第12章s区元素第二套.docx
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第12章s区元素第二套
第12章 s区元素（第二套）
一 是非题（判断下列各项叙述是否正确，对的在括号中填“√”，错的填“×”）
1. CaH2便于携带，与水分解放出H2，故野外常用它来制取氢气。
（ ）
2. 碱金属和碱土金属很活泼，因此在自然界中没有它们的游离状态。
（ ）
3. 碱金属的熔点、沸点随原子序数增加而降低，可见碱土金属的熔点沸点也具有这变化规律。
（ ）
4. 碱金属是很强的还原剂，所以碱金属的水溶液也是很强的还原剂。
（ ）
5. 碱金属的氢氧化物都是强碱性的。
（ ）
6. 氧化数为+2的碱土金属离子，在过量碱性溶液中都是以氢氧化物的形式存在。
（ ）
7. 铍和其同组元素相比，离子半径小，极化作用强，所以形成键具有较多共价性。
（ ）
8. 因为氢可以形成H+，所以可以把它划分为碱金属。
（ ）
9. 某溶液共存有Na+，K+，Al3+，NO
，HCO
，SO
，并无任何反应发生。
（ ）
10. 由Li至Cs的原子半径逐渐增大，所以其第一电离能也逐渐增大。
（ ）
二 选择题（选择正确答案的题号填入）
1. 下列哪对元素的化学性质最相似
（A）Be和Mg （B）Mg和Al （C）Li和Be （D）Be和Al
2. 下列元素中，第一电离能最小的是
（A）Li （B）Be （C）Na （D）Mg
3. 下列最稳定的氮化物是
（A）Li3N （B）Na3N （C）K3N （D）Ba3N2
4. 下列水合离子生成时,放出热量最少的是
（A）Li+ （B）Na+ （C）K+ （D）Mg2+
5. 下列最稳定的过氧化物是
（A）Li2O2 （B）Na2O2 （C）K2O2 （D）Rb2O2
6. 下列化合物中，键的离子性最小的是
（A）LiCl （B）NaCl （C）KCl （D）BaCl2
7. 下列碳酸盐中，热稳定性最差的是
（A）BaCO3 （B）CaCO3 （C）K2 （D）Na2CO3
8. 下列化合物中,在水中溶解度最小的是
（A）NaF （B）KF （C）CaF2 （D）BaF2
9. 下列各组化合物中，用煤气灯加热时分解产物类型不同的一组是
（A）NaNO3, KNO3 （B）LiNO3 , NaNO3
（C）LiNO3, Mg（NO3）2 （D）Mg（NO3）2, Cu（NO3）2
10. 下列化物中，溶解度最大的是
（A）LiF （B）NaClO4 （C）KClO4 （D）K2PtCl6
11. 下列化合物中，具有磁性的是
（A）Na2O2 （B）SrO （C）KO2 （D）BaO2
12. 下列钡盐中，在酸中溶解度最小的是
（A）BaCO3 （B）BaC2O4 （C）BaCrO4 （D）BaSO4
13. 关于s区元素的性质，下列叙述中不正确的是
（A） 由于s区元素的电负性小，所以都形成典型的离子型化合物。
（B） 在s区元素中，Be、Mg因表面形成致密的氧化物保护膜而对水较稳定。
（C） s区元素的单质都有很强的还原性。
（D） 除Be、Mg外，其他s区元素的硝酸盐或氯酸盐都可做焰火材料。
三.填空题
1. 金属锂应保存在—————中，金属钠和钾应保存在—————中。
2. 在s区金属中，熔点最高的是—————，熔点最低的是—————，密度最小的是—————，硬度最小的是—————。
3. 周期表中，处于斜线位置的B与Si、—————、—————性质十分相似，人们习惯上把这种现象称之为“斜线规则”或“对角线规则”。
4. 在CaCO3，CaSO4，Ca（OH）2，CaCl2，Ca（HCO3）2五种化合物中，溶解度最小的是—————。
5. 给出下列物质的化学式
（1）萤石—————
（2）生石膏—————
（3）重晶石————— （4）天青石—————
（5）方解石————— （6）光卤石—————
（7）智利硝石————— （8）芒硝—————
（9）纯碱————— （10）烧碱—————
6. Be（OH）2与Mg（OH）2性质的最大差异是—————。
7. 电解熔盐法制得的金属钠中一般含有少量的—————，其原因是—————。
8. 熔盐电解法生产金属铍时加入NaCl的作用是—————。
9. 盛Ba（OH）2的试剂瓶在空气中放置一段时间后，瓶内出现一层白膜是—————。
10.比较各对化合物溶解度大小
（1）LiF—————AgF；
（2）LiI—————AgI；
（3）NaClO4—————KClO4 ； （4）CaCO3—————Ca（HCO3）2；
（5）Li2CO3————— NaCO3
11. IIA族元素中，性质表现特殊的元素是—————，他与p区元素中的—————性质极相似，如两者的氯化物都是—————化合物，在有机溶剂中溶解度较大。
12. 碱土金属的氧化物，从上至下晶格能依次—————，硬度逐渐—————，熔点依次—————
四. 完成并配平下列反应方程式
1. 在过氧化钠固体上滴加热水
2. 将二氧化碳通入过氧化钠
3. 将氮化镁投入水中
4. 向氯化锂溶液中滴加磷酸氢二钠溶液
5. 六水合氯化镁受热分解
6. 金属钠和氯化钾共热
7. 金属铍溶于氢氧化钠溶液中
8. 用NaH还原四氯化钛
9. 将臭氧化钾投入水中
10.将氢化钠投入水中
五.简答题
1.市售的NaOH中为什么常含有Na2CO3杂质，如何配制不含Na2CO3杂质的NaOH稀溶液？
2.钾要比钠活泼，但可以通过下述反应制备金属钾，请解释原因并分析由此制备金属钾是否切实可行？
Na+KCl=NaCl+K
3. 举例说明铍与锂的相似性。
4. 举例说明锂与同族的钠、钾元素计化合物的不同点。
5. 一固体混合物可能含有MgCO3、Na2CO3、Ba（NO3）2、AgNO3和CuSO4 混合物投入水中得到无色溶液和白色沉淀；将溶液进行焰色试验，火焰呈黄色；沉淀可溶于稀盐酸并放出气体，试判断那些物质肯定存在，哪些物质肯定不存在，并分析原因。
6. 在电炉法炼镁时，要用大量的冷氢气将炉口馏出的蒸气稀释、降温，以得到金属镁粉，请问能否用空气、氮气、二氧化碳代替氢气作冷却剂，为什么？
无机化学习题库参考答案:
第十二章 s区元素
一. 是非题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
√
√
×
×
×
×
√
√
×
×
二. 选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
D
C
A
C
D
A
B
C
B
B
C
D
A
B
三. 填空题
1. 液态石蜡 煤油
2. Be,Cs;Li;Cs.
3. Be与Al,Li与Mg.
4. CaCO3
5.
（1）CaF2,
（2）CaSO4·2H2O, （3）BaSO4, （4）SrSO4, （5）CaCO3,
（6）KCl·MgCl2·6H2O, （7）NaNO3, （8）Na2SO4·10H2O, （9）Na2CO3,
（10）NaOH.
6. Be（OH）2具有两性，即溶于酸又溶于强碱；Mg（OH）2为碱性，只溶于酸。
7. 金属钙，电解时加入CaCl2助溶剂而有少量的钙电解时析出。
8. 增加熔盐的导电性
9. BaCO3
10.
（1）<,
（2）>,（3）>,（4）<,（5）<
11. Be，Al，共价
12. 减小，减小，降低
四 完成并配平下列反应方程式
1. 2Na2O2+2H2O（热）＝4Na+O2
2. 2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2
3. 3N2+6H2O＝ Mg（OH）2+2NH3
4. 3Li++HPO
＝ Li3PO4+H＋
5. MgCl2•6H2O＝Mg（OH）Cl+HCl+5H2O
6. Na（s）+K＝NaCl+K（g）
7. Be+2NaOH+2H2O＝Na2[Be（OH）4]+H2
8. TiCl4+4NaH＝Ti+2H2+NaCl
9. 4KO3+2H2O＝O2+4KOH
10. 2NaH+2H2O＝2NaOH+H2
五 简答题
1. NaOH是由Ca（OH）2溶液与Na2CO3反应而得到的，过滤除去CaCO3后即得NaOH。
NaOH中可能残留少许Na2CO3。
同时，NaOH吸收空气中的气体也引进一些Na2CO3杂质。
欲配制不含杂质的NaOH溶液，可先配制浓的NaOH溶液。
由于Na2CO3在浓NaOH溶液中溶解度极小，静止后析出Na2CO3沉淀，再取上层清液稀释后可以得到不含杂质的NaOH稀溶液。
2. 钾的沸点为774℃，钠的沸点为883℃，钾的沸点比钠的沸点低109℃。
控制温度在钠和钾沸点之间，则生成的钾从反应体系中挥发出来，有利于平衡向生成钾的方向移动。
由于反应是一个平衡过程，反应不够彻底，同时，钾易溶于熔融的氯化物中或生成超氧化物等因素，此方法并不切实可行。
3. Be和Al单质及化合物性质有许多相似之处 可以从以下几个方面来理解：
（1）Be和Al都是两性金属，不仅能溶于酸，也都溶于强碱放出氢气。
（2）Be和Al的氢氧化物都是两性化合物，易溶于强碱。
（3）Be和Al都是共价化合物，易升华，聚合，易溶于有机溶剂。
（4）Be和Al的盐都易水解。
4. 由于Li＋半径较小极化能力较强，使锂与同族的钠、钾等元素及化合物有许多不同之处：
（1）锂于水反应不如钠、钾与水反应剧烈，主要原因是锂的熔点较高，氢氧化锂的溶解度较小。
（2）Li＋极化能力强，硝酸锂热分解产物与硝酸钠等不同。
（3）某些锂盐为难溶盐，而相应的钠盐、钾盐则为易溶盐。
（4）锂在空气中燃烧产物与钠、钾不同，钠、钾在空气中燃烧产物主要是过氧化物，
而锂在空气中燃烧产物为正常的氧化物。
（5）锂与氮气在室温下即可缓慢化合，而钠和钾与氮气的反应需要在高温下才能进行。
（6）与氯化钠、氯化钾不同，氯化锂的水合物受热时发生水解。
（7）锂的氯化物为共价化合物，而钠、钾则形成离子化合物。
5. 肯定存在：
MgCO3，Na2SO4；
肯定不存在：
Ba（NO3）2，AgNO3，CuSO4
混合物投入水中，得无色溶液和白色沉淀，则CuSO4肯定不存在。
溶液在焰色反应时，火焰呈黄色，则Na2SO4肯定存在 溶液中不存在Ba（NO3）2 。
沉淀可溶于稀盐酸并放出气体，则肯定存在MgCO3 ，否则Ba（NO3）2肯定不存在。
AgNO3也肯定不存在，因为AgNO3遇Na2SO4将有些Ag2SO4白色沉淀生成，沉淀中MgCO3和Ag2SO4在稀盐酸中溶解而Ag2SO4不溶。
6. 不能用空气、氮气、二氧化碳代替氢气作制冷剂，因为镁可以和空气、氮气、二氧化碳发生反应。
课后习题答案：
1. 写出周期表s区元素的化学符号并回答下列各种性质的变化规律
（1） 金属的熔点；
（2） 族氧化态阳离子的半径；
（3） 过氧化物热分解生成氧化物的趋势；
解答
（1） 参见表12.1，总的规律是各族由上至下熔点降低，因为价电子数相同，半径递增，金属键逐渐减弱。
碱土金属比对应碱金属熔点高 ，是因为：
①每个碱土金属原子中有两个价电子，而碱金属只有一个价子；②碱土金属的晶格结构多是属于配位数为12的最密堆积（六方密堆积或立方面心密堆积），而碱金属的结构是属于体心立方晶格，配位数为8，是次密堆积。
因而金属键强弱不同 。
碱土金属中不完全是由大到小，是由于其晶格类型不同所致。
（2） 表2.2，半径自上而下增大。
（3） 随阳离子半径的增大热分热温度增高。
2. 解释
（1） 钡能形成过氧化物而铍则不能，钠能形成过氧化物而锂则不能。
（2）第2族元素自上而下氢氧化物在水中的溶解性增大，而硫酸盐则有相反的变化趋势。
（3） 碱金属元素中以锂的标准还原电势最低，而锂与水之间的反应却最缓和。
（4） 锂和铍的卤化物较之各自同族元素的卤化物易溶于某些有机溶剂。
（5） 钠的钴亚硝酸盐、四苯硼酸盐和氯铂酸盐易溶于水而相应的钾盐则难溶。
（6） Be（OH）2既可溶于酸又可溶于碱，而同族其他元素的氢氧化物只能溶于酸。
（7） 冠醚和穴醚配体对不同大小碱金属离子的选择性配位。
解答
（1） Be、Li的半径太小。
（2） 由于OH－是个体积小的阳离子，而SO
体积大，根据相差溶解规律而知之。
（3） 电极电势属热力学范畴，而反应的剧烈程度属动力学范畴，两者之间并无直接联系。
锂与水反应缓和的原因有二：
①锂的熔点较高（180℃），与水反应产生的热量不足以使其熔化，是固一液反应，不象钠、钾熔点低（分别为98℃和63.5℃）是液-液反应；②锂与水反应的产物LiOH溶解度小，一旦产生，就覆盖在锂的表面上，阻碍反应继续进行。
（4） 锂和铍的离子半径特别小，离子势大，极化力强和半径较大的X－（变形性大）结合有较多的共价性，因而易溶于某些有机溶剂，而其它同族元素则为离子性化合物。
（5） 三个酸根均为大阴离子，K＋比Na＋半径大，自然前者形成的盐比后者形成的盐稳定而在水中的溶解度小，仍是相差溶解规律的典型例子。
（6） 根据ROH规则，Be（OH）2为两性化合物，故既可溶于酸又可溶于碱，而同族其他元素的氢氧化物碱性都很强，故只能溶于酸。
（7） 参见节12.2.4。
3. 回答下列用途所依据的性质，可能情况下并写出相关的反应式
（1） 锂用做生产热核武器的一种原料。
（2） 铯用于制造光电池和原子钟。
（3） 钠用于干燥醚类溶剂时，能显示出溶剂的干燥状态。
（4） 钠用于钛和其他一些难熔金属的高温冶炼。
（5） 钠钾合金用做核反应堆的冷却剂。
（6） Na2O2用做高空飞行、潜水作业和地下采掘人员的供氧剂。
（7） Na2O2在化学分析中用于分解某些矿物使相关元素转化为较高氧化态的可溶性化合物。
解答
（1） 同位素
Li（在开然锂中约占7.5%）受中子轰击产生热核武器的主要原料氚:
（2） 前者是铯在光照条件下会逸出电子（光电效应） ，后者是因为133Cs厘米波的振动频率（9192631770s-1）在长时间内会保持稳定。
（3） 钠溶于干燥的纯醚类会产生溶剂合电子，呈深蓝色。
但若有水时，则首先与水反应，有H2跑出而无蓝色，因此颜色的出现可看作溶剂处于干燥状态的标志。
（4） Na为强还原剂：
TiCl4+4Na===Ti+4NaCl
（5） 钠钾合金通常为液体，比热容较高，中子吸收能力较低。
（6） 2Na2O2+2CO2===O2+2Na2CO3
（7） 例如
熔融
2（FeO·Cr2O3）+7Na2O2====Fe2O3+4Na2CrO4+3Na2O
熔融
Fe2O3+Na2O2====2Na2FeO4+Na2O
熔融
MnO2+Na2O2====Na2MnO4
4. 用课文给出的热力学数据解释碱土金属碳酸盐的热稳定性变化趋势，它们的热分解温度为什么总是低于同周期碱金属碳酸盐的分解温度。
解答
判断碱金属和碱土金属碳酸盐热分解的规律时可有两条规律可循：
①大阳离子能稳定大阴离子；②碳酸盐的分解式为：
M2CO3（s）===M2O（s）+CO2（g）
MCO3（s）===MO（s）+CO2（g）
这时M+或M2+离子的极化力对分解反应的影响很大，因此可以看出，由表12.4的热力学数据得出碱土金属酸盐热稳定性由Mg-Ba增加。
它们的热分解温度总是低于同周期碱金属硫酸盐的分解温度，是由于其M2+离子正电荷离子极化力大，对大阴离子CO
的一个O原子的作用特大易结合成MO，而使MCO3分解。
5.写出下列过程的反应方程式
（1） 金属钠分别与水、液氨、甲醇反应
（2） 钠汞齐与水反应
（3） 过氧化钠分别与水和稀硫酸反应
解答
（1） 2Na（s）+2H2O（l）===2Na+（aq）+2OH－（aq）+H2（g）↑
NH3（l）
Na（s）====== Na+（NH3）n+e－（NH3）m
2Na（s）+2CH3OH（l，无水）===2CH3ONa（l）+H2（g）↑
（2） 2NaHg（s）+2H2O（l）===2Na+（aq）+2OH－（aq）+H2（g）↑+2Hg（s）
（3） Na2O2（s）+2H2O（l）===H2O2（l）+2Na+（aq）+SO
6.含有Ca2+、Mg2+、SO
离子和不溶性杂质的粗食盐如何精制成纯氯化钠？
并用反应式表示。
解答
溶于水后首先滤除法溶性杂质，然后加入BaCl2溶液以除去SO
离子：
SO
＋Ba2+===BaSO4↓
再加入NaOH和Na2CO3的混合液以除去Mg2+、Ca2+和上面所加过量的Ba2+离子：
Mg2++2OH－===Mg（OH）2↓
Ca2++CO
===CaCO3↓
Ba2++CO
===BaCO3↓
过滤，加盐酸以除去上述加过量的CO
，并中和到微酸性或中性：
CO
+2H3O+===CO2↑+3H2O
OH－+H3O+===2H2O
将清液蒸发、浓缩、结晶或通入HCl气体（同离子效应）均可得纯氯化钠。
7. 在6个未贴标签的试剂瓶中分别装有白色固体试剂Na2CO3，BaCO3，Na2SO4，MgCO3，CaCl2和Mg（OH）2，试设法鉴别并以化学反应式表示。
解答
取少量各固体试剂分别置试管中，加一定量水，易溶者为Na2CO3，Na2SO4，和CaCl2，
难溶者为剩余3种。
在易溶盐中，以pH试纸检验之，溶液呈碱性者为Na2CO3：
CO
+H2O
HCO
+OH－
显中性者为Na2SO4和CaCl2，此两者中加入BaCl2溶液有白色沉淀者为Na2SO4：
SO
＋Ba2+===BaSO4↓
否则者为CaCl2。
在难溶者中，除去清液后分别加入H2SO4溶液，沉淀溶解且有气体逸出者为MgCO3：
MgCO3+2H3O+===Mg2++CO↑+3H2O
沉淀溶解但无气体逸出者为Mg（OH）2：
Mg（OH）2+2H3O+===Mg2++4H2O
剩余有沉淀并有气体逸出者为BaCO3：
BaCO3+2H3O++2SO
===BaSO4+CO2+3H2O
8. 商品NaOH中为什么常含有杂质，Na2CO3滴定分析中如何配制不含这种杂质的NaOH？
解答
可先配制成很浓的NaOH溶液，此时碳酸钠不溶解，静置后即沉淀，上层清液即为NaOH溶液，滴定分析前取之用纯水稀释并标定之即为NaOH标准溶液。
9.用下面提供的数据通过玻恩-哈伯循环计算KCl（s）的晶格焓
△LH
/kJ·mol-1
K（s）的升华 +89
K（g）的电离 +425
Cl2（g）的离解 +244
Cl（g）结合电子 -355
由单质生成KCl（s） -438
解答
△fH
=1/2D+S+I+E+（-U）
∴U=（1/2D+S+I+E）-△fH
=[1/2（244）+89+425+（-355）-（-438）]kJ·mol-1
=719kJ·mol-1
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