化学奥赛无机元素化学习题-碱金属元素及碱土金属元素(共5页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上【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,

2、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BornHaber循环，指明什么因素构成氮化锂稳定，氮化钾不稳定？ 7. 根据BornHaber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56.43kJmol1，苛性钠生成热为468.2kJmol1，试计算氢化钠与水反应的热效应。 10. Li(s) + H2O LiO

3、H(aq) + 1/2H2(g) 的DH 298 = 508.3kJmoi1，而Na(s) + H2O NaOH(aq) + 1/2H2(g) 的DH 298 = 469.5kJmol.1，但为什么锂与水的反应不激烈？ 11. Na+(aq)的DH f = 239.4kJmol1，Na的第一电离势是493.2kJmol1，钠的升华热为108.6kJmol1，试求：Na+离子的水合能。 12. 已知：K的标准还原电位为2.92V，在水溶液中，K+离子的水合能为322kJmol1，K的升华热为88kJmol1，K的第一电离势为418kJmol1，试计算： K(s) K+(1moldm3) + e的

4、DS 。 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

5、子电荷NaFNaIMgO离子电荷112键长(pm)231318210熔点()9886602800 19. 碱土金属的碳酸盐的热分解温度为什么依Be、MgBa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

6、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

7、定存在？哪些一定不存在？哪些可能存在？ 29. 电解0.251dm3、0.220moldm3MgCl2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23，748t条件下，这时溶液的蒸汽压为21t) 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

8、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)。 DH (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+离子和Sr2+离子的溶液中，已知钡离子的浓度为0.10moldm3，锶离子的浓度为0.10moldm3，若在此溶液中，滴入

9、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=2.2105, Ksp,BaCrO4=1.171010） 答案：1. 4Li + O22Li2O 2Na + O2Na2O2M+ O2(过量)MO2 (MK、Rb、Cs) Li2O + H2O2LiOH Na2O2 + 2H2O2NaO

10、H + H2O22MO2+ 2H2O2MOH + H2O2 + O2 (MK、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LiCs的逸出功从2.42 eV

11、降低到1.96 eV。(2) 可见光的波长范围为400 nm700 nm（即4000 7000 ），其频率范围为：秒1；秒1；其能量范围为：E1hv14.971019 J3.1 eV；E2hv22.841019 J1.77 eV；从LiCs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 + NH4HCO3NaHCO3 + NH

12、4Cl2NaHCO3Na2CO3 + 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大，氮化钾不稳定因素是小。 7. DrH m DsH m + I1 + DhH m ，虽然I1(Li) I1(

13、Cs)，但DhH m,LiDhH m,Cs，且DhH m,是放热，即DhH m,Li比DhH m,Cs更负，锂的还原电位与铯相近。8. 虽然氟化铯晶体具有最高的离子性，这是由于XFXCs达到最大的贡献，但由于很大，UCsF减小，故CsF的熔点较低。9. 126.15 kJmol110. 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 kJmol1 12. 1562 Jmol

14、1K113. 因为I1(K)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)NaCl(l) + K(g)，K(g)脱离体系，反应向右移动。14. 不能，这是由于NaH与NH3会发生如下反应：NaH + NH3NaNH2 + H215. Li2O+ 2HCl2LiCl + H2O LiCl (l)2Li + Cl2 2Li + H22LiH否。Li2O(s) + 2H2(g)2LiH + H2O(g)，DrG m195.810，正反应不能自发进行。16. (1) Ca + Cl2CaCl2 (2) Ba + 2H2OBa(OH)2 +

15、H2 (3) CaO + H2OCa(OH)2 (4) Mg3N2 + 6H2O3Mg(OH)2 + 2NH317. 钙在空气中燃烧可生成CaO和Ca3N2（但Ca不能直接与N2反应）：2Ca + O22CaO，3Ca + N2Ca3N2，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 + H2OCa(OH)2，Ca3N2 + 6H2O3Ca(OH)2 + 2NH318. NaF、NaI和MgO都是离子晶体，离子晶体的熔点与其晶格能有关，即晶格能越大，熔点越高，而UZ+Ze2，U1/r，UMgOUNaF UNaI，m.p.

16、(MgO)m.p.(NaF) m.p (NaI)。19. 按一般性的规律来看，金属性越强，其盐越稳定，似乎应该BaCO3最难分解。然而金属碳酸盐的分解，可以看作金属离子对CO32离子的反极化作用。从Be2+Ba2+，离子半径不断增大，对CO32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。21. 在碱性溶液中Ba2+不产生Ba(OH)2，而Ca(OH)2溶解度小，会产生Ca(OH)2，而，在酸性

17、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，使更负，使得Ca的还原能力大于Ba。22. BaCO3，因为Ba2+ + CO2 + H2OBaCO3 + 2H+。应采取HCl(aq)来洗涤。23. 因为Mg(ClO4)2吸水后生成Mg(ClO4)26H2O，高氯酸镁是极好的干燥剂。24. BaO + H2OBa(OH)2 Ba(OH)2+ H2O2BaO2 + 2H2O25. 2.372 V，而0.00 V + 0.0591lg(H+/)0.414 V，Mg + 2H2OMg(OH)2 + H2，理应Mg与H2O发生激烈的反应，

18、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. MgCl26H2O加热时发生水解，生成碱式氯化镁：MgCl2H2OMg(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。MgCl2H2OMgCl2 + H2O(2) 加入脱水剂（如氯化亚砜），防止MgCl2H2O水解。SOCl2 + H2OSO2 + 2HCl27. (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，

19、Na2CO3可溶于H2SO4，而CaCO3 + H2SO4CaSO4+ 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，K+离子的焰色反应为紫色，溶液中没有KCl和CuSO4

20、。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. 4394 kJmol1，687 kJmol1，2948 kJmol1， 154 kJmol1，2CaCl(s)CaCl2(s) + Ca(s) 2640 kJmol1，Ca与Cl2反应生成CaCl2(s)而不能生成CaCl(s)。32. (1) BaCrO4；(2) 1.17109 moldm3；(3) 2.2104 moldm3；(4) Ba2+=5.32107 moldm3。专心-专注-专业