发布时间 : 星期五 文章第10章碱金属与碱土金属习题解答更新完毕开始阅读d8303989d0d233d4b14e69a3
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 + 2CO2 2NＢa2CO3 + 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＋CO2 ＢaCO3 ＋H2O
用盐酸可将ＢaCO3除出，因为可发生下列反应：
ＢaCO3＋２HCl BaCl2+ H2O+ CO2
水和硫酸不能将ＢaCO3除出，前者是因为ＢaCO3不溶于水；后者是生成了难溶的ＢaSO4 。
7(10-7)如何解释下列事实：
锂的电离能比铯大，但E（Li+/ Li）却比E（Cs+ /Cs）小。
Θ
Θ
解：假设原电池：
M∣M+(1mol·L-1)‖H+（1mol·L-1）∣H2(100kPa),Pt(+) 原电池反应：
M(s) +H+(aq) M+(aq) +
Θ
，
θ
，
θ
1 H2(g) 2+
θ
△rGm＝－ZFE=－ZF{E(H/H)-E（Li+/ Li）}
= ZFE（Li+/ Li）
，
θ
对于碱金属如不考虑△rSm的影响，可以近似用反应的焓变（△rHm）代替反应的吉布斯自由能变（△
rGm
Θ
ΘΘ
）来加以说明。
碱金属在水溶液中转变为水合离子过程的焓变： △rHm＝{△subHm（M）+I1（M）+△Hh（M）}+
{-△Hh（H）- I1（H）-Θ
+
Θ
Θ
Θ
1D2θ
(H-H)}
Li Cs
△subHm（M）/(KJ·mol-1 ) 161 78.8
Θ
I1（M）/(KJ·mol-1 ) 520 376
Hh（M）/(KJ·mol-1 ) -519 -264
Θ
△rHm/(KJ·mol-1 ) -275.0 -246.2
Θ
从以上数据可看出，尽管锂的升华和电离过程吸收的能量比Cs大，但Li+水合过程所放出的能量比Cs大得多，从而导致整个过程焓变化值较Cs小，所以E（Li+/ Li）值比E（Cs+ /Cs）小。
θ
θ
⑵ E（Li+/ Li）比E（Na+/ Na）小，但锂同水得作用不如钠激烈。
θ
θ
解：因为锂得熔点（180.5℃）较高，反应所产生的热量不足以使他熔化，而钠的熔点（97.82℃）较低，钠与水反应放出的热可以使其熔化，更利于与水反应；
另外Li与H2O反应产物LiOH的溶解度较小，它一经生成即覆盖在Li的表面上，阻碍反应继续进行。 ⑶ Li比KI易溶于水，而LiF比KF难溶于水。
解：Li比KI易溶于水，主要由于Li+半径小，其水合能大的因素占主导；而LiF比KF难溶于水，主要是由于Li+半径小，LiF的晶格能大的因素占主导。
⑷ BeCI2为共价化合物，而CaCI2为离子化合物。
解：主要是由于Be2+的半径小，极化能力强，故BeCI2为共价化合物；而Ca+的半径大，极化能力弱，故CaCI2为离子化合物。
⑸ 金属钙与盐酸反应剧烈，但与硫酸反应缓慢。
解：因为金属钙与硫酸反应生成了难溶的CaSO4,覆盖在金属钙的表面，妨碍了反应的进行。 8（10－8）为什么商品NaOH中常有Na2CO3?怎样简便地检验和除去？ 解：因为NaOH易与空气中地CO2作用，即 2NaOH+CO2所以商品NaOH中常有Na2CO3。
取少许地商品NaOH，加入HCI,若有CO2气体产生，说明含有Na2CO3杂质。将含有杂质地NaOH加水适量溶解，加Ca（OH）2,则发生下列反应：
Na2CO3+H2O
Na2CO3+Ca(OH)2过滤，即可除出所含Na2CO3杂质。
2NaOH+CaCO3 9（10－9）工业NaCI和Na2CO3中含有杂质Ga2+、Mg2+、Fe3+，通常采用沉淀法除出。试问为什么在NaCI溶液中除加NaOH外还要加Na2CO3？在Na2CO3溶液中还要加NaOH？
解：在NaCI溶液中若只加NaOH，Ga2+除不干净，因为Ca（OH）2溶解度虽不大，但也不是很小，加入Na2CO3，可生成溶解度很小地GaCO3沉淀。
在Na2CO3溶液中Mg2+、Fe3+除不干净，因为沉淀不完全，加如NaOH，可生成溶解度很小的Mg(OH)2、Fe(OH)3沉淀。
10（10－9）用联碱法制纯碱，可使NaCI的利用率由73℅提高到96℅，试计算每生产5万吨纯碱，可节约NaCI多少吨?由所节约的NaCI可制得无水Na2CO3多少吨？
解：5.00×104t×（0.96－0.73）＝1.15×104t 15×104t×
Mr(NaCO3)Mr(NaCI)=1.15×104t×
105=1.04×104t 117即生产5万吨纯碱，可节约NaCI1.15万吨，节约的NaCI可制得无水Na2CO31.04万吨。
习题解答
完成下列反应方程式 解：
试以食盐、空气、碳、水为原料，制备下列物质（写出反应式并注明反
应条件）。
解：