海南大学：《无机化学》课程教学资源（作业习题）第十二章碱金属和碱土金属（含解答）.doc_大学文库

第十二章碱金属和碱土金属 1、为什么不电解熔融KC制K? 答：(1)钾的沸点较低(774C)而KC1熔点己730℃，所以钾蒸气逸出有危险。而NaC 熔点804℃，加CaCl2后降为600℃，Na的沸点为883℃。(2)K比Na更易溶于熔融的氯化物中，因此难于分离。(3)K在电解槽中更易生成超氧化物KO2,KO2与K作用易引起爆炸。 2、R-0-H规则答：R一0一H可以有两种电离方式：碱式电离或酸式电离，取决于R的离子势心=Z/r。离子势越大（电荷多、半径小）则R吸引0原子的电子云强，使0一H健制弱越多，则越易酸式离解：反之，离子势越小（电荷少、半径大）则R一0键较弱，O一H键较强，则越易碱式离解。经验规律：当r以A为单位时， ④3.2酸性 3、解释锂的特殊性，从电离能看，Li不如Na、K活泼：但从电极电势看，Li比Na、K活泼：又从与水反应的激烈程度看，Li又不如a、K活泼。答：(1)条件不同，衡量标淮也不同，金属活泼性顺序也不同：电离能是一种原子的性质，表示气态下原子的活泼性：而是金属单质在水中进行反应时活泼性的量度，它除电离能外还涉及升华能、气态离子水合热等能量变化。由于山半径特别小，所以水合热特别大，它弥补了升华能、电离能偏高外还有余。因此综合的结果，形成水合离子所放出的能量是山的最多，故最低。 (2)一个变化过程除考虑热力学因素外尚需考虑动力学因素：从热力学上看，在水中活泼性是Li大于Na、K。但在与水反应时，Li的动力学因素不如Na、K。Li的熔点较高(180.5℃，而Na是97.8℃)反应的热不能使Li熔融，但 Na,K则可熔融（这不同测E时保持恒温条件）：此外，LiOH的溶解度较小，而NaOH KOH的溶解度很大，所以LOH的覆盖影响了反应进行（这里是自由扩散，不同于测定E时有充分的搅拌)。故Li与水的反应不如Na、K激烈

第十二章碱金属和碱土金属 1、为什么不电解熔融 KCl 制 K? 答：（1）钾的沸点较低（774℃）而 KCl 熔点已 730℃，所以钾蒸气逸出有危险。而 NaCl 熔点 804℃，加 CaCl2 后降为 600℃，Na 的沸点为 883℃。（2）K 比 Na 更易溶于熔融的氯化物中，因此难于分离。（3）K 在电解槽中更易生成超氧化物 KO2，KO2 与 K 作用易引起爆炸。 2、R－O－H 规则答：R－O－H 可以有两种电离方式：碱式电离或酸式电离，取决于 R 的离子势 Φ＝Z / r 。离子势越大（电荷多、半径小）则 R 吸引 O 原子的电子云强，使 O－H 键削弱越多，则越易酸式离解；反之，离子势越小（电荷少、半径大）则 R－O 键较弱，O－H 键较强，则越易碱式离解。经验规律：当 r 以  A 为单位时，  3.2 酸性 3、解释锂的特殊性，从电离能看，Li 不如 Na、K 活泼；但从电极电势看，Li 比 Na、K 活泼；又从与水反应的激烈程度看，Li 又不如 Na、K 活泼。答：（1）条件不同，衡量标准也不同，金属活泼性顺序也不同：电离能是一种原子的性质，表示气态下原子的活泼性；而 E  是金属单质在水中进行反应时活泼性的量度，它除电离能外还涉及升华能、气态离子水合热等能量变化。由于 Li＋半径特别小，所以水合热特别大，它弥补了升华能、电离能偏高外还有余。因此综合的结果，形成水合离子所放出的能量是 Li 的最多，故 E 最低。（2）一个变化过程除考虑热力学因素外尚需考虑动力学因素：从热力学上看，在水中活泼性是 Li 大于 Na、K。但在与水反应时，Li 的动力学因素不如 Na、K。Li 的熔点较高（180.5℃，而 Na 是 97.8℃）反应的热不能使 Li 熔融，但 Na 、K 则可熔融（这不同测 E 时保持恒温条件）；此外，LiOH 的溶解度较小，而 NaOH、 KOH 的溶解度很大，所以 LiOH 的覆盖影响了反应进行（这里是自由扩散，不同于测定 E 时有充分的搅拌）。故 Li 与水的反应不如 Na、K 激烈

比较困难，因此第二电离能远高于第一电离能。 (2) 对碱金属的反应：M+ (aq) + e = M(s)而言，在水溶液中，由于其热力学循环的总焓变基本相等，当上述反应在常温常压下进行时，相对于焓变而言的熵变项很小，可以忽略不计，所以还原过程的Gθ可以用Hθ取代。既然△Gθ接近，则以△Gθ= −nFEθ 计算其E θ，必然使得其标准电极电势比较接近。 (3) Li+半径极小，在水溶液中，其溶剂化程度和强度最大，产生较大的水合能(负值)，不仅补偿了其电离能(正值)的差值，而且还远高于其他碱金属，致使其总焓变较大，从而具有较大的标准电极电势。 7、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？答： 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。 8、某 MgCl2 溶液含有杂质 Fe3＋，现往 0.10 molL −1MgCl2 溶液中加入氨水来调节 pH 值至 7.00～8.00 间，以除去 Fe3＋。试问：为什么 pH 要调到 7.00～8 .00? pH 太大时有何影响? 已知：  Ksp (Fe(OH)3)=2.8×10−39，  Ksp (Mg(OH)2)=5.6×10−12 解：(1) pH=7.00 时， 18 7 3 39 3 3 1.1 10 (10 ) 2.8 10 ( ( )) ( ) − − − − + =   = = c OH K c Fe sp  molL −1 pH=8.00 时，c(Fe3+)=1.1  10-21 molL −1 此时可把 Fe3＋杂质已沉淀完全，Mg(OH)2 开始沉淀时 c(OH- ) = 0.060 5.6 10 ( ) -12 2  = + c Mg Ksp  =9.7×10-6 (mol·L -1 ) pH = 14.00−pOH=9.00 即 pH > 9，则 MgCl2 可能会生成沉淀 9、在酸性介质中，E  (Ca2+/ Ca)=−2.877V，E  (Ba2+/ Ba)=−2.906V，显然，Ba 的还原能力比 Ca 强；但为什么在碱性介质中，E  (Ca(OH)2/ Ca) = −3.030 V，E  (Ba(OH)2/ Ba) = −2.970 V Ca 的还原能力大于 Ba？答：在碱性介质中，Ca2+形成溶解较小的 Ca(OH)2 (  Ksp (Ca(OH)2)=5.5×10−6 )，使得浓度大大

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