tceic.com
简单学习网 让学习变简单
相关标签
当前位置:首页 >> 学科竞赛 >>

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