高中化学竞赛辅导碱金属碱土金属-课件

碱金属碱土金属

补充作业：将CO2分别通入1mol∙lCaCl2

溶液中和0.001mol∙lCa(OH)2

溶液中，是否产生沉淀，为什么？通过计算说明碱金属Alkalimetals碱土金属Alkaliearthmetals第一节单质的性质都是低熔点，低硬度的轻金属，具有导电，导热性能密度最小：Li最大Ba熔点最低：CsⅠA族ⅡA族M+X2MXMX2

SM2SMSH2MHMH2N2Li3NM3N2(Be)H2OMOHM(OH)2(CaSrBa)TiCl4Ti+NaClTi+MgCl2O2M2OMOM2O2

MO2M2(O2)2

问题：请设计一个Born−Harber循环计算M(S)Mn+(aq)+ne的电极电势+ΔGh0(H+)M(gM+(g)ΔGs0(M)ΔGh0(M+)M(s)+H+(aq)M+(aq)1/2H2(g)+H+(g)ΔGi0(H)1/2ΔGd0(H2)H(g)s：升华Sublimationd：分解Dissociationi：电离Iondizationh：水合Hydration对M(s)=M+(aq)+eΔG0(M)=ΔG0(s)+ΔGi0+ΔGh0H+(aq)+e=1/2H2(g)ΔG0(H)=−(1/2ΔGd0+ΔGi0+ΔGh0)ΔG0=ΔG(M)0+ΔG(H)0−nFε0E0Li+/Li=−3.03V

主要原因是Li+(g)水合时释放的能量大

ⅡA族金属电极电势小也是由于水合能大

Li、Na、K+水的反应速度↑

Be、Mg不与水反应Be(OH)2Mg(OH)2

难溶

第二节单质的制备Downs电解槽以电解钠为例，讨论几个问题1．适当的电解质a.NaCl熔点高利用凝固点下降原理加入CaCl2b.NaOH熔点低于NaCl故有4NaOH=4Na+2H2O+O2

但由于阳极产物H2O和阴极产物Na反应得到NaOH使电流效率降为50%

不再使用2．金属产物溶解于熔盐，并可能分布在混合盐表面上成细微分散状态而不聚集

降低电流效率

如K在KCl中

加助熔剂以降低温度3．电解产物的钝化如电解NaCl(CaCl2)含CaLiCl(KCl)含K1%∴K、Rb、Cs用Na来还原第三节氧化物过氧化物超氧化物一、氧化物

4Li+O2=2Li2OM+O2=2MO对Na、KNa2O2+Na=2Na2O2KNO3+10K=6K2O+N2ⅡAMCO3=MO+CO2↑BeO两性，其它为碱性二、过氧化物（除Be）(peroxide)O22−(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(∏2p)4(∏2p*)4

有一个σ键反磁性

2Na+O2Na2O2

1）碱性2）氧化剂三、超氧化物（Superoxide）K、Rb、Cs+O2KO2

干燥空气熔Na燃

O2−(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(∏2p)4(∏2p*)3

为什么O22−O2−的稳定性不高解：键能142398O2

：498KJ∙mol−1第四节氢氧化物一.碱性二.制备1．隔膜法2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2

NaOH浓度%25%NaCl浓度阴极液中NaCl(>220g/l)NaOH(100g/l)蒸发

NaOH溶解度↑NaCl不变由于同离子效应，使NaOH浓度↑时，NaCl浓度↑时，NaCl溶解度下降而析出2．汞阴极法：汞作阴极，则阴极析出Na，成钠汞齐汞的作用1）增加H2的超电势

2）升高EoNa+/Na

使Na(Hg)m导出与水反应生成NaOH纯度高.但：Hg污染

第五节盐类Li+,Be2+,Mg2+有共价性，其他离子

LiFNa[Sb(OH)6]Li2CO3Na[Zn(UO2)3](Ac)9醋酸铀酰酸钠

Li3PO4KHC4H4O6

酒石酸钾

KClO4K2PtCl6

六氯合铂酸钾

KB(C6H5)4

四苯硼酸钾

K2Na[Co(NO2)6]六硝基合钴酸钠钾

Rb2SnCl6

六氯合锡酸铷从LiK形成水合盐的倾向递减一、Na+

盐和K+

在性质上的差别1.溶解度Na盐>K2.水合盐Na>K数目3.Na盐吸水性>K盐二、如何从锶、钡矿中提取锶、钡

SrSO4

天青石BaSO4

重晶石

SrSO4=Sr2++SO42−2.5×10−7Sr2++CO32−=SrCO3(1.6×10−9)−1SrSO4+CO32−=SrCO3+SO42−K=156

而BaSO4=Ba2++SO42−1.1×10−10Ba2++CO32−=BaCO3(5.1×10−9)−1BaSO4+CO32−=BaCO3+SO42−K=0.022故不可用CO32−来制Ba盐（分析中可用Na2CO3饱和溶液多次转移）

BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)BaS+2HCl=BaCl2+H2S练习：判别：Mg2+和NH3∙H2O的反应是否完全？

Mg(OH)2和NH4Cl的反应是否完全？

Ksp=1.2×10-11Kb=1.8×10-5

解题思路：假设Mg2+0.2mol∙L-1和NH3∙H2O0.8mol∙L-1等V反应Mg2++NH3∙H2O=Mg(OH)2+2NH4+

方法2，K=Ksp-1Kb2=27故两问其实一回事，PH=PKa−lgCa/Cb[H+]=…[OH-][Mg2+]5.56×10-101.8×10-50.037=1/27三、水解

Be2+Li+Mg2+

较差

LiCl∙H2OLiOH+HCl↑BeCl∙4H2OBe(OH)Cl+HCl+3H2OMgCl2∙6H2OMg(OH)Cl+5H2O+HCl↑

问题：如何制无水LiCl？

HCl气氛中加热四、含氧酸盐的热稳定性（叫同学回答）五、硬水（提问）暂时硬水HCO3−

永久硬水SO42−

硬度：相当于1升水中有10mgCaO为1o第六节对角线规则LiBeMgAl§6-1Li、Be的特性2．Lia.2LiOH=LiO+H2O↑b.LiH加热不分解，而NaHNa+H2c.E0Li+/Li=−3.03最小

d.水合盐多1．熔点，硬度高，导电性弱半径小，金属键向共价键过渡3．Be化合物分解温度低（叫人回答）易水解共价键§6-2Li与Mg的相似性[Li的特殊性]

一、在氧气中燃烧生成氧化物（而非Na2O2KO2）二、MF、MCO3、MPO4难溶（而Na盐溶）

三、可生成氮化物Li3N和Mg3N2

（Na3N不稳定）四、水合物受热时水解

五、共价性

LiCH3

相性

NaCH3

离子化合物§6-3铍和铝的相似性(1)氧化物氢氧化物均为两性（Mg(OH)2碱性）(2)BeCl2AlCl3

为共价化合物易升华，溶于乙醇、乙醚（MgCl2为离子化合物熔融导电）(3)Be和Al和HNO3钝化，而Mg等则反应本节本质原因

φ=z/r2e构型第七节离子的分离和鉴定Na+K+NH4+

Mg2+Ca2+Ba2+ⅠAⅡA[投影]

问：1.为什么Mg2+不沉淀（和Ca2+Ba2+一起Mg(OH)2）

2．为什么加C2O42

−和可使的残余也沉淀分析化学中Ca2+Ba2+(Sr2+)叫碳酸铵组

Na+K+NH4+Mg2+叫易溶组鉴定：Na+Na++Sb(OH)6−=NaSb(OH)6↓(白)K+2K++Na++C(NO2)63−=K2Na(NO2)6↓(亮黄