第十七章碱金属和碱土金属
§本章摘要§1.单质
制备单质的性质
2.碱金属和碱土金属的化合物氧化物氢氧化物盐类
3.锂、铍的特殊性
锂的特性铍和铝的相似性
第十七章
碱金属和碱土金属
§本章摘要§
1.单质
制备 单质的性质
2.碱金属和碱土金属的化合物 氧化物 氢氧化物 盐类
3.锂、铍的特殊性
锂的特性 铍和铝的相似性
3. 第十七章碱金属和碱土金属
§本章摘要§1.单质
制备单质的性质
2.碱金属和碱土金属的化合物氧化物氢氧化物盐类
3.锂、铍的特殊性
锂的特性
铍和铝的相似性
第十七章碱金属和碱土金属
§本章摘要§1.单质
制备单质的性质
2.碱金属和碱土金属的化合物氧化物氢氧化物盐类
3.锂、铍的特殊性
锂的特性铍和铝的相似性
实验二十二碱金属和碱土金属 [实验目的] 比较碱金属、碱土金属的活泼性。试验并比较碱土金属氢氧化物和盐类的溶解性。练习焰色反应并熟悉使用金属钾、钠的安全措施。 [实验用品] 仪器：烧杯、试管、小刀、镊子、坩埚、坩埚钳、离心机 固体药品：钠、钾、镁条、醋酸钠 液体药品：汞、NaCl(1mol·L-1)、KCl(lmol·L-1)、MgC12(0.5mol·L-1)、CaC12(0.5mol·L-1)、BaC12(0.5mol·L-1)、新配制的NaOH(2mol·L-1)、氨水(6mol·L-1)、NH4Cl(饱和)、 Na2CO3(0.5mol·L-1、饱和)、HCl(2mol·L-1)、HAc(2mol·L-1、6mol·L-1)、HNO3(浓)、 Na2SO4(0.5mol·L-1)、CaSO4(饱和)、K2CrO4(0.5mol·L-1)、KSb(OH)6(饱和)、 (NH4)2C2O4(饱和)、NaHC4H4O6(饱和)、AlCl3(0.5mol·L-1) 材料：铂丝(或镍铬丝)、pH试纸、钴玻璃、滤纸 [实验内容] 一、钠、钾、镁的性质 1．钠与空气中氧的作用 用镊子取一小块金属钠（绿豆大），用滤纸吸干其表面的煤油，切去表面的氧化膜，立即置于坩埚中加热。当钠开始燃烧时，停止加热。观察反应情况和产物的颜色、状态。冷却后，往坩埚中加入2ml蒸馏水使产物溶解，然后把溶液转移到一支试管中，用pH试纸测定溶液的酸碱性。再用2mol·L-1H2SO4酸化，滴加1～２滴0.01mol·L-1KMnO4溶液。观察紫色是否褪去。由此说明水溶液是有H2O2，从而推知钠在空气中燃烧是否有Na2O2生成。写出以上有关反应方程式。 现象和解释 2Na + O2Na2O2黄色粉末 Na2O2 + 2H2O == H2O2++ 2NaOH 5H2O2 + 2MnO4- + 6H+ == 2Mn2+ + 8H2O + 5O2 2、钠、钾、镁与水的作用 用镊子取一小块金属钾和金属钠，用滤纸吸干其表面的煤油，切去表面的氧化膜，立即将它们分别放入盛水的烧杯中。可将事先准备好的合适漏斗倒扣在烧杯上，以确保安全。观察两者与水反应的情况，并进行比较。反应终止后，滴入1～2滴酚酞试剂，检验溶液的酸碱性。根据反应
第17章碱金属和碱土金属习题1．选择题 17-1下列氢化物中，稳定性最强的是…………………………………………..( ) (A) RbH (B) KH (C) NaH (D) LiH 17-2下列关于锂和镁性质上的相似性的说法错误的是……………………….( ) (A) 锂和镁的氢氧化物受热时，可分解为相应的氧化物 (B) 锂和镁的氟化物、碳酸盐和磷酸盐都难溶于水 (C) 锂和镁的氯化物都能溶于有机溶剂 (D) 锂和镁的固体密度都小于1g/cm3，熔点都很低 17-3下列各组化合物中，均难溶于水的是……………………………………...（）(A) BaCrO4，LiF (B) Mg(OH)2，Ba(OH)2 (C) MgSO4，BaSO4(D) SrCl2，CaCl2 17-4下列氯化物在有机溶剂中溶解度最大的是……………………………….（）(A) LiCl (B) NaCl (C) KCl (D) CaCl2 17-5下列碳酸盐的热稳定性顺序正确的是……………………………………. ( ) (A) BeCO3＞MgCO3＞CaCO3＞SrCO3＞BaCO3(B) BaCO3＞CaCO3＞K2CO3 (C) BaCO3＞SrCO3＞CaCO3＞MgCO3＞BeCO3(D) Li2CO3＞NaHCO3＞Na2CO3 17-6下列各金属在空气中燃烧生成的氧化物仅为普通氧化物的是…………( ) (A) K (B) Na (C) Li (D) Rb 17-7 已知Na +H2O == NaOH(aq) + 1/2H2Δr H m?＝－185.77kJ·mol-1 NaH + H2O == NaOH(aq) + H2Δr H m?＝－132.21 kJ·mol-1 则NaH 的生成热为………………………………………………………….( ) (A) –317.98 kJ·mol-1(B) +317.98 kJ·mol-1 (C) –53.56 kJ·mol-1(D) +53.96 kJ·mol-1 17-8下列各碳酸盐中溶解度最小的是………………………………………..( ) (A) NaHCO3(B) Na 2CO3 (C) Li2CO3(D) K2CO3 17-9 NaNO3和LiNO3都在1000K左右分解，其分解产物……………………( ) (A) 都是亚硝酸盐和O2(B) 都是氧化物和O2 (C) 都产生N2O和O2(D) 除了都有氧气外，其余产物均不同
无机化学（上） I 原子结构 1.波函数与原子轨道 ①波函数由三个量子数（m、n、l）确定，原子轨道由四个量子数决定（n、m、l、m s） ②一定的波函数表示一种电子的运动状态 ③原子轨道区别于经典轨道，他只是代表原子中电子运动状态的一个函数，代表核外电子的一种运动状态，是波函数的线性组合（波函数是原子轨道的数学表达形式，原子轨道是波函数的图像表达形式） ④几率密度——波函数的平方：空间某处单位体积内电子出现的几率，是电子云的形象化图形。 ⑤原子轨道的角度分布图 （a）(b) ⑥电子云的角度分布图 ⑦电子云径向分布图 a.s电子云的峰值数等于主量子数 b.p电子云的峰值数等于主量子数减一 c.d电子云的峰的个数（峰值）等于n-2 例： 峰值数=主量子数n-角量子数l 2.四个量子数 （1）主量子数n a.取值1 2… n 正整数 K l m n o p b.物理意义：* 决定电子层数（主量子数=电子层数） * 决定电子能量的重要因素（n值越大，能量一般越高） （2）角量子数 l
a.取值 0 1 2 … n-1 b.物理意义：*表示原子轨道或电子云的形式 *同一电子层具有不同状态的分层（能级） *与电子的能量有关（l 越大，能量一般越高） n 、l 决定了电子能量 ※ n 、l 决定电子能量高低，一者确定则电子能量与另外一量子数成正相关，抑或按照申泮文老师的经验公式 E 相对=n+0.7L 作比较 （3）磁量子数 m a.取值 0 ±1 ±2 …±L b.物理意义：*决定原子轨道或电子云在空间的伸展方向 （l 、m 决定了电子云的形状） *与电子能量无关 （4）自旋量子数 a.取值：± 2 1 b.物理意义：电子的自旋方向 ※ 在取值上 n 决定l, l 决定 m 3.核外电子排布 （1）能级组的划分： （1s ） (2s 2p) (3s 3p) (4s 3d 4p) (5s 4d 5p) (6s 4f 5d 6p) (7s 5f 6d 7p) →能量增加 ※ * 能级组内各能级间能差小，能级组间能差大 *s 能级中有1个轨道 p 分层有3个轨道 d 分层5个 f 分层7个 ， 每个分层中的不同轨道能量相同，互称简并轨道（等价轨道） （2）排布规则： *能量最低原理;从第一能级组开始向后依次填充 *保里原理：同一原子中没有四个量子数相同的电子（同一原子中没有运 动状态相同的电子） →#每个轨道最多容纳2个自旋方向相 反的电子;每个电子层原子轨道总数为n 2 *洪特规则：电子分布到能量相同的等价轨道时，总是尽量以自旋方向相 同单独占据简并轨道 ※洪特特例：等价轨道半充满、全充满、全空状态比较稳定， 因此例如24号元素Cr 的电子结构为[Ar]3d 5 4s 1 NOT [Ar]3d 4 4s 2 4.屏蔽效应：内层电子对外层电子的排斥作用抵消部分原子核对该层电子的吸引力（忽略外 层电子对该层的作用） （1）电子能量公式 E=-2 2 )(6.13n z σ-eV （Z 为核电荷数，σ为屏蔽常数） (2)Slater 规则计算屏蔽常数σ： *将电子分组为：（1s ） (2s 2p) (3s 3p) (3d) (4s 4p) (4d) (4f) (5s 5p)… *外层电子对内层电子无屏蔽作用 *被屏蔽电子为ns 、np 时，则n-1层对它们的屏蔽常数为0.85，小于n-2各电子对
大学无机化学方程式整理 阅读人数：30人页数：28页最开始总是美好 第一章氢及稀有气体1.氢气的制备 实验室：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 军事上：CaH2 +2H2O → Ca（OH）2 + 2H2↑ 2.稀有气体化合物 ①第一个稀有气体化合物： （无色）（红色）（橙 黄色） ②氙的氟化物水解： 2XeF2+2H2O →2Xe↑+4HF+ O2↑ 6XeF4 + 12H2O == 2XeO3 + 4Xe↑ +3O2↑ +24HF XeF6+3H2O →XeO3+6HF ③氙的氟化物为强氧化剂：XeF2 + H2 ─→ Xe + 2HF XeF2 + H2O2 ─→ Xe + 2HF + O2↑ 第二章碱金属与碱土金属元素 一、碱金属与碱土金属（铍、镁除外）元素溶于液氨，生成溶剂合电子和阳离子成具有导电性的深蓝色溶液。碱金属M(S) + (x+y)NH3 e-(NH3)y M+(NH3)x + 重磅推荐：百度阅读APP，免费看书神器！ 1/28 碱土金属M(S) + (x+2y)NH3 M2+(NH3)x + 2e-(NH3)y 二、氢化物 氢化物共分为离子型、共价型、过渡型 离子型氢化物是极强的还原剂：TiCl4＋4NaH4NaCl＋2H2↑ ＋ LiH能在乙醚中同B3＋Al3＋Ga3＋等的无水氯化物结合成复合氢化物，如氢化铝锂的生成。 4LiH + AlCl3 Li[AlH4] + 3LiCl 氢化铝锂遇水发生猛烈反应Li[AlH4]＋4H2O=LiOH↓ ＋Al(OH)3↓＋4H2↑ 三、氧化物1、正常氧化物 碱金属中的锂和所有碱土金属在空气中燃烧时，分别生成正常氧化物Li2O和MO。其他碱金属正常的氧化物是用金属与他们的过氧化物或硝酸盐相作用制得。 Na2O2＋2Na=2Na2O 2KNO3＋10K=6K20＋N2↑ 碱土金属氧化物也可以由他们的碳酸盐或硝酸盐加热分解得到。CaCO3 ＋CO2↑ 2/28 2Sr(NO3)2 2SrO＋4NO2＋O2↑ 2、过氧化物与超氧化物 过氧化物是含有过氧基（—O—O—）的化合物，可看作是H2O2的衍生物。除铍外，所有碱
第一章氢及稀有气体 1.氢气的制备 实验室：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 军事上：CaH2 +2H2O → Ca（OH）2 + 2H2↑ 2.稀有气体化合物 ①第一个稀有气体化合物：Xe + PtF6 → Xe+[ PtF6] （无色）（红色）（橙黄色） ②氙的氟化物水解： 2XeF2+2H2O →2Xe↑+4HF+ O2↑ 6XeF4 + 12H2O == 2XeO3 + 4Xe↑+3O2↑ +24HF XeF6+3H2O →XeO3+6HF ③氙的氟化物为强氧化剂： XeF2 + H2─→ Xe + 2HF XeF2 + H2O2─→ Xe + 2HF + O2↑ 第二章碱金属与碱土金属元素 一、碱金属与碱土金属（铍、镁除外）元素溶于液氨，生成溶剂合电子和阳离子成具有导电性的深蓝色溶液。 碱金属M(S) + (x+y)NH3 M+(NH3)x + e-(NH3)y 碱土金属M(S) + (x+2y)NH3 M2+(NH3)x +2e-(NH3)y 二、氢化物
氢化物共分为离子型、共价型、过渡型 离子型氢化物是极强的还原剂：TiCl 4＋4NaH Ti ＋4NaCl ＋2H 2↑ LiH 能在乙醚中同B 3＋ Al 3＋ Ga 3＋ 等的无水氯化物结合成复合氢化物，如氢化铝锂的生成。 4LiH + AlCl 3 乙醚 Li[AlH 4] + 3LiCl 氢化铝锂遇水发生猛烈反应Li[AlH 4]＋4H 2O=LiOH↓＋Al(OH)3↓＋4H 2↑ 三、 氧化物 1、正常氧化物 碱金属中的锂和所有碱土金属在空气中燃烧时，分别生成正常氧化物Li 2O 和MO 。其他碱金属正常的氧化物是用金属与他们的过氧化物或硝酸盐相作用制得。 Na 2O 2＋2Na=2Na 2O 2KNO 3＋10K=6K 20＋N 2↑ 碱土金属氧化物也可以由他们的碳酸盐或硝酸盐加热分解得到。 CaCO 3 CaO ＋CO 2↑ 2Sr(NO 3)2 2SrO ＋4NO 2＋O 2↑ 1、 过氧化物与超氧化物 过氧化物是含有过氧基（—O —O —）的化合物，可看作是H 2O 2的衍生物。除铍外，所有碱金属和碱土金属都能形成离子型过氧化物。 2Na ＋O 2 Na 2O 2 除锂、铍、镁外，碱金属和碱土金属都能形成超氧化物。 K ＋O 2=KO 2 2、 臭氧化物 300℃～500℃ 高温 △
第17章 碱金属和碱土金属 2. 以食盐为原料，如何制备下列物质？写出反应方程式。 Na NaOH Na 2O 2 Na 2CO 3 Na 2SO 3 Na 2S 2O 3 答：(1)电解熔融NaCl-CaCl 2混合物制备金属Na ： 2 NaCl(l) ==== 2 Na(l) + Cl 2(g) (2)电解NaCl 饱和溶液制备NaOH ： 2 NaCl + 2H 2O==== 2 NaOH + H 2(g) + Cl 2(g) (3)由步骤(1)中制备的 Na 在过量O 2中燃烧制备Na 2O 2 ： 2Na + O 2 ==== Na 2O 2 (4)用NaCl 饱和溶液吸收NH 3和CO 2析出NaHCO 3，煅烧NaHCO 3即得到Na 2CO 3： + CO 2 ===== NaHCO 3↓+ NH 4Cl NH 3 + NaCl + H 2O ===== Na 2CO 3 + H 2O ↑+ CO 2↑ 2NaHCO 3 也可用步骤(2)制备的NaOH 溶液吸收CO 2制备Na 2CO 3： 2 NaOH + CO 2 ==== Na 2CO 3 + H 2O (5)用步骤(2)制备的NaOH 溶液吸收SO 2制备Na 2SO 3 ： 2 NaOH + SO 2 ==== Na 2SO 3 + H 2O (6) 用步骤(5)制备的Na 2SO 3溶液与S 粉共煮制备Na 2S 2O 3 ： 电解 Na 2SO 3 + S ==== Na 2S 2O 3 3. 碱土金属碳酸盐的热分解反应如下： MCO 3(s) === MO(s) + CO 2(g) 根据下表中分解反应的热力学数据，计算它们的分解温度，总结碱土金属碳酸盐热稳定性的变化规律并简要说明原因。 碳酸盐 MgCO 3 CaCO 3 SrCO 3 BaCO 3 Δr H o (298 )/kJ ?mol -1 117 176 238 268 Δr S o (298 )/J ?mol -1?K -1 168 148 168 168 解：根据 Δr G o(T)＝Δr H o(298) - T ?Δr S o(298) ＝ 0 得 T ＝Δr H o(298)/Δr S o(298) 将表中数据带入上式求得各碱土金属碳酸盐的分解温度T 如下： 燃烧 电解 加热 加热
第15章碱金属与碱土金属 教学要求 1．掌握碱金属、碱土金属单质的性质，了解其结构、制备、存在及用途与性质的关系。 2．掌握碱金属、碱土金属氧化物的类型及重要氧化物的性质及用途。 3．了解碱金属、碱土金属氢氧化物溶解性和碱性的变化规律。 4．掌握碱金属、碱土金属重要盐类的性质及用途，了解盐类热稳定性、溶解性的变化规律。 教学时数4学时 15-1 碱金属和碱土金属的通性 碱金属元素原子的价电子层结构为ns1。因此，碱金属元素只有+1氧化态。碱金属原子最外层只有一个电子，次外层为8电子(Li为2电子)，对核电荷的屏蔽效应较强，所以这一个价电子离核校远，特别容易失去，因此，各周期元素的第一电离能以碱金属为最低。与同周期的元素比较，碱金属原子体积最大，只有一个成键电子，在固体中原子间的引力较小，所以它们的熔点、沸点、硬度、升华热都很低，并随着Li一Na—K一Rb一Cs的顺序而下降。随着原子量的增加(即原子半径增加)，电离能和电负性也依次降低，见表17—1。 碱金属性质的变化一般很有规律，但由于锂原子最小，所以有些性质表现特殊。事实上，除了它们的氧化态以外，锂及其化合物的性质与本族其它碱金属差别较大，而与周期表中锂的右下角元素镁有很多相似之处。 碱金属元素在化合时，多以形成离子键为特征，但在某些情况下也显共价性。气态双原子分子，如Na2、Cs2等就是以共价键结合的。碱金属元素形成化合物时，锂的共价倾向最大，铯最小。 与碱金属元素比较，碱土金属最外层有2个s电子。次外层电子数目和排列与相邻的
碱金属元素是相同的。由于核电荷相应增加了一个单位，对电子的引力要强一些，所以碱土金属的原子半径比相邻的碱金属要小些，电离能要大些，较难失去第一个价电子。失去第二个价电子的电离能约为第一电离能的一倍。从表面上看碱土金属要失去两个电子而形成二价正离子似乎很困难，实际上生成化合物时所释放的晶格能足以使它们失去第二个电子。它们的第三电离能约为第二电离能的4—8倍，要失去第三个电子很困难，因此，它们的主要氧化数是+2而不是+1和+3。由于上述原因，所以碱土金属的金属活泼性不如碱金属。比较它们的标准电极电势数值，也可以得到同样的结论。在这两族元素中，它们的原了半径和核电荷都由上而下逐渐增大，在这里，原子半径的影响是主要的，核对外层电子的引力逐渐减弱，失去电子的倾向逐渐增大，所以它们的金属活泼性由上而下逐渐增强。 碱金属和碱土金属团体均为金属晶格，碱土金属由于核外有2个有效成键电子，原于间距离较小，金属键强度较大，因此，它们的熔点、沸点和硬度均较碱金属高，导电性却低于碱金属。碱土金属的物理性质变化不如碱金属那么有规律，这是由于碱土金属晶格类型不是完全相同的缘故。碱金属皆为体立方晶格，碱土金属中，Be、Mg为六方晶格，Ca、Sr为面心立方晶格，Ba为体立方晶格。 这两族元素的离子各有不同的味道特征，如Li+离子味甜；K+、Na+离子味咸；Ba+离子味苦。 Li+离子的极化力是碱金属中最强的，它的溶剂化作用和形成共价的趋势异常的大，有人提出有“锂键”的存在，类似于氢键，如H—F···Li—F和（LiF2）2。 15-2 碱金属和碱土金属的单质 15-2-1 存在和制备 一、存在 由于碱金属和碱土金属的化学性质很活泼，所以它们只能以化合状态存在于自然界中。在碱金属中，钠和锂在地壳中分布很广，两者的丰度都为2.5%。主要矿物有钠长石Na[AlSi3O8]、和钾长石K[A1Si3O8]，光卤石KCl·MgCl2·6H 20及明矾石K2SO4·A12(SO4)3·24H2O等。海水中氯化钠的含量为2.7％，植物灰中也含有钾盐。锂的重要矿物为锂辉石Li2O·A1203 4SiO2，锂、铷和铯在自然界中储量较少且分散，被
第十七章碱金属和碱土金属 1．试根据碱金属和碱土金属元素的电子层构型说明它们化学活泼性的递变规律。 答：碱金属元素的价层结构为ns1，自上而下，随着原子序数的增加，半径增大，第一电离势减小，电负性变小，金属的活泼性依次增强。 2．试比较锂和钾；锂和镁的化学性质有哪些相似点和区别。 答：锂和钾的相似性：都是活泼金属。 不同点更多： 在空气中加热的产物MOH M2CO3MNO3受热MOH受热 锂：Li3N，Li2O 溶解性差热稳定性差Li2O，NO2，O2Li2O 钾：KO2 易溶稳定KNO2，O2不分解锂与镁有对角线相似性： 锂镁 在O2中加热：Li2O MgO 氢氧化物受热：Li2O MgO 碳酸盐受热：Li2O+CO2MgO+CO2 难溶于水的盐：LiF，Li2CO3，Li3PO4 MgF2,MgCO3,Mg3(PO4)2 硝酸盐受热：Li2O，NO2，O2 MgO，NO2，O2 镁的水合氯化物受热生成碱式盐。 区别：锂与冷水反应，但渐慢（因为生成溶解性差的LiOH）；镁与冷水不反应。3．金属钠是强还原剂，试写出它与下列物质的反应方程式： H2O，NH3，C2H5OH，Na2O2，NaOH2，NaNO2，MgO，TiCl4 答：2Na + 2H2O =2NaOH + H2↑ 2Na + 2NH3 = 2NaNH2 + H2↑ 2Na + 2C2H5OH = 2NaOC2H5 + H2↑ 2Na + Na2O2 = 2Na2O NaH催化 无水，450℃ 2Na + 2NaNO2(s) 4Na2O + N 2Na + MgO = Mg + Na2O
2Na + TiCl 4 = Ti +4NaCl 4．写出过氧化钠和下列物质的反应式： NaCrO 2，CO 2，H 2O ，H 2SO 4 答：2NaCrO 2 +3Na 2O 2 +2H 2O = 2Na 2CrO 4 + 4NaOH 3Na 2O 2 +2CO 2 = 2Na 2CO 3 +3O 2 Na 2O 2 + H 2O H 2O 2 + 2NaOH 冷2Na 2O 2 + 2H 2O 4NaOH +O Na 2O 2 + H 2SO 4 冷Na 2SO 4 + H 2O 2 5．写出氢氧化钠和氢氧化钙的主要化学性质和用途。 答：氢氧化钠主要的化学性质是强碱性，主要用作工业原料：①分解矿样：硅酸盐等矿样的分解；②用于造纸业：分解纤维，造纸浆；③制造玻璃；④生产肥皂；⑤用于石油工业等。 氢氧化钙的突出性质有较强的碱性，溶解性差。主要用于工业方面：①制悬浮液即石灰乳来生产漂白粉；②调节溶液的pH 值来分离某些物质；③用于建筑材料；④用于树干杀虫。 6．写出以食盐为原料制备金属钠、氢氧化钠、过氧化钠、碳酸钠的过程，并写出它们的化学反应方程式。 答： O H CO Na CO NaOH O Na O Na Cl H NaOH O H NaCl Cl Na NaCl 23222 2222222222222+→+??→?+↑ +↑+??→?+↑ +??→?点燃电解电解 2Na 2O 2 + 2CO 2 = 2Na 2CO 3 + O 2↑ 7．碱土金属的熔点比碱金属的高，硬度比碱金属的大，试说明原因。 答：碱土金属有2个价电子，金属键强，所以熔点、硬度均比ⅠA 金属的高。 8．钙在空气中燃烧所得的产物与水反应时放出大量的热，并能嗅到氨的气味。试以化学反应方程式表示这些反应。 答： 3Ca+N 2=Ca 3N 2； Ca 3N 2 + 6H 2O = 3Ca(OH)2 + 2NH 3↑ 9．为什么元素铍与其它非金属成键时，化学键带有较大的共价性，而其它碱土元素与非金属所成的键则带有较大的离子性？ 答：铍与锂的半径小，铍的第Ⅰ、Ⅱ电离势高，形成的化合物有较大的共价性，而ⅡA 的其它金属半径渐大，电离能渐小，与非金属形成的化合物离子性强。如氯化物、硫化物等。
碱金属和碱土金属 1.试说明为什么Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+的水合热依次减弱？ 2.某酸性BaCl2溶液中含少量FeCl3杂质。用Ba(OH)2或BaCO3调节溶液的pH值，均可把Fe3+沉淀为Fe(OH)3而除去。为什么？利用平衡移动原理进行讨论。 3.试解释为什么碱金属的液氨溶液，（1）有高的导电性；（2）是顺磁性的；（3）稀溶液呈兰色。 4.Rb2SO4的晶格能是－1729kJ·mol－1，溶解热是＋24kJ·mol－1，利用这些数据求SO42－的水合热（已知Rb+的水合热为－289.5kJ·mol－1）. 5.根据下图，可以由重晶石(BaSO4)作为原料，来制造金属钡及一些钡的化合物。试回答下列一些问题： C Na2CO3 C BaSO4BaS BaCO3 加热 BaO2 HCl HNO3H2O Al Ba Na2NO3 加热 BaCl2·2H2O Ba(NO3)2Ba(OH)2 （1）现拟从重晶石制备BaCl2·2H2O。问应该采用哪些步骤，写出其化学方程式，并说明完成反应的理由。 （2）为何不能从BaS与硝酸作用直接制备Ba(NO3)2？ （3）为何工业上不采用BaCO3直接加热分解方法来制备BaO？ 6.利用下列数据计算KF和KI的晶格能。（单位kJ·mol－1） K＋（g）F－（g）I－（g） 水合能（kJ·mol－1）－360.2 －486.2 －268.6 KF KI 溶解热（kJ·mol－1）－17.6 20.5
由计算结果再联系有关理论加以讨论。 7.讨论Li＋、Na＋、K＋、Rb＋、Cs＋系列在水溶液的迁移率大小顺序？若在熔融盐中是否具有相同的顺序？ 8.Na2O2可作为潜水密闭舱中的供氧剂,这是根据它的什么特点？写出有关反应式。 9.写出M2O、M2O2、MO2与水反应的方程式，并加以比较。 10.如何用离子势概念说明碱金属、碱土金属氢氧化物的碱性是随M＋、M2＋离子半径的增大增强。 11.如何证明碱金属氢化物中的氢是带负电的组分？预测CaH2、LiH与水反应的产物？ 12.什么叫对角线规则？引起Li～Mg、Be～Al、B～Si三对元素性质上相似的原因是什么？ 13.下列每对化合物中，哪一个在水中的溶解度可能更大些？ （1）SrSO4与MgSO4（2）NaF与NaBF4 14.试从热力学观点定性说明，为什么碱土金属碳酸盐随着金属元素原子序数的增加，分解温度升高。 15.求MgCO3与NH4Cl水溶液反应的K＝？由此说明MgCO3能否溶于NH4Cl溶液？ 16.解释下列事实： （1）尽管锂的电离能比铯大，但E?Li＋/Li却比E?Cs＋/Cs的小。 （2）LiCl能溶于有机溶剂，而NaCl则不溶。 （3）为什么Li＋与Cs＋相比，前者在水中有低的迁移率和低的电导性？这与Li的半径特别小是否矛盾？ （4）电解熔融的NaCl为什么常加入CaCl2？试从热力学观点出发加以解释。 （5）在＋1价阳离子中Li＋有最大的水合能。 （6）CsI3的稳定性高于NaI3。 （7）碱土金属熔点比相应碱金属高，硬度大？ （8）当悬浮于水中的草酸钙溶液中，加入EDTA的钠盐时，草酸钙便发生溶解？ 17.用最简便的方法鉴别下列各组物质？ （1）LiCl与NaCl （2）CaH2与CaCl2 （3）NaOH与Ba(OH)2 （4）CaCO3与Ca(HSO3)2 （5）NaNO3与Na2S2O3
新乡医学院无机化学实验课教案首页 授课教师姓名及职称： 新乡医学院化学教研室年月日
实验碱金属和碱土金属（I-II） 一、实验目的 1．了解金属镁和氢氧化镁的性质； 2．比较镁、钙、钡难溶盐的生成和性质； 3．掌握钠、钾的鉴定方法。 二、实验原理 周期系第ⅠA族元素称为碱金属元素，价电子层结构为ns1；周期系第ⅡA族元素称为碱土金属元素，价电子层结构为ns2。这两族元素是周期系中最典型的金属元素，化学性质非常活泼，其单质都是强还原剂。 除LiOH为中强碱外，碱金属氢氧化物都是易溶的强碱。碱土金属氢氧化物的碱性小于碱金属氢氧化物，在水中的溶解度也较小，都能从溶液中沉淀析出。 碱金属盐多数易溶于水，只有少数几种盐难溶（如醋酸铀酰锌钠、四苯硼酸钠等），可利用它们的难溶性来鉴定Na+、K+离子。 在碱土金属盐中，硝酸盐、卤化物（氟化物除外）、醋酸盐易溶于水；碳酸盐、硫酸盐、草酸盐、磷酸盐等难溶。可利用难溶盐的生成和溶解性的差异来鉴定Mg2+、Ca2+、Ba2+离子。 三、实验用品（略） 四、实验内容 （一）金属镁和氢氧化镁的性质 1．在2支试管中分别加入少量镁粉及蒸馏水约2mL，加热其中一支试管2～3min再分别加入酚酞指示剂1滴，观察溶液颜色变化，解释原因并写出反应式。 2．在2支试管中各加入0.1mol·L-1MgSO4溶液5滴，再分别滴加2mol·L-1NaOH溶液2～3滴，观察现象。然后在两试管中分别加入3mol·L-1NH4Cl溶液和2mol·L-1HCl数滴，观察现象并写出反应式。 （二）镁、钙、钡难溶盐的生成和性质 1．硫酸盐溶解度的比较 在3支试管中分别加入5滴0.1mol·L-1MgCl2、0.1mol·L-1CaCl2、0.1mol·L-1 BaCl2，然
第十八章 氢 稀有气体 总体目标： 1.掌握氢及氢化物的性质和化学性质 2.了解稀有气体单质的性质及用途 3.了解稀有气体化合物的性质和结构特点 各节目标： 第一节 氢 1.掌握氢的三种成键方式 2.掌握氢的性质、实验室和工业制法及用途 3.了解离子型氢化物、分子型氢化物和金属性氢化物的主要性质 第二节 稀有气体 1.了解稀有气体的性质和用途 2.了解稀有气体化合物的空间构型 习题 一 选择题 1.稀有气体不易液化是因为（ ） A.它们的原子半径大 B.它们不是偶极分子 C.它们仅仅存在较小的色散力而使之凝聚 D.它们价电子层已充满 2.用VSEPR 理论判断，中心原子价电子层中的电子对数为3的是（ ） A .PF 3 3 C.-34PO D.-3NO 3.用价电子对互斥理论判断，中心原子周围的电子对数为3的是（ ）(吴成鉴《无机化学学习指导》) 3 C .XeF 4 D. PF 5 4.用价电子对互斥理论判断，中心原子价电子层中的电子对数为6的是（ ） B. SF 6 C.-34AsO D. BF 3 5. XeF 2的空间构型是（ ） A.三角双锥 B.角形 C. T 形 D.直线型
6.下列稀有气体的沸点最高的是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》) A.氪 B.氡 C.氦 D.氙 7.能与氢形成离子型氢化物的是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》) A.活泼的非金属 B.大多数元素 C.不活泼金属 D.碱金属与碱土金属 8.稀有气体原名惰性气体，这是因为（） A.它们完全不与其它单质或化合物发生化学反应 B.它们的原子结构很稳定，电离势很大，电子亲合势很小，不易发生化学反应 C.它们的价电子已全部成对 D.它们的原子半径大 9．下列各对元素中，化学性质最相似的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) 与Mg 与Al C Li与Be 与Al 10.下列元素中，第一电离能最小的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) C. Na 11.下列化合物中，在水中的溶解度最小的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) 12.下列氢化物中，最稳定的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) 13.下列化合物中，键能最大的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) 3C 14．合成出来的第一个稀有气体化合物是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) 4C[PtF6] 15.下列化合物中，具有顺磁性的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) 16.下列叙述中错误的是（）(大连理工大学《无机化学习题详解》)
第十八章铜副族和锌副族 总体目标： 1.掌握铜副族和锌副族元素单质的性质和用途 2.掌握铜、银、锌、汞的氧化物、氢氧化物、重要盐类以及配位化合物的生成与性质 3.掌握Cu（Ⅰ）、Cu（Ⅱ）；Hg(Ⅰ)、Hg(Ⅱ)之间的相互转化 各节目标： 第一节铜副族元素 1.掌握铜副族元素单质的性质、用途和提取方法 2.掌握Cu（Ⅰ）、Cu（Ⅱ）化合物的性质以及Cu（Ⅰ）与Cu（Ⅱ）之间的相互转化 3.了解Ag(Ⅰ)化合物，主要有氢氧化物、氧化物、卤化物和配位化合物的重要性质 4.了解Au（Ⅲ）化合物的性质 第二节锌副族元素 1.掌握锌副族元素单质的性质和提取方法 2.了解锌和镉的氧化物、氢氧化物、硫化物、氯化物的主要性质 3.掌握Hg(Ⅰ)、Hg(Ⅱ)化合物的性质以及Hg(Ⅰ)与Hg(Ⅱ)之间的相互转化 习题 一、选择题 1.下列金属中，最不活泼的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A.Cu B. Ag C. Zn D.Hg 2.与银反应能置换出氢气的的稀酸是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A. 硫酸 B. 盐酸 C. 硝酸 D.氢碘酸 3．为除去铜粉中少量氧化铜，应采取的操作是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A. 浓盐酸洗 B. KCN溶液洗 C. 稀硝酸洗 D. 稀硫酸洗 4.下列化合物，在硝酸和氨水中都能溶解的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A. AgCl B. Ag2CrO4 C.HgCl2 D. CuS 5．下列化合物中颜色最浅的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A. Ag3PO4 B.CuI C.AuCl D. HgO
6.下列化合物中，在氨水、盐酸、氢氧化钠溶液中均不溶解的好是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A. ZnCl2 B. CuCl2 C. Hg2Cl2 D. AgCl 7．关于CuCl2性质的叙述，错误的是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》) A．是离子型化合物 B.是链状结构 C. 与HCl反应可生成配合物 D. 不论晶体还是水溶液均有颜色 8.向CuSO4入氨水的过程中，可能得到（）(吴成鉴《无机化学学习指导》) A. Cu(OH)2. B.Cu2(OH)2SO4 C. [Cu(NH3)4]2+ D.[Cu(H2O)4]2+ 9.下列物质不能产生黑色物质的是( ) (吴成鉴《无机化学学习指导》) A.Cu在干燥的空气中加热至773K B. Ag与含H2S的空气接触 C. AgBr见光 D. ZnO在H2S气流中加热 10．往含有Ag+、Cd2+、Al3+、Hg22+的溶液中滴加稀盐酸能析出沉淀的是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》) A.Al3+和Cd2+ B.Ag+和Hg22+ C.Ag+和Cd2+D只有.Ag+ 11. 能区分Zn2+和Al3+的下列试剂是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》) A. NaOH B. HCl C. Na2CO3 D. NH3.H2O 12.AgX的颜色随卤素原子序数的增大而加深，可解释这一现象的理论是（）黑 龙江 A. 杂化轨道 B. 分子间作用力. C.溶剂化 D. 离子极化 13.下列氢氧化物最不稳定的是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》) A.Cu(OH)2 B.Zn(OH)2 C.Cd(OH)2 D.AgOH 14.锌比铜化学活泼性强，从能量变化角度分析是因为（）(吴成鉴《无机化学学习指导》) A. 锌的电离势比铜的电离势小 B.锌的升华热比铜的升华热较小 C. 锌的升华热比铜的升华热大 D. 锌的水合热比铜的水合热大 15.下列分子中，具有顺磁性的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A. CuCl B. CuCl2 C. Hg2Cl2 D. HgCl2 16.除去ZnSO4溶液中所含的少量CuSO4，最好选用下列试剂中的（） (大连理工大学《无机化学习题详解》) A.NH3.H2O B.NaOH C.Zn D.H2S
无机化学实验 实验二十二碱金属和碱土金属 [实验目的] 比较碱金属、碱土金属的活泼性。试验并比较碱土金属氢氧化物和盐类的溶解性。练习焰色反应并熟悉使用金属钾、钠的安全措施。 [实验用品] 仪器：烧杯、试管、小刀、镊子、坩埚、坩埚钳、离心机 固体药品：钠、钾、镁条、醋酸钠 液体药品：汞、NaCl(1mol·L-1)、KCl(lmol·L-1)、MgC12·L-1)、CaC12·L-1)、BaC12·L-1)、新配制的NaOH(2mol·L-1)、氨水(6mol·L-1)、NH4Cl(饱和)、Na2CO3·L-1、饱和)、HCl(2mol·L-1)、HAc(2mol·L-1、6mol·L-1)、 HNO3(浓)、Na2SO4·L-1)、CaSO4(饱和)、K2CrO4·L-1)、KSb(OH)6(饱和)、(NH4)2C2O4(饱和)、 NaHC4H4O6(饱和)、AlCl3·L-1) 材料：铂丝(或镍铬丝)、pH试纸、钴玻璃、滤纸 [实验内容] 一、钠、钾、镁的性质 1．钠与空气中氧的作用 用镊子取一小块金属钠（绿豆大），用滤纸吸干其表面的煤油，切去表面的氧化膜，立即置于坩埚中加热。当钠开始燃烧时，停止加热。观察反应情况和产物的颜色、状态。冷却后，往坩埚中加入2ml蒸馏水使产物溶解，然后把溶液转移到一支试管中，用pH试纸测定溶液的酸碱性。再用2mol·L-1H2SO4酸化，滴加1～２滴·L-1KMnO4溶液。观察紫色是否褪去。由此说明水溶液是有H2O2，从而推知钠在空气中燃烧是否有Na2O2生成。写出以上有关反应方程式。 现象和解释 2Na + O2Na2O2黄色粉末 Na2O2 + 2H2O == H2O2++ 2NaOH 5H2O2 + 2MnO4- + 6H+ == 2Mn2+ + 8H2O + 5O2 2、钠、钾、镁与水的作用 用镊子取一小块金属钾和金属钠，用滤纸吸干其表面的煤油，切去表面的氧化膜，立即将它们分别放入盛水的烧杯中。可将事先准备好的合适漏斗倒扣在烧杯上，以确保安全。观察两者与水反应的情况，并进行比较。反应终止后，滴入1～2滴酚酞试剂，检验溶液的酸碱性。根据反应进行的剧烈程度，说明钠、钾的金属活泼性。写出反应式。
第十一二章碱金属和碱土金属 总体目标： 1.掌握碱金属、碱土金属单质的性质，了解其性质、存在、制备及用途之间的关系 2.掌握碱金属、碱土金属氧化物的类型及重要氧化物的性质及用途 3.掌握碱金属、碱土金属氢氧化物溶解性和碱性的变化规律 4.掌握碱金属、碱土金属盐类的性质；认识锂和镁的相似性 各节目标： 第一节金属单质 1.了解碱金属和碱土金属单质的物理性质，包括颜色、状态、熔点、沸点、硬度、密度、导电性 2.掌握碱金属和碱土金属单质的化学性质，主要包括：①与水的反应②与非金属的反应（O2、Cl2、N2、H2等等）③与液氨的反应④与其他物质反应 3.了解碱金属和碱土金属的存在、熔盐电解法和热还原法制备方法及用途 第二节含氧化合物 1.掌握碱金属、碱土金属氧化物的类型，包括普通氧化物、过氧化物、超氧化物和臭氧化物及一些重要氧化物的性质和用途 2.掌握碱金属、碱土金属氢氧化物在同族从上到下溶解性增大及随离子半径的增大碱性增强的变化规律 第三节盐类 1.掌握碱金属、碱土金属重要盐类的热稳定性和溶解性的变化规律及用途 2.认识锂和镁的相似性，掌握它们的特性 Ⅱ习题 一选择题 ⒈下列氮化物中最稳定的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A. Li3N B. Na3N C. K3N D. Ba3N2 ⒉已知一碱金属含氧化合物，遇水、遇CO2均可放出氧气，在过量氧气中加此 碱金属，可直接生成该含氧化合物，此氧化物之阴离子具有抗磁性，此物质为（）
A.正常氧化物 B.过氧化物 C.超氧化物 D.臭氧化物 ⒊超氧离子-2O ，过氧离子-22O 与氧分子O 2相比较，稳定性低的原因是（ ） A. -2O 、-22O 反键轨道上的电子比O 2的少，从而它们的键级小 B. -2O 、-22O 反键轨道上的电子比O 2的少，从而它们的键级大 C. -2O 、-22O 反键轨道上的电子比O 2的多，从而它们的键级小 D. -2O 、-22O 反键轨道上的电子比O 2的多，从而它们的键级大 ⒋电解熔融盐制金属钠所用的原料是氯化钠和氯化钙的混合物，在电解过程中阴极析出的是钠而不是钙，这是因为（ ） A.)/()/(200Ca Ca Na Na ++>??，钠应先析出 B.还原一个钙离子需要2个电子，而还原一个钠离子只需一个电子， C.在高温熔融条件下，金属钠的析出电位比金属钙低 D.析出钙的耗电量大于析出钠的耗电量 ⒌已知)/()/(00Na Na Li Li ++>??，这是由于（ ） A.锂的电离能大于钾、钠 B.锂与水的反应速度较钾、钠与水的更为强烈 C.锂与水的反应速度较钾、钠与水的更为缓慢 D.Li 的水化能大于Na +和K +的水化能 ⒍碱金属氢氧化物的溶解度较碱土金属氢氧化物为大，这是由于（ ） A.它们的氢氧化物碱性强 B.它们的氢氧化物电离度大 C.碱金属离子的离子势大 D.碱金属离子的电离势小 ⒎锂和镁性质上的相似性是由于（ ） A.锂、镁的离子极化能力相似 B.锂、镁的离子变形性相似 C.两者离子均为8电子层构型 D.两者离子半径相近、离子电荷相同 ⒏下列硫酸盐中热稳定性最高者是（ ） A. Fe 2（SO 4）3 B. K 2SO 4 C. BeSO 4 D. MgSO 4 ⒐用金属钠在高温下能把KCl 中的K 还原出来，原因是（ ） A.金属钠比金属钾更活泼
第十七章 碱金属和碱土金属 1． 试根据碱金属和碱土金属得电子层构型说明它们化学活泼性得递变规律。 答：电子层数从上到下逐渐增多，核对最外层电子的引力逐渐减弱，因此，化学活泼性从上到 下越来越强。 2． 试比较锂和钾；锂和镁得化学性质又哪些相似点和区别。 答：氢氧化钾可溶，而氢氧化锂微溶。锂和镁具有对角线规律的相似性。 3． 金属钠是强还原剂，试写出它与下列物质得化学反应方程式： H 2O, NH 3, C 2H 5OH, Na 2O 2, NaOH, NaNO 2, MgO, TiCl 4 答：2Na+2H 2O=2NaOH+H 2 2Na+2C 2H 5OH=2C 2H 5ONa+H 2 Na+MgO=Na 2O+Mg 4Na+TiCl 4=Ti+4NaCl 2Na+2NH 3=2NaNH 2+H 2 2Na+Na 2O 2=2Na 2O 4． 写出过氧化钠和下列物质的反应式： NaCrO 2, CO 2, H 2O, H 2SO 4(稀) 答：2Na 2O 2+2CO 2=2Na 2CO 3+O 2 3Na 2O 2+2NaCrO 2+2H 2O=2Na 2CrO 4+4NaOH 5． 写出氢氧化钠和氢氧化钙的主要化学性质和用途。 答：(1）同两性金属反应； （2）同非金属硼、硅反应； （3）同卤素等非金属时，非金属发生歧化； （4）能与酸反应进行中和反应，生成盐和水； （5）与酸性氧化物反应生成盐和水。 氢氧化钠的用途是常用于矿物原料和硅酸盐试样的分解。 氢氧化钙的用途是在工业上往往是使用它的悬浮液，即石灰乳。 6． 写出以食盐为原料制备金属钠、氢氧化钠、过氧化钠、碳酸钠的过程，并写出它们的化 学反应方程式。 答： O H CO Na CO NaOH O Na O Na Cl H NaOH O H NaCl Cl Na NaCl 23222 2222222222222+→+??→?+↑ +↑+??→?+↑ +??→?点燃电解电解 7． 碱土金属的熔点比碱金属的高，硬度比碱金属的大，试说明其原因。 答：碱土金属有两个价电子，碱金属只有一个价电子，碱土金属的金属键比相应的碱金属的 金属键强，所以，碱土金属的熔点，硬度均比相应的碱金属高。
第17章碱金属和碱土金属习题目录 一判断题；二选择题；三填空题；四完成反应方程式；五计算和解释 一判断题(返回目录) 1 重水是由H和18O组成的水。（） 2 氢在自然界中主要以单质形式存在。（） 3 由于H2是双原子分子，所以H2比He的扩散速率小。（） 4 氢气是最轻的单质，所以它的熔点和沸点在所有单质中最低。（） 5 因为氢分子的极化率大于氦分子的极化率，所以氢的熔点比氦高。（） 6 常温下H2的化学性质不很活泼，其原因之一是H-H键键能较大。（） 7 在HMn(CO)5中，H原子与Mn原子以Mn-H键相结合。（） 8 在H[Cr(CO)5]2分子中存在着Cr-H-Cr氢桥键。（）。 9 如果某氢化物的水溶液为碱性，则此氢化物必为离子型氢化物。（） 10 碱金属氢化物都具有NaCl型晶体结构。（） 11 H-在水溶液中不能存在。（） 12 通常，s区元素只有一种稳定的氧化态。（） 13 由于s区、p区元素性质活泼，它们都不能以单质的形式存在于自然界。（） 14 s区元素在自然界不以单质形式存在。（） 15 金属钙保存在煤油中。（） 16 由于s区元素单质的密度很小，它们都可以浸在煤油中保存。（） 17 碱金属熔点的高低次序为Li>Na>K>Rb>Cs。（） 18 碱土金属的E(M2+/M)从Be到Ba依次变大。（） 19 N2只能与碱土金属直接作用形成氮化物。（） 20 在周期表中，处于对角线位置的元素性质相似，这称为对角线规则。（） 21 所有碱金属和碱土金属都能形成稳定的过氧化物。（） 22 s区元素形成的化合物大多是离子型化合物。（） 23 由于E(Li+/Li)最小，所以锂是金属性最强的元素。（） 24 碱土金属氢化物的熔点比同周期碱金属的氢化物熔点高。（） 25 碱金属的所有盐类都是无色的。（）