氧化合物，遇水、遇CO2均可放出氧氣，在過量氧氣中加此堿金屬，可直接生成該含氧化合物，此氧化物之陰離子具有抗磁性，此物質為（ ）A.正常氧化物 B.過氧化物 C.超氧化物 D.臭氧化物超氧離子，過氧離子與氧分子O2相比較，穩(wěn)定性低的原因是（ ）A. 、反鍵軌道上的電子比O2的少，從而它們的鍵級小B. 、反鍵軌道上的電子比O2的少，從而它們的鍵級大C. 、反鍵軌道上的電子比O2的多，從而它們的鍵級小D. 、反鍵軌道上的電子比O2的多，從而它們的鍵級大電解熔融鹽制金屬鈉所用的原料是氯化鈉和氯化鈣的混合物，在電解過程中陰極析出的是鈉而不是鈣，這是因為（ ）A.，鈉應先析出B.還原一個鈣離子需要2個電子，而還原一個鈉離子只需一個電子，C.在高溫熔融條件下，金屬鈉的析出電位比金屬鈣低D.析出鈣的耗電量大于析出鈉的耗電量已知，這是由于（ ）A.鋰的電離能大于鉀、鈉B.鋰與水的反應速度較鉀、鈉與水的更為強烈C.鋰與水的反應速度較鉀、鈉與水的更為緩慢D.Li的水化能大于Na+和K+的水化能堿金屬氫氧化物的溶解度較堿土金屬氫氧化物為大，這是由于（ ）A.它們的氫氧化物堿性強 B.它們的氫氧化物電離度大C.堿金屬離子的離子勢大 D.堿金屬離子的電離勢小鋰和鎂性質上的相似性是由于（ ）A.鋰、鎂的離子極化能力相似 B.鋰、鎂的離子變形性相似C.兩者離子均為8電子層構型 D.兩者離子半徑相近、離子電荷相同下列硫酸鹽中熱穩(wěn)定性最高者是（ ）A. Fe2（SO4）3 B. K2SO4 C. BeSO4 D. MgSO4用金屬鈉在高溫下能把KCl中的K還原出來，原因是（ ）A.金屬鈉比金屬鉀更活潑B.在高溫下，金屬鉀比金屬鈉更易揮發(fā)，可以使反應rS0增大C.NaCl的晶格能高于KCl、NaCl更穩(wěn)定D.高溫下，KCl可分解成單質金屬鉀和氯氣，氯氣和金屬鈉生成氯化鈉下列金屬元素中形成化合物時共價傾向較大的是（ ）A.Na B.Li C.Ca D.Be超氧離子的鍵級為（ ）A. 2 B. 5/2 C. 3/2 D. 1除鋰鹽外，堿金屬可形成一系列復鹽，一般的講復鹽的溶解度（ ）A.比相應的簡單堿金屬鹽為大 B.比相應的簡單堿金屬鹽為小C.與相應的簡單堿金屬鹽溶解度相差不大D.與相應的簡單堿金屬鹽溶解度相比較，無規(guī)律性下列化合物中熔點最高的是（ ）A. MgO B. CaO C. SrO D. BaO180C時Mg（OH）2的溶度積是1.210-11，在該溫度時，Mg（OH）2飽和溶液的pH值為A. 10.2 B. 7 C. 5 D. 3.2堿土金屬氫氧化物溶解度大小順序是（ ）A.Be(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2Sr(OH)2Ba(OH)2 B.Be(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2Sr(OH)2Ba(OH)2C.Mg(OH)2Be(OH)2Ca(OH)2Sr(OH)2Ba(OH)2D.Be(OH)2Mg(OH)2Sr(OH)2Ca(OH)2Ba(OH)2Ca2+、Sr2+、Ba2+的鉻酸鹽溶解度大小順序是（ ）A. CaCrO4SrCrO4BaCrO4 B. CaCrO4BaCrO4SrCrO4BaCrO4 D. BaCrO4SrCrO4CaCrO4由MgCl2.6H2O制備無水MgCl2可采用的方法是（ ）A.加熱脫水 B.用CaCl2脫水 C.用濃H2SO4脫水 D.在HCl氣流中加熱脫水Ca2+、Sr2+、Ba2+的草酸鹽在水中的溶解度與鉻酸鹽相比（ ）A.前者逐漸增大，后者逐漸降低 B.前者逐漸降低，后者逐漸增大C.無一定順序，兩者溶解度很大 D.兩者遞變順序相同鹵化鈹具有較明顯的共價性，是因為（ ）A.Be2+帶有2個單位正電荷B.Be2+的半徑小，離子勢大，極化能力強C.Be2+次外層只有2個電子D.鹵離子變形性大Ba2+的焰色反應為（ ）A.黃綠色 B.紫色 C.紅色 D.黃色21下列氧化物中，最穩(wěn)定的是 （ ） (吉林大學無機化學例題與習題)A.Li+ B.Na+ C.K+ D.Mg2+22.下列化合物中，溶解度最小的是 （ ） (吉林大學無機化學例題與習題) A.NaHCO3 B.Na2CO3 C.Ca（HCO3）2 D. CaCl2 23.下列碳酸鹽中，熱穩(wěn)定性最差的是 （ ） (吉林大學無機化學例題與習題) A.BaCO3 B.CaCO3 C.K2CO3 D.Na2CO3二 填空題金屬鋰應保存在 中，金屬鈉和鉀應保存在 中。(吉林大學無機化學例題與習題)在s區(qū)金屬中，熔點最高的是 ，熔點最低的是 ；密度最小的是 ，硬度最小的是 。 (吉林大學無機化學例題與習題)給出下列物質的化學式： (吉林大學無機化學例題與習題)螢石 生石膏 重晶石 天青石 方解石 光鹵石 智利硝石 芒硝 純堿 燒堿 比較各對化合物溶解度大小 (吉林大學無機化學例題與習題)LiF AgF LiI AgI NaClO4 KClO4 CaCO3 Ca（HCO3）2 Li2CO3 Na2CO3A族元素中，性質表現(xiàn)特殊的元素是 ，它與P區(qū)元素中的 性質極相似，如兩者的氯化物都是 化合物，在有機溶劑中溶解度較大。堿土金屬的氧化物，從上至下晶格能依次 ，硬度逐漸 ，熔點依次 。 (吉林大學無機化學例題與習題)7.周期表中，處于斜線位置的B與Si、 、 性質十分相似，人們習慣上把這種現(xiàn)象稱之為“斜線規(guī)則”或“對角線規(guī)則”。(吉林大學無機化學例題與習題)8.在CaCO3，CaSO4，Ca（OH）2，CaCl2，Ca（HCO3）2五種化合物中，溶解度最小的是 。9.Be（OH）2與Mg（OH）2性質的最大差異是 。10.電解熔鹽法制得的金屬鈉中一般含有少量的 ，其原因是 。 (吉林大學無機化學例題與習題)三 簡答題工業(yè)上用什么方法制取K2CO3？能用氨堿法制K2CO3嗎？為什么？市場上售的NaOH中為什么常含有Na2CO3雜質？如何配制不含Na2CO3雜質的稀NaOH溶液？鉀比鈉活潑，單可以通過下述反應制取鉀，請解釋原因并分析由此制取金屬鉀是否切實可行？ Na+KClNaCl+K4.一固體混合物可能含有MgCO3，Na2SO4，Ba（NO3）2，AgNO3和CuSO4?；旌衔锿度胨械玫綗o色溶液和白色沉淀；將溶液進行焰色試驗，火焰呈黃色；沉淀可溶于稀鹽酸并放出氣體。試判斷哪些物質肯定存在，哪些物質可能存在，哪些物質肯定不存在，并分析原因。5.在電爐法煉鎂時，要用大量的冷氫氣將爐口餾出的蒸氣稀釋、降溫，以得到金屬鎂粉。請問能否用空氣、氮氣、二氧化碳代替氫氣作冷卻劑？為什么？四 計算題碳酸鈣（固）在大氣壓下分解為CaO（固）和CO2。計算在298K及1.00大氣壓下，在密閉容器中CaCO3（固）上部CO2（氣）的平衡蒸氣分壓。下列反應MgO（s）+C（s、石墨）=CO（g）+Mg（g）的有關熱力學數(shù)據(jù)如下：物質fH0(298K)/KJmol-1fG0(298K)/KJmol-1S0(298K)/jmol-1K-1MgO(s)-601.83-569.5727Mg(g)150.28115.53148.6C(s,石墨)005.69CO(g)-110.5-137.3197.9試計算： 反應的熱效應rH0(298)； 反應的自由能rG0(298)； 討論反應的自發(fā)性，在什么溫度下反應可以自發(fā)進行？3.將1滴（0.05cm3）0.50mol/dm3的K2CrO4的溶液加到3.00 cm3pH=6.00的緩沖溶液中，（1）CrO42-的濃度是多少？（2）若要得到BaCrO4沉淀（Ksp=1.210-10），所需Ba2+的最低濃度是多少？4.（1）若CO32-=0.077 mol/dm3，計算MgCO3沉淀后溶液中的Mg2+濃度。（2）當溶液體積蒸發(fā)為原來的1/5時，計算沉淀Mg（OH）2所需的OH-濃度。5.將0.50 cm36.00 mol/dm3的NaOH溶液加到0.50 cm30.10 mol/dm3的NH4NO3溶液中，平衡后溶液中NH3溶液的濃度是多少？ 參考答案一 選擇題1.D 2.B 3.C 4.C 5.D 6.D 7.A 8.B 9.B,C 10.B,D 11.C 12.B 13.A 14. A 15.B 16.C,D 17.D 18.A 19.B 20.A 21.C 22.C 23.B二 填空題液態(tài)石蠟； 煤油 Be，Cs； Li；CsCaF2 CaSO42H2O BaSO4 SrSO4 CaCO3 KClMgCl26H2O NaNO3 Na2SO410H2O Na2CO3 NaOH 0，反應在298K，標準狀態(tài)下時不能自發(fā)進行。在標準狀態(tài)下，自發(fā)進行的條件是rG0(T)0，溫度T時，標準自由能變可利用公式rG0=rH0(298)-TrS0(298)進行計算。rS0(298)=197.9+148.6-27-5.69=313.81Jmol-1K-1反應自發(fā)進行的溫度為：答：溫度高于2045K時，反應可自發(fā)進行。3.解：（1）pH=6.00則H+=mol/dm3，CrO42-的初始濃度為：CrO42-=（0.50 mol/dm30.050cm3）/3.05 cm3=0.0082 mol/dm32CrO42-（aq）+2H+（aq）= Cr2O72-（aq）+H2O初始濃度：mol/dm3 0.0082 平衡濃度：mol/dm3 0.0082-2x xK=x/（0.0082-2x）2（1.010-6）2=3.21014 x=0.0027CrO42-=0.0082-20.0027=0.0028 mol/dm3（2）用BaCrO4的溶度積常數(shù)和CrO42-可算出沉淀的最低濃度。 Ksp=Ba2+ CrO42- Ba2+=1.210-10/2.810-3=4.310-8 mol/dm34.解：（1）根據(jù)MgCO3溶度積常數(shù)計算Mg2+的平衡濃度Ksp=Mg2+ CO32-=Mg2+0.077=3.510-8 Mg2+=（3.510-8）/0.077=4.510-7mol/dm3（2）由濃縮后的Mg2+濃度和Mg（OH）2的溶度積常數(shù)，計算沉淀Mg（OH）2所需的OH-濃度。體積為原來的1/5，則濃度為原來的5倍。Mg2+=54.510-7mol/dm3=2.210-6mol/dm3Ksp=Mg2+OH-2=2.210-6OH-2=210-11OH-=（210-11）/（2.210-6）1/2=3.010-3 mol/dm35.解：兩種試劑混合后濃度均為原來的二分之一，在堿性很強時，可以認為溶液中基本沒有NH4+存在。即所有的NH4+都和OH-反應生成了