nbhkdz.com冰点文库

化学奥赛无机元素化学习题 碱金属元素及碱土金属元素(含答案)


【高中化学奥林匹克竞赛辅导】无机元素化学习题

第十章碱金属与碱土金属
1. 钠、钾、锂、铷和铯在过量氧气中燃烧时,各生成何种氧化物?各类氧化物与水的作 用情况如何? 2. 金属钠为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?金属锂能否 放在煤油中? 3. Li、Na、K、Rb 和 Cs 的逸出功分别为 2.42、2.28、2.24、2.

09 和 1.96eV, (1)这样一个顺序与碱金属的什么性质有关? (2)这些金属中有哪些用可见光照射,能显示光电效应? 4. 解释下列事实: (1)碳酸钠溶液加到铜盐溶液中,得到碱式碳酸盐的沉淀。 (2) IA 族中只有锂与氮反应,生成氮化物。 (3)如果用氨—氯法得到碳酸钠的方法来制备碳酸钾是不可行的。 5. 提纯 NaCl 过程中,为什么要先加入 BaCl2,再加入 Na2CO3,然后将溶液调至酸性?各 步的作用是什么? 6. 根据 Born-Haber 循环,指明什么因素构成氮化锂稳定,氮化钾不稳定? 7. 根据 Born-Haber 循环,指明什么因素构成锂的还原电位与铯的相近? 8. 氟化铯晶体虽然具有最高的离子性,但为什么它的熔点却较低? - 9. 氢化钠和水作用,放出氢气并生成苛性钠。已知氢化钠的生成热为 56.43kJ?mol 1,苛 -1 性钠生成热为 468.2kJ?mol ,试计算氢化钠与水反应的热效应。 - 10. Li(s) + H2O ??LiOH(aq) + 1/2H2(g) 的?H ?298 = -508.3kJ?moi 1,而 Na(s) + H2O - ??NaOH(aq) + 1/2H2(g) 的?H ?298 = -469.5kJ?mol. 1,但为什么锂与水的反应不激烈? - - 11. Na+(aq)的?H?f = -239.4kJ?mol 1,Na 的第一电离势是 493.2kJ?mol 1,钠的升华热为 - 108.6kJ?mol 1,试求:Na+离子的水合能。 - 12. 已知: 的标准还原电位为-2.92V, K 在水溶液中, +离子的水合能为-322kJ?mol 1, K - - K 的升华热为 88kJ?mol 1,K 的第一电离势为 418kJ?mol 1,试计算: - K(s) ? K+(1mol?dm 3) + e 的?S ?。 13. 钠的第一电离能大于钾的第一电离能,但为什么可通过下列反应来制备金属钾? KCl(l) + Na = NaCl(l) + K 14. 在液氨中用氢与钠反应能否制备氢化钠?为什么? 15. 如何由 Li2O 制取 LiH?试从热力学观点分析是否可以直接用氢气作用于 Li2O 而制备 LiH? 16. 写出下列各反应的化学方程式: (1)钙与氯气 (2)钡与冷水 (3)氧化钙与水 (4)氮化镁与水 17. 钙在空气中燃烧时生成何物?为何将所得产物浸泡在水中时, 可以觉察到大量的热并 嗅到氨的气味?写出一切有关的化学方程式。 18. 根据表列数据,说明氟化钠、碘化钠、氧化镁的熔点为何不同? 离子电荷 离子电荷 键长(pm) 熔点(℃) NaF 1 231 988 NaI 1 318 660 MgO 2 210 2800

19. 碱土金属的碳酸盐的热分解温度为什么依 Be、Mg..Ba 的顺序逐渐增加? . 20. IIA 族金属的第二电离能远远大于其第一电离能,为什么 IIA 组金属不形成+1 价化合

物。 21. 为什么在酸性溶液中钡的还原能力强,而在碱性溶液中则钙的还原能力强? 22. 盛氢氧化钡溶液的瓶子,在空气中放置一段时间后,内壁蒙有一层白色薄膜,这是什 么物质?欲除去这层薄膜,应采取下列何种物质来洗涤?试说明理由. (1)水 (2)盐酸溶液 (3)硫酸溶液 23. 为什么高氯酸镁是极好的干燥剂? 24. 如何从氧化钡制备过氧化钡? 25. 试从 E ?Mg2+/Mg 来说明镁与水反应的情况,但与实际情况比较,有何不同?为什么? 26. 为什么 MgCl2-6H2O 在空气中加热不能脱水,怎样才能制备无水 MgCl2。 27. 如何鉴别下列物质: (1) Na2CO3 和 CaCO3 (2) CaSO4 和 CaCO3 (3) NaCl 和 MgCl2 (4) Mg(OH)2 和 MgCO3 28. 现有一混合物,其中可能含 MgCO3、Na2SO4、Ba(NO3)2、KCl、CuSO4,按如下步骤 进行实验: (1)溶于水得到一无色溶液和白色沉淀 (2)白色沉淀可溶于稀盐酸并有气体产生 (3)无色溶液的焰色是黄色 问以上五种物质哪些一定存在?哪些一定不存在?哪些可能存在? - 29. 电解 0.251dm3、0.220mol?dm 3MgCl2 溶液,直到收集到 104cm3 氢气和水蒸气的混合 物。问是否有 Mg(OH)2 沉淀产生?(已知:在 23℃,748?条件下,这时溶液的蒸汽压为 21?) 30. 镁条在空气中燃烧,产物溶于 60.0mmol HCl 的盐酸中,加甲基橙并用 NaOH 溶液回 滴,用去 12.0mmol 的 NaOH,恰好到终点,然后加过量的碱,蒸馏溶液,馏出的 NH3 被另 一酸性溶液吸收(其中含量 10.0mmolHCl),吸收完后,回滴该溶液用去 6.0mmolNaOH,试 计算: (1)该镁条燃烧时,有百分之几的镁生成 Mg3N2? (2)镁条原来重多少克? 31. 从下面的数据,通过计算说明,Ca 与 Cl2 反应生成 CaCl2(s)而不能生成 CaCl(s)。 - ?H ?(kJ?mol 1) Ca(s) ??Ca(g) +177 + Ca(g) ??Ca (g) + e +589 + 2+ Ca (g) ?? Ca (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+离子和 Sr2+离子的溶液中,已知钡离子的浓度为 0.10mol?dm 3,锶离子 - 的浓度为 0.10mol?dm 3,若在此溶液中,滴入 K2CrO4 溶液并充分搅拌。假定反应过程中, 溶液体积保持不变,试通过计算,回答如下问题: (1)首先从溶液中沉淀出来的是 SrCrO4 还是 BaCrO4? (2)在第一种沉淀刚析出时,[CrO42?]为多少? (3)在第二种沉淀刚析出时,溶液中[CrO42?]又为多少? (4)当第二种沉淀刚析出时,溶液中第一种沉淀的阳离子的浓度是多少? - - (已知 Ksp,SrCrO4=2.2×10 5, Ksp,BaCrO4=1.17×10 10)

答案: 1. 4Li + O2 2Li2O 2Na + O2 Na2O2 M+ O2(过量) MO2 (M=K、Rb、Cs) Li2O + H2O 2LiOH Na2O2 + 2H2O 2NaOH + H2O2 2MO2+ 2H2O 2MOH + H2O2 + O2 (M=K、Rb、Cs) 2. 金属钠的化学性质很活泼,极易与空气反应,∴金属钠必须放在煤油中保存,以隔 绝空气。金属钠放在汽油中也可以,但汽油易挥发,价格贵,∴金属钠不保留在汽油中。放 在液氨中不行,在低温时,金属钠溶于液氨,形成 Na+(NH3)x 和 e(NH3)y,在通常温度下, 与 NH3(l)反应,生成 NaNH2 和 H2。金属锂放在煤油中不行,因为 Li 的密度小,它会浮在煤 油的表面,起不到隔绝空气的作用,∴Li 只能封在石蜡或凡士林中。 3. (1) 随着碱金属元素的原子序数的增加,原子半径增加,第一电离势变小,∴从 Li→Cs 的逸出功从 2.42 eV 降低到 1.96 eV。 (2) 可见光的波长范围为 400 nm~700 nm(即 4000 ?~7000 ?) ,其频率范围为:
?1 ?
c

?1

?

3 ? 10

8 ?9

400 ? 10

? 7 .5 ? 1 0

14

?2 ? ? ? 4 .2 9 ? 1 0 ?9 ?2 700 ? 10 -1 - 秒 ; 秒 1;
14
- -

c

3 ? 10

8

其能量范围为:E1=hv1=4.97× 19 J=3.1 eV;E2=hv2=2.84× 19 J=1.77 eV; 10 10 ∴从 Li→Cs 所有金属用可见光照射时,都能显示光电效应。 4. (1) 由于碳酸钠溶液呈碱性,Cu(OH)2 溶解度小,∴放入铜盐溶液中,只能生成碱式 碳酸盐,而不是正盐。 (2) 由于 Li 的原子半径最小,∴Li+离子的半径更小,形成 Li3N2 离子晶体时,放出 的能量最多,因此在 IA 中只有 Li 能直接与 N2 反应。 (3) 氨—氯法制碳酸钠为:NaCl + NH4HCO3 NaHCO3 + NH4Cl 2NaHCO3


Na2CO3 + CO2 + H2O

由于第一个反应中生成的 NaHCO3 的溶解度小,∴反应能向右进行,其它 MHCO3 溶解 度都较大,∴不能用此法制备 KHCO3,也就不能制备 K2CO3。 - 5. 加入 BaCl2 以除去粗盐中的 SO42 离子,加入 Na2CO3 以除去 Ca2+、Mg2+以及过量的 - - Ba2+离子,把溶液调至酸性是除去溶液中的 CO32 离子。若先加入 CO32 再加入 BaCl2,则 - - Ba2+离子不可能被除净,由于加入大量 CO32 离子,也影响 SO42 离子的去除。 6. 氮化锂稳定因素是由于 7 .
rH m

U Li

3N

大,氮化钾不稳定因素是

UK

3N

小。

M (s)
sH m

∵?rHm=?sHm + I1 + ?hHm , 虽然 I1(Li) > I1(Cs), 但│?hHm,Li│>>│?hHm,Cs│, hHm, 且? M + (a q ) 是放热,即?hHm,Li 比?hHm,Cs 更负,∴锂的还原电位与铯 H 相近。
h m

M (g )

I1

M + (g )

8.

虽然氟化铯晶体具有最高的离子性, 这是由于 XF-XCs 达到最大的贡献, 但由于

rC s +

很大,∴UCsF 减小,故 CsF 的熔点较低。 - 9. -126.15 kJ?mol 1 10. 虽然 Li(s)与 H2O(l)的反应是放热的,而且比 Na(s)与 H2O(l)反应放出的热量多,但

Li 的熔点高,放出的热量不足以使 Li(s)熔化,∴反应表面积没有增大,另外 LiOH 的溶解 度小,会阻碍 Li 继续与 H2O 的反应,故锂与水的反应不如钠与水的反应激烈。 - - - 11. -841.2 kJ?mol 1 12. 1562 J?mol 1?K 1 13. 因为 I1(K)<I1(Na),rK>rNa,∴K 晶体中的金属键小于 Na 晶体中的金属键,导致 K 的 沸点小于 Na 的沸点,因此 KCl(l) + Na(l) 动。 14. 不能,这是由于 NaH 与 NH3 会发生如下反应:NaH + NH3 15. Li2O+ 2HCl 2LiCl + H2O LiCl (l)
电解



NaCl(l) + K(g)↑,K(g)脱离体系,反应向右移

NaNH2 + H2
725℃

2Li + Cl2

2Li + H2

2LiH

否。Li2O(s) + 2H2(g) 2LiH + H2O(g),?rGm=195.81>0,∴正反应不能自发进行。 16. (1) Ca + Cl2 CaCl2 (2) Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2↑ (3) CaO + H2O Ca(OH)2 (4) Mg3N2 + 6H2O 3Mg(OH)2 + 2NH3 17. 钙在空气中燃烧可生成 CaO 和 Ca3N(但 Ca 不能直接与 N2 反应)2Ca + O2 2CaO, : 2 3Ca + N2 Ca3N2,所得产物放在水中,放出大量的热是由于 CaO 与水、Ca3N2 与水反应 的热效应,NH3 是由于 Ca3N2 与水反应得到: CaO + H2O Ca(OH)2,Ca3N2 + 6H2O 3Ca(OH)2 + 2NH3↑ 18. NaF、 和 MgO 都是离子晶体, NaI 离子晶体的熔点与其晶格能有关, 即晶格能越大, + - 2 熔点越高,而 U∝Z Z e ,U∝1/r,∴UMgO>UNaF>UNaI,∴m.p.(MgO)>m.p.(NaF) >m.p (NaI)。 O 19. 按一般性的规律来看,金属性越强,其盐越稳定,似乎应该 (IV ) 2 C BaCO3 最难分解。 然而金属碳酸盐的分解, 可以看作金属离子对 CO3 反极化作用 O O - - 离子的反极化作用。从 Be2+→Ba2+,离子半径不断增大,对 CO32 极化作用 - - M 2+ 离子中 O2 离子的反极化作用越小,CO32 越稳定,∴从 Be2+→Ba2+ 的碳酸盐的热稳定性增加。 20. 虽然 IIA 族金属的 I2 远远大于 I1,但由于 M2+离子在形成离子化合物时所放出的能 量足以补偿第二电离能(I2) ,∴IIA 族碱土金属元素不形成+1 价化合物。 2+ 21. 在碱性溶液中 Ba 不产生 Ba(OH)2↓,而 Ca(OH)2 溶解度小,会产生 Ca(OH)2↓,∴
? A (B a
2+

/B a)



? B (B a

2+

/B a)

,而

? A (C a

2+

/C a)

>

? B [C a(O H )

2 /C a]

,在酸性溶液中,它们都以 Ba2+、Ca2+离

子出现,由于 Ba 比 Ca 活泼,∴Ba 的还原性强,而在碱性溶液中由于[Ca2+]降低,使
? B [C a(O H )
2

/C a]

更负,使得 Ca 的还原能力大于 Ba。

22. BaCO3,因为 Ba2+ + CO2 + H2O BaCO3↓ + 2H+。应采取 HCl(aq)来洗涤。 23. 因为 Mg(ClO4)2 吸水后生成 Mg(ClO4)2· 2O,∴高氯酸镁是极好的干燥剂。 6H 24. BaO + H2O Ba(OH)2 Ba(OH)2+ H2O2 BaO2 + 2H2O 25. ∵
? Mg
2+

/M g

=-2.372 V,而
2+

?H

1 /2

2 O /H 2

=0.00 V + 0.0591lg([H ]/

+

pH

2

)=-0.414 V,

?H

2 O /H 2

>

? Mg

/M g

,∴Mg + 2H2O

Mg(OH)2 + H2↑,理应 Mg 与 H2O 发生激烈的

反应,但实际情况,Mg 与 H2O 反应,特别与冷水反应非常缓慢,这是由于 Mg(OH)2 的溶 解度小,它覆盖在 Mg 的表面,阻碍 Mg 与水进一步反应,∴Mg 与 H2O 的反应不如电极电 位反映出来的那样激烈。 26. MgCl2· 2O 加热时发生水解,生成碱式氯化镁:MgCl2· 2O 6H H


Mg(OH)Cl + HCl

制备无水 MgCl2 的方法有: (1) 在 HCl 气氛中加热,抑制上述水解反应而脱水。MgCl2· 2O H
H Cl

MgCl2 + H2O

(2) 加入脱水剂 (如氯化亚砜) 防止 MgCl2· 2O 水解。 , H SOCl2 + H2O SO2↑ + 2HCl↑ 27. (1) 利用在水中的溶解性来鉴别或者用 H2SO4(aq)来鉴别。由于 CaSO4 微溶于水,∴ Na2CO3 可溶于 H2SO4,而 CaCO3 + H2SO4 CaSO4↓+ CO2 + H2O; (2)用 HCl(aq)来鉴别;(3)加入 NaOH(aq),有白色沉淀者为 Mg(OH)2; (4) 加入 HCl(aq),放出气体的为 MgCO3。 28. 根据(1)可知,产生白色沉淀有两种情况:一种是自身难溶于水,另一种是正、负离 子结合成难溶电解质。根据(2)可知,该沉淀是碳酸盐而不是 Ba SO4↓,∴一定是 MgCO3↓。 根据(3)可知无色溶液的焰色是黄色,则一定有 Na+离子,∴有 Na2SO4 存在,则溶液中一定 没有 Ba(NO3)2; 由于 Cu2+(aq)呈蓝色, +离子的焰色反应为紫色, K ∴溶液中没有 KCl 和 CuSO4。 因此该混合物中一定有 MgCO3、Na2SO4,一定没有 Ba(NO3)2 和 CuSO4,可能有 KCl,这可 能 KCl(aq)浓度太低,Na+的黄色焰色反应掩盖了 K+离子的紫色。 29. 有 30. (1) 27.3%;(2) 535 mg。 31.
U C aC l
2

=4394 kJ?mol 1,




U C aC l

=687 kJ?mol 1, =-154 kJ?mol 1,
- -



? f H m ,C aC l

2

=-2948 kJ?mol 1, CaCl2(s) + Ca(s)

? f H m ,C aC l

2CaCl(s)

?rH m

=-2640 kJ?mol 1,

∴Ca 与 Cl2 反应生成 CaCl2(s)而不能生成 CaCl(s)。 - - - - - 32. (1) BaCrO4;(2) 1.17× 9 mol?dm 3;(3) 2.2× 4 mol?dm 3;(4) [Ba2+]=5.32× 7 10 10 10 - mol?dm 3。


化学奥赛无机元素化学习题 碱金属元素及碱土金属元素(含答案)

化学奥赛无机元素化学习题 碱金属元素及碱土金属元素(含答案) 隐藏>> 【高中化学奥林匹克竞赛辅导】无机元素化学习题 第十章碱金属与碱土金属 1. 钠、钾、锂、...

化学奥赛无机元素化学习题 氧 族 元 素(含答案)

化学奥赛无机元素化学习题 氧族元素(含答案) 隐藏>> 【高中化学奥林匹克竞赛辅导】无机元素化学习题 第十三章氧族元素 1. 写出臭氧与下列物质发生反应的化学方程式...

化学奥赛无机元素化学习题 氮 族 元 素(含答案)

化学奥赛无机元素化学习题 氮族元素(含答案)_学科竞赛_高中教育_教育专区。【高中...向一致( ? 46. N2H4 是二元,碱性弱于 NH3,还原性强于 NH3,热稳定性不...

化学奥赛无机元素化学习题 碳 族 元 素(含答案)

【高中化学奥林匹克竞赛辅导】无机元素化学习题 第十二章碳族元素 1. 根据金刚...(6) 另取加有沉淀的 Mg2+、Ca2+和 Hg2+三种溶液分装三支试管,加入 SnCl...

化学奥赛无机元素化学习题 硼 族 元 素(含答案)

化学奥赛无机元素化学习题 硼族元素(含答案) 隐藏>> 【高中化学奥林匹克竞赛辅导...16. 铊的化学性质,在某些方面相似于铝,在一些方面相似于 IA 金属,试用化学...

无机元素化学题库

3. 碱金属(锂除外)元素的化合物的价键以( )键为主。 4. 碱土金属(铍除...化学奥赛无机元素化学习... 9页 1下载券 化学奥赛无机元素化学习... 9页 ...

第10章 碱金属和碱土金属元素练习题

第10章 碱金属碱土金属元素练习题_理学_高等教育_教育专区。无机化学第10章...化学竞赛培训元素化学部... 15页 免费 无机化学 第14章 碱金属... 3页 ...

碱金属习题答案

碱金属练习题答案 暂无评价 5页 1下载券 化学奥赛无机元素化学习... 5页 ...暂无评价 5页 1下载券 第10章 碱金属碱土金属... 3页 免费喜欢此文档的...

第17章-碱金属和碱土金属元素习题

第17章-碱金属碱土金属元素习题_理学_高等教育_教育专区。第 17 章 1.选择...第5章-化学动力学初步习... 第9章-配位化合物习题 第10章-元素化学引论习题...

武汉大学版无机化学课后习题答案(第三版)第14章 s区元素

武汉大学版无机化学课后习题答案(第三版)第14章 s区元素_理学_高等教育_教育专区。s 区元素 1. 试根据碱金属碱土金属得电子层构型说明它们化学活泼性得递变...