化學(xué)奧賽無機(jī)元素化學(xué)習(xí)題-堿金屬元素及堿土金屬元素

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)【高中化學(xué)奧林匹克競(jìng)賽輔導(dǎo)】 無機(jī)元素化學(xué)習(xí)題第十章 堿金屬與堿土金屬 1. 鈉、鉀、鋰、銣和銫在過量氧氣中燃燒時(shí)，各生成何種氧化物？各類氧化物與水的作用情況如何？ 2. 金屬鈉為什么放在煤油中保存？放在汽油中好不好？放在液氨中行不行？金屬鋰能否放在煤油中？ 3. Li、Na、K、Rb和Cs的逸出功分別為2.42、2.28、2.24、2.09和1.96eV， (1) 這樣一個(gè)順序與堿金屬的什么性質(zhì)有關(guān)？ (2) 這些金屬中有哪些用可見光照射，能顯示光電效應(yīng)？ 4. 解釋

2、下列事實(shí)： (1) 碳酸鈉溶液加到銅鹽溶液中,得到堿式碳酸鹽的沉淀。(2) IA族中只有鋰與氮反應(yīng),生成氮化物。(3) 如果用氨氯法得到碳酸鈉的方法來制備碳酸鉀是不可行的。 5. 提純NaCl過程中,為什么要先加入BaCl2，再加入Na2CO3，然后將溶液調(diào)至酸性？各步的作用是什么？ 6. 根據(jù)BornHaber循環(huán)，指明什么因素構(gòu)成氮化鋰穩(wěn)定，氮化鉀不穩(wěn)定？ 7. 根據(jù)BornHaber循環(huán)，指明什么因素構(gòu)成鋰的還原電位與銫的相近？ 8. 氟化銫晶體雖然具有最高的離子性，但為什么它的熔點(diǎn)卻較低？ 9. 氫化鈉和水作用，放出氫氣并生成苛性鈉。已知?dú)浠c的生成熱為56.43kJmol1，苛性鈉生

3、成熱為468.2kJmol1，試計(jì)算氫化鈉與水反應(yīng)的熱效應(yīng)。 10. Li(s) + H2O LiOH(aq) + 1/2H2(g) 的H 298 = 508.3kJmoi1，而Na(s) + H2O NaOH(aq) + 1/2H2(g) 的H 298 = 469.5kJmol.1，但為什么鋰與水的反應(yīng)不激烈？ 11. Na+(aq)的H f = 239.4kJmol1，Na的第一電離勢(shì)是493.2kJmol1，鈉的升華熱為108.6kJmol1，試求：Na+離子的水合能。 12. 已知：K的標(biāo)準(zhǔn)還原電位為2.92V，在水溶液中，K+離子的水合能為322kJmol1，K的升華熱為88kJmo

4、l1，K的第一電離勢(shì)為418kJmol1，試計(jì)算： K(s) K+(1moldm3) + e的S 。 13. 鈉的第一電離能大于鉀的第一電離能，但為什么可通過下列反應(yīng)來制備金屬鉀？ KCl(l) + Na = NaCl(l) + K 14. 在液氨中用氫與鈉反應(yīng)能否制備氫化鈉？為什么？ 15. 如何由Li2O制取LiH？試從熱力學(xué)觀點(diǎn)分析是否可以直接用氫氣作用于Li2O而制備LiH？ 16. 寫出下列各反應(yīng)的化學(xué)方程式： (1) 鈣與氯氣 (2) 鋇與冷水 (3) 氧化鈣與水 (4) 氮化鎂與水 17. 鈣在空氣中燃燒時(shí)生成何物？為何將所得產(chǎn)物浸泡在水中時(shí)，可以覺察到大量的熱并嗅到氨的氣味？寫

5、出一切有關(guān)的化學(xué)方程式。 18. 根據(jù)表列數(shù)據(jù)，說明氟化鈉、碘化鈉、氧化鎂的熔點(diǎn)為何不同？離子電荷NaFNaIMgO離子電荷112鍵長(zhǎng)(pm)231318210熔點(diǎn)()9886602800 19. 堿土金屬的碳酸鹽的熱分解溫度為什么依Be、MgBa的順序逐漸增加？ 20. IIA族金屬的第二電離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其第一電離能，為什么IIA組金屬不形成+1價(jià)化合物。 21. 為什么在酸性溶液中鋇的還原能力強(qiáng)，而在堿性溶液中則鈣的還原能力強(qiáng)？ 22. 盛氫氧化鋇溶液的瓶子，在空氣中放置一段時(shí)間后，內(nèi)壁蒙有一層白色薄膜，這是什么物質(zhì)？欲除去這層薄膜，應(yīng)采取下列何種物質(zhì)來洗滌？試說明理由 (1) 水 (2)

6、鹽酸溶液 (3) 硫酸溶液 23. 為什么高氯酸鎂是極好的干燥劑？ 24. 如何從氧化鋇制備過氧化鋇？ 25. 試從E Mg2+/Mg來說明鎂與水反應(yīng)的情況，但與實(shí)際情況比較，有何不同？為什么？ 26. 為什么MgCl2-6H2O在空氣中加熱不能脫水，怎樣才能制備無水MgCl2。 27. 如何鑒別下列物質(zhì)： (1) Na2CO3和CaCO3 (2) CaSO4和CaCO3 (3) NaCl和MgCl2 (4) Mg(OH)2和MgCO3 28. 現(xiàn)有一混合物，其中可能含MgCO3、Na2SO4、Ba(NO3)2、KCl、CuSO4，按如下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： (1) 溶于水得到一無色溶液和白色沉淀

7、(2) 白色沉淀可溶于稀鹽酸并有氣體產(chǎn)生 (3) 無色溶液的焰色是黃色 問以上五種物質(zhì)哪些一定存在？哪些一定不存在？哪些可能存在？ 29. 電解0.251dm3、0.220moldm3MgCl2溶液，直到收集到104cm3氫氣和水蒸氣的混合物。問是否有Mg(OH)2沉淀產(chǎn)生？(已知：在23，748條件下，這時(shí)溶液的蒸汽壓為21 30. 鎂條在空氣中燃燒，產(chǎn)物溶于60.0mmol HCl的鹽酸中，加甲基橙并用NaOH溶液回滴，用去12.0mmol的NaOH，恰好到終點(diǎn)，然后加過量的堿，蒸餾溶液，餾出的NH3被另一酸性溶液吸收(其中含量10.0mmolHCl)，吸收完后，回滴該溶液用去6.0mmo

8、lNaOH，試計(jì)算： (1) 該鎂條燃燒時(shí)，有百分之幾的鎂生成Mg3N2？ (2) 鎂條原來重多少克？ 31. 從下面的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算說明，Ca與Cl2反應(yīng)生成CaCl2(s)而不能生成CaCl(s)。 H (kJmol1) Ca(s) Ca(g) +177 Ca(g) Ca+(g) + e +589 Ca+(g) Ca2+(g) + e +1146 Cl2(g) 2Cl(g) +242 Cl(g) + e Cl 354 CaCl2的Aa=5.00，ro=281pm，n=9 CaCl的Aa=1.748，ro=314pm，n=9 32. 在一含有Ba2+離子和Sr2+離子的溶液中，已知鋇離子的濃

9、度為0.10moldm3，鍶離子的濃度為0.10moldm3，若在此溶液中，滴入K2CrO4溶液并充分?jǐn)嚢?。假定反?yīng)過程中，溶液體積保持不變，試通過計(jì)算，回答如下問題： (1) 首先從溶液中沉淀出來的是SrCrO4還是BaCrO4？ (2) 在第一種沉淀剛析出時(shí)，CrO42為多少？ (3) 在第二種沉淀剛析出時(shí)，溶液中CrO42又為多少？ (4) 當(dāng)?shù)诙N沉淀剛析出時(shí)，溶液中第一種沉淀的陽離子的濃度是多少？ （已知Ksp,SrCrO4=2.2105, Ksp,BaCrO4=1.171010） 答案：1. 4Li + O22Li2O 2Na + O2Na2O2M+ O2(過量)MO2 (MK、R

10、b、Cs) Li2O + H2O2LiOH Na2O2 + 2H2O2NaOH + H2O22MO2+ 2H2O2MOH + H2O2 + O2 (MK、Rb、Cs)2. 金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑，極易與空氣反應(yīng)，金屬鈉必須放在煤油中保存，以隔絕空氣。金屬鈉放在汽油中也可以，但汽油易揮發(fā)，價(jià)格貴，金屬鈉不保留在汽油中。放在液氨中不行，在低溫時(shí)，金屬鈉溶于液氨，形成Na+(NH3)x和e(NH3)y，在通常溫度下，與NH3(l)反應(yīng)，生成NaNH2和H2。金屬鋰放在煤油中不行，因?yàn)長(zhǎng)i的密度小，它會(huì)浮在煤油的表面，起不到隔絕空氣的作用，Li只能封在石蠟或凡士林中。3. (1) 隨著堿金屬元素的原子

11、序數(shù)的增加，原子半徑增加，第一電離勢(shì)變小，從LiCs的逸出功從2.42 eV降低到1.96 eV。(2) 可見光的波長(zhǎng)范圍為400 nm700 nm（即4000 7000 ），其頻率范圍為：秒1；秒1；其能量范圍為：E1hv14.971019 J3.1 eV；E2hv22.841019 J1.77 eV；從LiCs所有金屬用可見光照射時(shí)，都能顯示光電效應(yīng)。4. (1) 由于碳酸鈉溶液呈堿性，Cu(OH)2溶解度小，放入銅鹽溶液中，只能生成堿式碳酸鹽，而不是正鹽。(2) 由于Li的原子半徑最小，Li+離子的半徑更小，形成Li3N2離子晶體時(shí)，放出的能量最多，因此在IA中只有Li能直接與N2反應(yīng)。

12、(3) 氨氯法制碳酸鈉為：NaCl + NH4HCO3NaHCO3 + NH4Cl2NaHCO3Na2CO3 + CO2 + H2O由于第一個(gè)反應(yīng)中生成的NaHCO3的溶解度小，反應(yīng)能向右進(jìn)行，其它MHCO3溶解度都較大，不能用此法制備KHCO3，也就不能制備K2CO3。5. 加入BaCl2以除去粗鹽中的SO42離子，加入Na2CO3以除去Ca2+、Mg2+以及過量的Ba2+離子，把溶液調(diào)至酸性是除去溶液中的CO32離子。若先加入CO32再加入BaCl2，則Ba2+離子不可能被除凈，由于加入大量CO32離子，也影響SO42離子的去除。6. 氮化鋰穩(wěn)定因素是由于大，氮化鉀不穩(wěn)定因素是小。 7.

13、rH m sH m + I1 + hH m ，雖然I1(Li) I1(Cs)，但hH m,LihH m,Cs，且hH m,是放熱，即hH m,Li比hH m,Cs更負(fù)，鋰的還原電位與銫相近。8. 雖然氟化銫晶體具有最高的離子性，這是由于XFXCs達(dá)到最大的貢獻(xiàn)，但由于很大，UCsF減小，故CsF的熔點(diǎn)較低。9. 126.15 kJmol110. 雖然Li(s)與H2O(l)的反應(yīng)是放熱的，而且比Na(s)與H2O(l)反應(yīng)放出的熱量多，但Li的熔點(diǎn)高，放出的熱量不足以使Li(s)熔化，反應(yīng)表面積沒有增大，另外LiOH的溶解度小，會(huì)阻礙Li繼續(xù)與H2O的反應(yīng)，故鋰與水的反應(yīng)不如鈉與水的反應(yīng)激烈。

14、11. 841.2 kJmol1 12. 1562 Jmol1K113. 因?yàn)镮1(K)rNa，K晶體中的金屬鍵小于Na晶體中的金屬鍵，導(dǎo)致K的沸點(diǎn)小于Na的沸點(diǎn)，因此KCl(l) + Na(l)NaCl(l) + K(g)，K(g)脫離體系，反應(yīng)向右移動(dòng)。14. 不能，這是由于NaH與NH3會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：NaH + NH3NaNH2 + H215. Li2O+ 2HCl2LiCl + H2O LiCl (l)2Li + Cl2 2Li + H22LiH否。Li2O(s) + 2H2(g)2LiH + H2O(g)，rG m195.810，正反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。16. (1) Ca + Cl2

15、CaCl2 (2) Ba + 2H2OBa(OH)2 + H2 (3) CaO + H2OCa(OH)2 (4) Mg3N2 + 6H2O3Mg(OH)2 + 2NH317. 鈣在空氣中燃燒可生成CaO和Ca3N2（但Ca不能直接與N2反應(yīng)）：2Ca + O22CaO，3Ca + N2Ca3N2，所得產(chǎn)物放在水中，放出大量的熱是由于CaO與水、Ca3N2與水反應(yīng)的熱效應(yīng)，NH3是由于Ca3N2與水反應(yīng)得到：CaO + H2OCa(OH)2，Ca3N2 + 6H2O3Ca(OH)2 + 2NH318. NaF、NaI和MgO都是離子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)與其晶格能有關(guān)，即晶格能越大，熔點(diǎn)越高，而U

16、Z+Ze2，U1/r，UMgOUNaF UNaI，m.p.(MgO)m.p.(NaF) m.p (NaI)。19. 按一般性的規(guī)律來看，金屬性越強(qiáng)，其鹽越穩(wěn)定，似乎應(yīng)該BaCO3最難分解。然而金屬碳酸鹽的分解，可以看作金屬離子對(duì)CO32離子的反極化作用。從Be2+Ba2+，離子半徑不斷增大，對(duì)CO32離子中O2離子的反極化作用越小，CO32越穩(wěn)定，從Be2+Ba2+的碳酸鹽的熱穩(wěn)定性增加。20. 雖然IIA族金屬的I2遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于I1，但由于M2+離子在形成離子化合物時(shí)所放出的能量足以補(bǔ)償?shù)诙婋x能（I2），IIA族堿土金屬元素不形成+1價(jià)化合物。21. 在堿性溶液中Ba2+不產(chǎn)生Ba(OH)2，

17、而Ca(OH)2溶解度小，會(huì)產(chǎn)生Ca(OH)2，而，在酸性溶液中，它們都以Ba2+、Ca2+離子出現(xiàn)，由于Ba比Ca活潑，Ba的還原性強(qiáng)，而在堿性溶液中由于Ca2+降低，使更負(fù)，使得Ca的還原能力大于Ba。22. BaCO3，因?yàn)锽a2+ + CO2 + H2OBaCO3 + 2H+。應(yīng)采取HCl(aq)來洗滌。23. 因?yàn)镸g(ClO4)2吸水后生成Mg(ClO4)26H2O，高氯酸鎂是極好的干燥劑。24. BaO + H2OBa(OH)2 Ba(OH)2+ H2O2BaO2 + 2H2O25. 2.372 V，而0.00 V + 0.0591lg(H+/)0.414 V，Mg + 2H2O

18、Mg(OH)2 + H2，理應(yīng)Mg與H2O發(fā)生激烈的反應(yīng)，但實(shí)際情況，Mg與H2O反應(yīng)，特別與冷水反應(yīng)非常緩慢，這是由于Mg(OH)2的溶解度小，它覆蓋在Mg的表面，阻礙Mg與水進(jìn)一步反應(yīng)，Mg與H2O的反應(yīng)不如電極電位反映出來的那樣激烈。26. MgCl26H2O加熱時(shí)發(fā)生水解，生成堿式氯化鎂：MgCl2H2OMg(OH)Cl + HCl制備無水MgCl2的方法有：(1) 在HCl氣氛中加熱，抑制上述水解反應(yīng)而脫水。MgCl2H2OMgCl2 + H2O(2) 加入脫水劑（如氯化亞砜），防止MgCl2H2O水解。SOCl2 + H2OSO2 + 2HCl27. (1) 利用在水中的溶解性來鑒別或者用H2SO4(aq)來鑒別。由于CaSO4微溶于水，Na2CO3可溶