无机化学第三版下册答案第二十一章第十七章_碱金属和碱土金属

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。

Be 的电负性较大（1.57），Be 2+的半径较小（约31pm ），使其极化能力很强，所以BeCl 2中Be-Cl 键以共价性为主，BeCl 2为共价化合物。

而其他碱土金属的电负性较小但离子半径却比Be 2+大的多，MgCl 2，CaCl 2中的键以离子性为主，化合物为离子化合物。

10．利用镁和铍的性质上的哪些差别可以区分和分离Be(OH)2和Mg(OH)2；BeCO 3和MgCO 3；BeF 2和MgF 2？
答：Be(OH)2有两性，而Mg(OH)2只有碱性，当与过量强碱如NaOH 反应时Be(OH)2溶解而Mg(OH)2不溶：
Be(OH)2 + 2NaOH(过量) = Na 2BeO 2 + 2H 2O
Be(OH)2 + NaOH = NaHBeO 2 + H 2O
BeCO 3有较低的分解温度（100℃），而MgCO 3分解温度较高（540℃），可将它们区别开来。

另外，BeCO 3与(NH 4)2CO 3作用可形成可溶性的(NH 4)2[Be 4O(CO 3)6]，而MgCO 3则不具这种性质。

BeF 2易溶于水，而MgF 2微溶于水；或BeF 2易形成-24BeF ，而MgF 2则不能，可将它们分开。

11．写出以重晶石为原料制备BaCl 2，BaCO 3，BaO ，BaO 2的过程。

答： BaSO 4 + 4C == BaS + 4CO
BaSO 4 + 4CO == BaS + 4CO 2
BaS + 4H 2O == Ba(HS)2 + 4Ba(OH)2
Ba(HS)2 + CO 2 + H 2O == BaCO 3↓ + 2H 2S
BaCO 3 + 2HCl == BaCl 2 + CO 2 + H 2O
BaCO 3 △ BaO + CO 2
BaO + O 2 点燃
BaO 2
12．写出往BaCl 2和CaCl 2的水溶液里分别加入碳酸铵，接着加入醋酸、再加入铬酸钾的反应式。

答：BaCl 2 + (NH 4)2CO 3 = BaCO 3↓+ 2NH 4Cl
CaCl 2 + (NH 4)2CO 3 = CaCO 3↓+ 2NH 4Cl
BaCO 3 + 2H + = Ba 2+ + CO 2↑+ H 2O
)
(BaCrO CrO Ba 42
42黄↓=+-+
CaCO 3 + 2H + = Ca 2+ +CO 2↑+ H 2O
Ca 2+与-24CrO 不生成沉淀（Ac －
妨碍CaCrO 4↓，有NH 3·H 2O 或Ca 2+很浓时与-2
4CrO 有沉淀。

）
13．设用两种途径得到NaCl(s)。

用盖斯定律分别求)s (NaCl H o m f ∆，
并作比较。

（温度298K ） （1） Na(s) + H 2O(l) → NaOH(s) + 2
1H 2(g) 1o m r mol ·kJ 89.140H --=∆ )g (H C l )g (Cl 2
1)g (H 2122→+ 1o m r m o l ·kJ 31.92H --=∆ HCl(g) + NaOH(s) → NaCl(s) +H 2O(l) 1o m r mol ·kJ 80.177
H --=∆ （2） )g (HCl )g (Cl 2
1)g (H 2122→+ 1o m r mol ·kJ 31.92H --=∆ )g (H 21)s (N a C l )g (H C l )s (Na 2+→+
1o m r m o l ·kJ 69.318
H --=∆ 答：（1）①＋②＋③得：
)s (N a C l )g (Cl 2
1)s (Na 2=+
H 0m(NaCl,s)=f r 1H 0m r 3H 0
m ＋＋r 2H 0m ＝（－140.89)＋(－92.31)＋(－177.80)＝－411(kJ·mol -1)
（2）①＋②得： )s (N a C l )g (Cl 2
1)s (Na 2=+ )m o l ·kJ (410)69.318()31.92
(H 10)s ,N aCl (m f --=-+-=∆。