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
§1.单质
一.制备
二单质的性质
§2.碱金属和碱土金属的化合物一.氧化物
二氢氧化物
三盐类
1. 难溶盐(溶解度较小的盐)
碱土金属的硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、草酸盐;
还有: CaF2萤石(无色透明), SrCrO4 (黄), BaCrO4 (黄).
KHC4H4O6酒石酸氢钾
KClO4高氯酸钾
K2Na[Co(NO2)6] 六硝基合钴(III)酸钠钾
K2PtCl6六氯合铂(IV)酸钾
Rb2SnCl6六氯合锡(IV)酸铷2. 硫酸钡的转化和利用
用盐酸或硝酸酸化, 得可溶性钡盐:
3. 结晶水合盐类的脱水
CuSO4·5H2O --- CuSO4 + 5H2O
HgCl2·6H2O --- Hg(OH)Cl + HCl + 5H2O
阳离子易水解, 同时阴离子又生成挥发性酸时, 加热脱水不能得无水盐, 而得到碱式盐, 原则上要用HCl气氛保护.
MgCl2·6H2O ---MgCl2 +
§3.锂、铍的特殊性一.锂的特性
二铍和铝的相似性
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 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
过渡元素（二） 1.试回答和解释下列事实： （1）PdCl 2·2PF 3比PdCl 2·2NH 3稳定？而BF 3·NH 3却比BF 3·PF 3稳定得多？这是为什么？ （2）相应的化学式为PtCl 2(NH 3)2的固体有两种异构体（顺、反），它们的颜色不同，一种 是棕黄色，另一种是淡黄色；它们在水中的溶解度也有差别，其中溶解度较大的应是哪一种？为什么？ （3）钌和锇的四氧化物都是低熔点的固体（RuO 4为298K 、OsO 4为314K ），试加以解释。 （4）ZrO 2的碱性比TiO 2强，为什么？ （5）Nb 和Ta 的原子半径几乎相同，为什么？ 2.Pt(NH 3)2(NO 3)2有α和β两种构形。α形与草酸反应生成Pt(NH 3)2C 2O 4，但β形与草酸反应得到的反应产物却是Pt(NH 3)2(C 2O 4H)2。为什么会出现不同的反应产物？用什么物理方法来区分α形和β形。请画出这两种配合物的结构式。 3.完成下列方程式 （1）Pt ＋HNO 3＋HCl → （2）PdCl 2＋CO ＋H 2O → （3）K 2PtCl 6＋K 2C 2O 4 → （4）MoO 42－＋Zn 2＋＋H ＋ → （5）Mo 3＋ ＋NCS － → （6）(NH 4)2PtCl 6 → （7）K 2PtCl 6＋N 2H 2·2HCl → （8）ZrCl 4＋H 2O → （9）PtF 6＋Xe → （10）Ru ＋KClO 3＋KOH → （11）MoO 3＋NaOH → （12）WO 3＋NaOH → （13）WO 3·nH 2O → （14）(NH 4)2ZrF 6 → 4.Zr 和Hf 有何宝贵的特征？基于这些特性有哪些主要用途？ 5.锌汞齐能将钒酸盐中的钒（V ）还原至钒（II ），将铌酸盐中的铌（V ）还原至铌（IV ），但 △ △ △ △
第十五章碱金属碱土金属习题 一、选择题 1.在下列性质中,碱金属比碱土金属高(或大)的是( ) A. 熔点 B. 沸点 C. 硬度 D. 半径 2.下列性质中,碱金属和碱土金属都不具有的是( ) A. 与水剧烈反应 B. 与酸反应 C. 与碱反应 D. 与强还原剂反应 3.ⅠA,ⅡA族元素的电离势,电负性和分子中共价键的强度随着原子序数的增 加而( ) A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 无法推测 D. 变化不大 4.下列原子中哪一种原子第一电离势最大( ) A. Na B. Li C. Be D. Mg 5.碱土金属与碱金属相比较,碱土金属比相邻的碱金属多一个电子,即增加了一个 单位的核电荷,所以 A. 碱土金属原子半径比相邻的碱金属大些 B. 电离势大 C. 较易失去第一个电子 D. 比碱金属更活泼 6.下列元素中形成化合物时,共价倾向最小的是( ) A. Be B. Li C. Ba D. Cs 7.最轻的金属是以下金属中的( ) A. Be B. Li C. Na D. Mg 8.下列金属单质不能保存在煤油里的是( ) A. Li B. Na C. K D. Rb 9.金属钠应保存在( )
A. 酒精中 B. 液氨中 C. 煤油中 D. 空气中 10.下列金属单质表现两性的是( ) A. Li B. Mg C. Ba D. Be 11.因为,所以钠的化学性质比锂更活泼,此说 法( ) A. 因对果对 B. 因对果错 C. 因错果对 D. 因错果错 12.下列反应式所表示的反应与实验事实不符的是( ) 高温 2MgO+Si 燃烧 高温 Ti+4NaCl 13.可用于吸收酒精中水分的氧化物是( ) 14.因为Na2O2有强碱性,所以熔融Na=2时不宜采用的器皿是( ) A.铁器皿 B. 镍制器皿 C. 瓷制或石英器皿 D. 以上都不行 15.下列碱土金属氧化物中,硬度最大的是( ) A. CaO B. BaO C. MgO D. BeO 16.下列过氧化物中至今尚未发现的是( ) 17.下列氧化物不属于超氧化物的是( ) 18.实验室中用H2SO4与如下物质作用制备H2O2,这种物质是( )
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 △
班级 姓名 分数 一、选择题 ( 共18题 35分 ) 1. 2 分 InCl 2为逆磁性化合物，其中In 的化合价为…………………………………………（ ） (A) +1 (B) +2 (C) +3 (D) +1和+3 2. 2 分 下列氢化物中，在室温下与水反应不产生氢气的是…………………………………（ ） (A) LiAlH 4 (B) CaH 2 (C) SiH 4 (D) NH 3 3. 2 分 和水反应得不到H 2O 2的是……………………………………………………………（ ） (A) K 2O 2 (B) Na 2O 2 (C) KO 2 (D) KO 3 4. 2 分 下列物质的水解产物中既有酸又有碱的是………………………………………… （ ） (A) Mg 3N 2 (B) SbCl 5 (C) POCl 3 (D) NCl 3 5. 2 分 有关H 3PO 4、H 3PO 3、H 3PO 2不正确的论述是…………………………………（ ） (A) 氧化态分别是+5，+3，+1 (B) P 原子是四面体几何构型的中心 (C) 三种酸在水中的离解度相近 (D) 都是三元酸 6. 2 分 下列各组化合物中，都有颜色的一组化合物是…………………………………… （ ） (A) SiCl 4，SnCl 4，PbO (B) CCl 4，NO 2，HgI 2 (C) SiC ，B 2H 6，N 2O 4 (D) PbO 2，PbI 2，SnS 7. 2 分 下列化合物中最稳定的是…………………………………………………………… （ ） (A) Li 2O 2 (B) Na 2O 2 (C) K 2O 2 (D) Rb 2O 2 8. 2 分 1 mol 下列各物质溶于1 dm 3水中，生成的溶液 中H + 浓度最高的是……………（ ） (A) SO 3 (B) P 4O 10 (C) HF (D) MgH 2 厦门大学“无机化学（二）”课程试卷 化学化工学院化学、材料系2004年级化学各专业 试卷类型：（A 卷）
卤素 1. 为什么氟的电子亲合能比氯小？为什么氟与氯比较仍然是强的氧化剂？ 2.从下列几方面考虑氟在卤素中有哪些特殊性？ （1）氟呈现的氧化态与其他卤素是否相同？ （2）F2与水和碱溶液的反应与其他卤素有什么不同？ （3）制备F2时能否采用一般氧化剂将F－离子氧化？为什么？ （4）氢氟酸同硅酸作用的产物是什么？ （5）氟与氧的化合物与其他卤素与氧的化合物有何不同？ 3. 电解制氟中，为什么不用KF的水溶液，也不用熔融的KF？为什么不采用无水液态HF 电解？ 4.如何从海水提取溴和溴酸？写出有关的化学反应方程式？ 5.讨论I2O5的制备方法，结构和它在分析化学上的应用？ 6.写出Cl2、Br2、I2、(CN)2、(SCN)2在碱性溶液中的歧化反应式。比较Cl2、Br2、I2在不 同温度下歧化产物有什么不同？ 7.卤化氢中HF极性很强，熔沸点最高，但其水溶液的酸性却最小，试分析其原因。 8.写出BrCl、BrF3、ICl3、IF5、IF7的水解反应方程式。 9.在卤素互化物中，较轻卤原子的数目为什么总是奇数？ 10.实验观察到多卤化铷没有相应的多卤化铯的热稳定性高，试加以说明。 11.利用电极电势解释下列现象：在淀粉碘化钾溶液中加入少量NaClO时，得到蓝色溶液A， 加入过量NaClO时，得到无色溶液B，然后酸化之，并加少量固体Na2SO3于B溶液，则A的蓝色复现，当Na2SO3过量时蓝色又褪去成为无色溶液C，再加入NaIO3溶液蓝色的A溶液又出现。指出A、B、C各为何种物质，并写出各步的反应方程式。 12.写出以NaCl为基本原料制备下列试剂的反应方程式（可加其他试剂）。 Cl2、NaClO3、NaClO4、HClO4、KClO3、KClO4、HClO 、漂白粉 13.确定下列分子或离子的结构 [ICl2]－、H5IO6、[IF4]＋、Cl2O7、[ICl4]－、SCl3＋、IF7、ClO2、 ClO3－、I3－、ClF3、BrF5 14.完成和配平下列反应式： （1）Cl2＋KI＋KOH →
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
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
第十五章 s区元素 一、教学基本要求 1. 了解s区元素的物理性质和化学性质，能解释碱金属与水、醇和液氨反应的不同； 2. 了解主要元素的矿物资源及单质的制备方法，特别注意钾和钠制备方法的不同； 3. 了解s区元素的氢化物、氧化物、氢氧化物的性质，特别注意氢氧化物的碱性变化 规律； 4. 了解s区元素的重要盐类化合物，特别注意盐类溶解性的热力学解释； 5. 会用离子极化理论解释碳酸盐分解规律； 6. 了解对角线规则和锂、铍的特殊性。 二、要点 1. 汞齐(amalgam ) 又称汞合金，汞的特性之一是能溶解除铁以外的许多金属而生成汞齐。汞与一种 或几种金属形成汞齐时，含汞少时是固体，含汞多时是液体。天然的有金汞齐，银 汞齐，人工制备的有：钠汞齐、钾汞齐、锌汞齐、锡汞齐、铅汞齐等。 2. 熔盐电解法(Molten-salt electrolysis) 指以熔融态盐类为原料的电解方法，常用于制备不能由水溶液中制备的金属，如碱金属、碱土金属以及钍、钽混合稀土金属的生产。有时为降低熔体的熔点，节 省电能，须加入一定量的助熔剂。 3. 热还原法(Thermo-deoxidization) 用化学活性较强的金属，将被还原的金属从其化合物中置换出来，以制备金属或其 合金的方法。 4. 冠醚(Crown ether) 分子结构类似皇冠的“大环多醚”。最常用的有18-冠-6 (如下图中的a)、二环己基 -18-冠-6及二苯基18-冠-6等。冠醚对K+、Na+及其他阳离子有很强的选择性络合 ,F- )，提 K + X- 表示( X=MnO 4高了裸阴离子的活性。冠醚在有机合成中常用作“相转移反应的催化剂”。 5.穴醚(Cryptant) 分子结构类似地穴的“大环多醚”。穴醚几乎能够实现对K+和Na+离子的完全 分离,选择性可高达105:1。如下图中的(b) (c)所示。 (a) (b) (c)
第20章s区金属（ⅠA、ⅡA ） [教学要求] 1．掌握碱金属、碱土金属单质的性质，了解其存在、制备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。[教学重点] 1．碱金属、碱土金属的单质、氧化物、氢氧化物、重要盐类的性质。 2．碱金属、碱土金属性质递变的规律。 [教学难点] 碱金属、碱土金属的氢氧化物性质递变规律。 [教学时数] 2学时(课堂讨论课) [主要内容] 1．碱金属、碱土金属的通性。 2．碱金属、碱土金属单质的性质、制法及用途。 3．碱金属、碱土金属的氧化物、氢氧化物、氢化物、盐类、配合物的性质。 [教学内容] 碱金属和碱土金属是周期表ⅠA族和ⅡA族元素。ⅠA族包括锂、钠、钾、铷、铯、钫六种金属元素。它们的氧化物溶于水呈碱性，所以称为碱金属。ⅡA族包括铍、镁、钙、锶、钡、镭六种金属元素。由于钙、锶、钡的氧化物在性质上介于“碱性的”和“土性的”（以前把粘土的主要成分，既难溶于水又难熔融的Al2O3称为“土”）之间。其中锂、铷、铯、铍是希有金属，钫和镭是放射性元素。钠、钾、镁、钙和钡在地壳内蕴藏较丰富，它们的单质和化合物用途广泛。 20-1 通性 1 结构：ns1-2 2 成键特征：+Ⅰ，+ Ⅱ离子型 3 I.E. χA在同周期最低。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。 4 m.p. b.p. 硬度低，且从上自下，有高到低。 导电性ⅠA＞ⅡA 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。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，
厦门大学2004级无机化学二期中考试试题 厦门大学“无机化学（二）”课程试卷 化学化工学院化学、材料系2004年级化学各专业 试卷类型：（A卷） 班级姓名分数 一、选择题 ( 共18题 35分 ) 1. 2 分 InCl2为逆磁性化合物，其中In的化合价为…………………………………………（） (A) +1 (B) +2 (C) +3 (D) +1和+3 2. 2 分 下列氢化物中，在室温下与水反应不产生氢气的是…………………………………（） (A) LiAlH4 (B) CaH2 (C) SiH4 (D) NH3 3. 2 分 和水反应得不到H2O2的是……………………………………………………………（） (A) K2O2 (B) Na2O2 (C) KO2 (D) KO3 4. 2 分 下列物质的水解产物中既有酸又有碱的是…………………………………………（） (A) Mg3N2 (B) SbCl5 (C) POCl3 (D) NCl3 5. 2 分 有关H3PO4、H3PO3、H3PO2不正确的论述是…………………………………（） (A) 氧化态分别是+5，+3，+1 (B) P原子是四面体几何构型的中心 (C) 三种酸在水中的离解度相近 (D) 都是三元酸 6. 2 分 下列各组化合物中，都有颜色的一组化合物是……………………………………（） (A) SiCl4，SnCl4，PbO (B) CCl4，NO2，HgI2 (C) SiC，B2H6，N2O4 (D) PbO2，PbI2，SnS 7. 2 分 下列化合物中最稳定的是……………………………………………………………（） (A) Li2O2 (B) Na2O2 (C) K2O2 (D) Rb2O2 8. 2 分 1 mol 下列各物质溶于1 dm3水中，生成的溶液中H+ 浓度最高的是……………（） (A) SO3 (B) P4O10 (C) HF (D) MgH2 9. 2 分 对于H2O2和N2H4，下列叙述正确的是………………………………………………（） (A) 都是二元弱酸 (B) 都是二元弱碱 (C) 都具有氧化性和还原性 (D) 都可与氧气作用 10. 2 分
《无机化学》第十章（碱金属和碱土金属）学习要点和练习题 一、学习要点 1、碱金属和碱土金属单质的物理性质和化学性质 2、碱金属和碱土金属单质的制备 3、碱金属的氧化物、过氧化物、超氧化物 4、碱金属和碱土金属氢氧化物的性质 5、碱金属和碱土金属盐类的性质，重点是盐的溶解性、热稳定性的比较 6、了解碱金属和碱土金属矿石和复盐的名称和分子式 二、练习题 1. 写出分子式 生石膏重晶石方解石天青石明钒 2. 根据碱金属的性质的递变规律，预测钫的下列性质：主要物理性质（密度、硬度、熔点）；在空气中燃烧的主要产物；与水反应的情况；FrClO4在水中的溶解性如何？ 3. 写出Na2O2和KO2的成键特征，并用分子轨道理论分析O2-,O22-的键级。 4. 市售的氢氧化钠中为什么常含有碳酸钠？如何制备纯的NaOH溶液？ 5. 完成并配平下列反应式 ①TiCl4＋N a→②LiNO3(分解)→ ③Mg(NO3)2(分解)→④Be+ NaOH+ H2O→ ⑤KO3+ H2O→⑥Mg3N2+ H2O→ ⑦MgCl2·6H2O（加热）→⑧Be(OH)2+ NaOH→ ⑨CaH2+ H2O→⑩Na2O2+ Na→ 6. 锂的电极电势比钠的更负，但是锂与水反应还不如钠剧烈，为什么？ 7. 碱土金属比相应的碱金属熔点高，硬度大，为什么？ 8. 锂及其化合物与其它碱金属及其化合物在性质上有哪些不同？为什么？ 9. 碱金属（除钫外），在过量氧气中燃烧时各生成何种氧化物？各类氧化物和水作用如何？写出有关方程式。 10. 碱土金属碳酸盐分解温度递变规律如何？ 11 .用化学反应方程式表示下列物质间的转换 （1）Mg→Mg2N3→Mg(OH)2→Mg(NO3)2→MgO （2）BeO→BeCl2→Be(OH)2→Be(OH)42-→BeF42- 12. 列出下列几组物质熔点由高到低的顺序：（提示：比较晶格能） ①NaF ,NaCl ,NaBr ,NaI ②BaO ,SrO ,CaO ,MgO ③NaF ,CaO 13. 某碱土金属A在空气中燃烧时火焰呈橙红色，反应产物为B和C的固体混合物。该混合物与水反应生成D溶液，并放出气体E，E可使红色石蕊试纸变蓝，将CO2气体通入D 溶液中有白色沉淀F生成。试确定各字母所代表物质的化学式，写出有关反应方程式。14. 化合物A、B、C都是某碱金属元素的化合物，等物质的量的A和C反应可以生成B，加热C也可以生成B并放出气体D，向A的浓水溶液中通入D，可以生成B的水溶液，若长时间的通入D，可以生成一些C的结晶，A的焰色反应显示为黄色。试确定各字母所代表物质的化学式，写出有关反应方程式。
化学热力学初步 1、热力学第一定律ΔU=Q －W ，由于U 为状态函数，所以Q 和W 也是状态函数，对吗？为什么？ 2、解释下列名词 （1）体系与环境 （2）热（Q ） （3）功（W ） （4）焓（H ）和焓变（ΔH ） （5）热力学能U （6）恒容反应热（Q v ）和恒压反应热（Q p ） 3、什么叫状态函数？它具有何特性？ 4、何谓热效应？测量方法有哪两种？ 5、什么叫热化学方程式？书写热化学方程式要注意哪几点？ 6、①无机化学中常用的反应热有哪几种：反应热的实质是什么？什么类型的化学反应Q ρ=Q ν？等摩尔的NaOH 与NH 3·H 2O 溶液分别与过量的HCl 溶液中和所放热量是否相等？为什么？ ②反应2N 2（g ）+ O 2(g)=2N 2O （g ）在298K 时，? m rH ?=164KJ ·mol -1求反应的ΔU ？ 7、什么叫标准生成热?m f H ?？什么是标准燃烧热? m cH ?？ 8、何谓盖斯定律？ 9、什么是自发过程？自发过程有何特征？ 10、用焓变判断反应的自发性为什么是不全面的？ 11、什么是熵？什么是绝对熵和标准熵？其符号、单位是什么？ 12、影响熵值的因素有哪些？举例说明。 13、化学反应自发性的标准是什么，举例说明。 14、什么叫Gibbs 自由能？怎样用自由能的变化（ΔG ）来判断反应的方向？ 15、在标准状态下Gibbs 方程如何书写？ 16、什么叫标准生成自由能?m f G ?？ 17、判断下列说法是否正确？为什么？ （1） ΔS 为正值的反应均是自发反应？ （2） 物质的量增加的反应ΔS 为正值； （3） 若ΔH 和ΔS 均为正值，则温度上升ΔG 将下降； （4） 某反应的? m rG ?>0，表明该反应在任何条件下都是不自发进行的； （5） 放热反应均是自发反应； （6） 纯单质的? m f H ?，? m f G ?，? m S 皆为零；
第一章碱金属和碱土金属练习题 一、完成并配平下列化学反应方程式： （1）钾的氧化物和水反应： ① K2O② K2O2③ KO2④ KO3 (2) 钾的氧化物吸收CO2。 ① K2O② K2O2③ KO2④ KO3 （3）下列化合物与水反应： ① NaH② Mg3N2③ XeOF4④ BaS⑤ NaAlH4⑥ NaBH4 (4) 下列化合物受热分解： ① NaNO3② LiNO3③ Mg(NO3)2 ④ CaO2⑤ KO2 ⑥ KO3 ⑦ MgCl2·6H2O⑧CaCl2·6H2O (5) 氢化物LiH与下列化合物反应。 ① B2H6② AlCl3③ TiCl4 （6）以重晶石为主要原料制备BaCl2和BaO2; (7) 以KCl为主要原料制备KClO3和O2
二、填空。 （1）比较在水中的溶解度的大小（用“>”或“<”填空）。 ① LiF NaF ② Li2CO3 Na2CO3 ③ Na2CO3 NaHCO3 ④ CaCO3 Ca(HCO3)2 ⑤ Na2SiF6 K2SiF6 ⑥ Na2PtCl6 K2PtCl6 ⑦ NaClO4 KClO4 ⑧ CaCO3 CaSO4 ⑨ BaCO3 BaSO4 ⑩ CaCO3 CaC2O4 (2) 给出下列物质的矿物名称。 a、NaNO3 b、NaCl c、 K Cl·MgCl2·6H2O d、Be3Al2Si6O18 e、 MgCO3 f、MgCO3·CaCO3 g、CaSO4·2H2O h、CaCO3 i、Ca5（PO4）3F j、CaF2 k、SrSO4 l、 BaSO4 (3) 比较化合物的热稳定性（用“>”或“<”填空）。