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
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，
《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。
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）。
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 20 章 s 区元素 [ 教学要求] 1、了解碱金属和碱土金属的通性。 2、掌握碱金属和碱土金属的氢化物及氧化物的性质和用途。 3、掌握碱金属和碱土金属的氢氧化物及其盐类的性质和用途。[ 教学重点] 碱金属和碱土金属的单质及其重要化合物的性质变化规律 [ 教学难点] 碱金属和碱土金属的单质及其重要化合物的性质变化规律 [ 教学时数] 4 学时 [ 教学内容] 20-1 碱金属和碱土金属的通性 20-2 碱金属和碱土金属的单质 20-3 碱金属和碱土金属的化合物 ［教学方法与媒体］ 讲解，ppt展示 20-1 碱金属和碱土金属的通性 1、碱金属和碱土金属的基本性质 碱金属元素的一些基本性质 1决定碱金属的主要氧化态：＋1 2溶剂化强度最大（水化能为519kJ·mol-1)。
碱土金属元素的一些基本性质 讨论：Li 的φθ值为什么最负？Be 的φθ值最小？ 锂电对的数值乍看起来似乎反常，这个原子半径最小、电离能最高的元素倒成了最强的还原剂.显然与其溶剂化程度（水合分子数为25 . 3）和溶剂化强度（水合焓为-519 kJ ·mol -1 ）都是最大的有关。 φθ(Be 2+/Be) 明显低于同族其余电对，与其高电离能有关。无法被水合焓补偿： I 1 (Be) + I 2 (Be) = 2 656 kJ ·mol -1。 2、碱金属和碱土金属的存在 由于碱金属和碱土金属的化学活泼性很强，因此在自然界均以化合态形式存在。钠、钾在地壳中分布很广，其丰度均为 2.5% 。锂、铷、铯在自然界中的储量很小且分散，被列为稀有金属。碱土金属的重要矿物较多，铍为稀有金属。 3、用途 一些元素的某些重要用途分述如下： 3 决定碱金属的主要氧化态：＋3。 4 电离势很高，I1＋I2＝2567kJ·mol -1，无法补偿其水合焓。 Li +/Li Na +/Na K +/K Rb +/Rb Cs +/Cs -3.04 -2.71 -2.93 -2.92 -2.92 Be 2+/Be Mg 2+/Mg Ca 2+/Ca Sr 2+/Sr Ba 2+/Ba -1.97 -2.36 -2.84 -2.89 -2.92 S 区金属元素相关电对的标准电极电势φ (Ox/Red) (单位：V)
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 BaS BaCO3 BaSO 加热 BaO2 HCl HNO3 Ba Na2NO3 BaCl2·2H2O Ba(NO322 （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？
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
第十章碱金属和碱土金属 思考题解析 1（10-1）钾和钠在地壳中的丰度相近（2.74%），但为什么海洋中钾的含量远小于钠？（参看牟保磊编.元素地球化学.26页，北京大学出版社，1999年；曹素忱编.无机化学.283页.高等教育出版社，1993年）解：（1）不少钾盐在水中的溶解度比钠盐小，又钾与土壤里的硅酸盐、硅铝酸盐结合得很牢； （2）钾是植物生长的要素，从岩石中溶解出的大部分被植物所吸收。 2（10-2）碱金属及其氢氧化物为什么不能在自然界中存在？ 解：因为碱金属的化学性质活泼，可与空气中的氧、自然界中的水直接反应；碱金属的氢氧化物均为强碱，易于自然界中的酸性物质（如空气中的CO2 、雨中的硝酸等）作用生成盐，所以碱金属及其氢氧化物不能在自然界中存在。 3（10-3）金属钠着火时能否用H2O、CO2、石棉毯扑灭？为什么？ 解：金属钠着火时不能用H2O、CO2扑灭，可用石棉毯扑灭。因为金属钠着火时，若用H2O灭火，钠可与水反应产生易燃易爆的H2；若用CO2灭火，钠着火是表面生成的Na2O2会与CO2作用产生助燃的O2。石棉（CaO·3MgO·4SiO2）与钠不作用，可用于扑灭钠着火。 4（10-4）为什么人们常用Na2O2作供氧剂？ 解：因为Na2O2在室温下与H2O、CO2反应生成O2，即 Na2O2 + 2H2O 2NaOH + H2O2 2H2O2 2H2O + O2 2Na2O2 + 2CO22NＢa2CO3 + O2 5（10-5）某地的土壤现碱性主要是由于Na2CO3引起的，加入石膏为什么有降低碱性的作用？ 解：石膏为CaSO4，他虽然不容于水，但与Na2CO3作用可生成更难溶的CaCO3，则降低了由于Na2CO3水解而引起的土壤碱性。 6（10-6）盛Ba(OH)2溶液的瓶子，在空气中放置一段时间后，其内壁会被蒙上一层白色薄膜，这成薄膜是什么物质？欲除去应采用下列何种物质来洗涤，并说明理由。 水（2）盐酸（3）硫酸 解：薄膜是ＢaCO3，因为Ｂa（ＯＨ）２可与空气CO2中反应，即 Ｂa（ＯＨ）２＋CO2ＢaCO3＋H2O 用盐酸可将ＢaCO3除出，因为可发生下列反应：
第二十章碱金属碱土金属之教案 20-1.1: 定性解释碱金属和碱土金属从上到下和从左到右的金属活泼性变化规律（C级重点掌握）解:同族从上到下金属活泼性增强的原因是从上到下金属的原子半径依次增大,有效核电荷减小,对最外层电子的吸引力依次减小,所以更易失去电子,金属活泼性依次增强,第一电离势从上到下依次减小.同理从左到右金属活泼性减弱也是因为原子半径减小,有效核电荷增大,对最外层电子的吸引力增大,电子难失去,金属活泼性减弱. 二：Li和Be的特殊性(C级了解) 由于锂和铍分别是ⅠA和ⅡA中原子半径最小的，所以它们的性质与本族其它金属差别较大，表现出特殊。事实上，锂的性质与周期表中它右下角元素镁有很多相似之处，同样铍与周期表中它右下角的铝性质也相似。 20-1.2: 请从理论上解释锂和铍为什么出现以上的特殊性质?(C级掌握) 解：对于锂：单质熔沸点高,硬度大是因为原子半径小,金属键强导致;电极电势反常的低是因为Li+半径特别小,水合能突出的大,虽然锂的升华热和电离势比较大,但整个电极反应过程所需的能量较小,所以电极电势负值较大;Li+水合能较大,易形成含水化合物是因为离子的Z/r值越大,则水合能就越大;其化合物的共价倾向比较显著,溶解度小,且热稳定性差是因为Li+的Z/r值大,离子极化能力强,导致化合物的共价倾向明显增大,溶解度减小,稳定性减弱. 对于铍：电离势高是因为其原子半径小,有效核电荷大导致;形成共价键的倾向比较显著,化合物熔点都较低是因为Be2+的Z/r值大,离子极化能力强,导致化合物的共价倾向显著增大,化合物熔点降低;铍盐最易溶于水,且极易水解是由于Be2+的离子Z/r值大,水合能大导致;毒性极高是因为有极高溶解度和容易生成配合物;铍为两性金属是因对角线规则,性质与金属Al相似. 20-1.3: Li、Mg为对角元素,Li+、Mg2+半径十分接近,但它们的碳酸盐分解成氧化物的温度却相差悬殊.在没有热力学数据的条件下,你能作出谁高谁低的判断吗？(B级掌握) 解:对于分解反应: Li2CO3 == Li2O + CO2 MgCO3 == MgO + CO2 虽Li+和Mg2+半径接近,但+2价的Mg2+离子势(Z/r)大,对CO32-的极化作用大,盐的稳定性就会减小,所以MgCO3分解温度更低. 20-2 碱金属和碱土金属的单质 20-2-1 单质的性质和用途 一：性质： 1。比较（C级掌握） 2。典型反应：（C级掌握） 1）与空气的反应 从Li—Cs剧烈程度依次增强 4Li + O2==2Li2O 4Na + O2==2NaO 2M + O2==M2O2 M=Na,K,Rb,Cs M + O2==MO2 M=K,Rb,Cs 碱土金属活泼性略差，在空气中加热才显著反应生成氧化物。 20-2.1: 总结Li到Cs与空气和过量氧气反应的剧烈程度和生成产物的特点(C级重点掌握)
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。（）
第二十章S区金属(碱金属与碱土金属) 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
锂，银白色金属。质软。露置湿空气中渐变黄色。遇水反应生成氢氧化锂和氢气，与稀盐酸和稀硫酸迅速作用，放出氢气，与冷硫酸作用较慢，与硝酸作用猛烈。溶于氨水后成蓝色溶液。常温下不与氧起反应，加热至100℃以上时生成氧化锂，红热时能与氢作用。一定条件下能与氮、卤素和硫直接化合。遇水、氮、酸或氧化剂有起火和爆炸危险。 钠，银白色立方体结构金属。新切面发光，在空气中氧化转变为暗灰色。质软而轻，密度比水小，在-20℃时变硬，遇水剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气并产生大量热量而自燃或爆炸。在空气中，燃烧时发亮黄色火焰。遇乙醇也会反应，跟乙醇的羟基反应，生成氢气和乙醇钠，同时放出热量。能与卤素和磷直接化合。能还原许多氧化物成元素状态，也能还原金属氯化物。溶于液氨时成蓝色溶液。在氨中加热生成氨基钠。溶于汞生成钠汞齐。有腐蚀性。 铍，钢灰色的稀有金属，是最轻的碱土金属元素，也是最轻的结构金属之一。呈灰白色，质坚硬。和锂一样，也形成保护性氧化层，故在空气中即使红热时也很稳定。不溶于冷水，微溶于热水，可溶于稀盐酸，稀硫酸和氢氧化钾溶液而放出氢。金属铍对于无氧的金属钠即使在较高
的温度下，也有明显的抗腐蚀性。铍价态为正2价，可以形成聚合物以及具有显著热稳定性的一类共价化合物。 镁，银白色的金属，是轻金属之一，具有延展性，金属镁无磁性，且有良好的热消散性。空气中，镁的表面会生成一层很薄的氧化膜，使空气很难与它反应。镁和醇、水反应能够生成氢气。粉末或带状的镁在空气中燃烧时会发出强烈的白光。在氮气中进行高温加热，镁会生成氮化镁；镁也可以和卤素发生强烈反应；镁也能直接与硫化合。具有比较强的还原性，能与热水反应放出氢气，燃烧时能产生眩目的白光，镁与氟化物、氢氟酸和铬酸不发生作用，也不受苛性碱侵蚀，但极易溶解于有机和无机酸中。镁能直接与氮、硫和卤素等化合。 钙，银白色的轻金属。质软。化学性质活泼，能与水、酸反应，有氢气产生。在空气在其表面会形成一层氧化物和氮化物薄膜，以防止继续受到腐蚀。加热时，几乎能还原所有的金属氧化物。 氟，淡黄色的气体，有剧毒。与水反应立即生成氢氟酸和氧气并发生燃烧，同时能使容器破裂，量多时有爆炸的危险。氟、氟化氢和氢氟酸对玻璃有较强的腐蚀性。氟
第十七章碱金属和碱土金属 [教学要求] 1．熟悉碱金属和碱土金属的通性；了解碱金属和碱土金属的单质及物理性质和化学性质。 2．了解M+ 和M2+离子的特征；熟悉氧化物、氧氢化物、盐类。 [教学重点] 1．碱金属和碱土金属的通性。 2．氧化物、氧氢化物、盐类。 [教学难点] 1．碱金属和碱土金属的单质及物理性质和化学性质。 2．M+ 和M2+离子的特征。 [教学时数] 2学时 [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Al 2O 3 称为“土”）之间。其中锂、铷、铯、铍是稀有金属，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，本章将重点介绍它们。 §17-1 碱金属和碱土金属的通性 表17—1列举了碱金属和碱土金属的一些重要性质。 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。
第10章碱金属和碱土金属元素 一、选择题。 1. 下列化合物用煤气灯火焰加热时，其分解产物不是氧化物、二氧化氮和氧气的是（） (A) NaNO3(B) Mg(NO3)2 (C) LiNO3(D) Pb(NO3)2 2. 下列卤化物中，共价性最强的是………………………………………………………（） (A) LiF (B) RbCl (C) LiI (D) BeI2 3. 下列化合物中可用于干燥氢气的是…………………………………………………（） (A) CaCO3(B) Ca3(PO4)2(C) CaCl2(D) Ca(OH)2 4. 常温下和N2能直接起反应的金属是…………………………………………………（） (A) Na (B) K (C) Be (D) Li 5. 至今未发现有过氧化物的是…………………………………………………………（） (A) Be (B) K，Rb，Cs (C) IIA (D) Li 6. 下列各对元素中化学性质最相似的是………………………………………………（） (A) Na，Mg (B) Al，Si (C) Be，Al (D) H，Li 7. 下列原子中半径最大的是……………………………………………………………（） (A) Ba (B) Ca (C) As (D) At 8. 下列元素中具有最大第二电离能的是………………………………………………（） (A) Na (B) K (C) Be (D) Li 9. 下列分子中，最可能存在的氮化物是…………………………………………………（） (A) Na3N (B) K3N (C) Li3N (D) Ca2N3 10. 离子的水合能(绝对值)小于Na+的是…………………………………………………（） (A) Li+(B) K+(C) Mg2+(D) Al3+ 11. 下列碳酸盐中最易分解为氧化物的是………………………………………………（） (A) CaCO3(B) BaCO3(C) MgCO3(D) SrCO3 12. 在下列卤化物中，共价性最强的是……………………………………………………（） (A) 氟化锂(B) 氯化铷(C) 碘化锂(D) 碘化铍 13. 和水反应得不到H2O2的是……………………………………………………………（） (A) K2O2(B) Na2O2(C) KO2(D) KO3 14. 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 15. 下列氯化物中能溶于有机溶剂的是…………………………………………………（） (A) LiCl (B) NaCl (C) KCl (D) CaCl2 二、填空题 16. IA族_______和IIA族________能直接和氮作用生成氮化物。 17. 在CaSO4、Ca(OH)2、CaC2O4、CaCl2四种物质中，溶解度最小的估计是____________。 18. 填写下列有工业价值的矿物的化学成分： (1) 萤石_________________ (2) 生石膏_________________ (3) 重晶石________________ (4) 天青石_________________ 1