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1、第十七章第十七章 碱金属和碱土金属碱金属和碱土金属 本章主要讲述了本章主要讲述了A、A族元素单质、族元素单质、氧化物、氢氧化物的性质、制备、用途及氧化物、氢氧化物的性质、制备、用途及性质变化的规律性；水溶液中第四、第五性质变化的规律性；水溶液中第四、第五组阳离子的分离与鉴定以及锂与镁的相似组阳离子的分离与鉴定以及锂与镁的相似性。性。A、A族金属盐类的溶解性和热族金属盐类的溶解性和热稳定性，并从热力学的角度对离子晶体盐稳定性，并从热力学的角度对离子晶体盐类的溶解性进行了解释。类的溶解性进行了解释。一、教学要求：一、教学要求：1、掌握掌握A、A族元素的单质、氧化物、氢氧化物的族元素的单质、氧化物、
2、氢氧化物的 性质、制备、用途和性质递变规律；性质、制备、用途和性质递变规律；2、掌握掌握A、A族金属盐类的溶解性和热稳定性规律；族金属盐类的溶解性和热稳定性规律；3、通过比较锂与镁的相似性，巩固对角线规则；、通过比较锂与镁的相似性，巩固对角线规则；4、掌握水溶液中第四、第五组阳离子的分离与鉴定；、掌握水溶液中第四、第五组阳离子的分离与鉴定；4、初步探讨、初步探讨“影响离子晶体盐类的溶解性影响离子晶体盐类的溶解性”的因素。的因素。二、教学时数：二、教学时数： 2学时学时三、典型习题：三、典型习题： P816-817 ： 2、4、 6 、8、9、10 、11、12第十七章第十七章 碱金属和碱土金属
3、碱金属和碱土金属NaLiKRbCsFrAABeMgCaSrBaRa 因其氢氧化物因其氢氧化物均为易溶于水的均为易溶于水的强碱，故称为碱强碱，故称为碱金属。金属。 因其氧化物的性因其氧化物的性质介于碱性氧化物质介于碱性氧化物(Na2O、 K2O)与土性氧化物与土性氧化物(Al2O3、SiO2)之间，故称为碱土之间，故称为碱土金属。金属。 Fr、Ra是放射是放射性元素；性元素；Li、Rb、Cs、Be为稀有金属。为稀有金属。本章对它们讨论本章对它们讨论甚少。甚少。因其价层结构为因其价层结构为 Ns12，故属故属 s区区元素。元素。问：问：s区区元素还有哪些？元素还有哪些？0.20.30.50.40.
4、6莫氏硬度莫氏硬度951.5961104711561620沸点沸点/ /K301.6312.0336.8371453.7熔点熔点/ / K1.8731.5320.860.9710.534密度密度/ /gcm-3-264-293-322-406-519M+(g)水合热水合热/ /kJmol-1-2.923-2.925-2.925-2.714-3.045 A / / V0.790.820.820.930.98 xp22302633305145627298I2 / / kJmol-1376403419496520I1 / / kJmol-1+1+1+1+1+1氧化数氧化数6s15s14s13s12s
5、1价层结构价层结构CsRbKNaLi 元元 素素 性性 质质 碱金属元素的基本性质碱金属元素的基本性质 19131657175713633243沸点沸点/ /K1.81.52.0莫氏硬度莫氏硬度993104211129221551熔点熔点/ / K3.52.541.551.741.85密度密度/ /gcm-3-1305-1443-1577-1921-2494M2+(g)水合热水合热/ /kJmol-1-2.91-2.89-2.87-2.36-1.85 A / / V0.890.951.001.311.57xp42104912773314849I3 / / kJmol-1965106411451
6、4511757I2 / / kJmol-1503550590738900I1 / / kJmol-1+2+2+2+2+2氧化数氧化数6s25s24s23s22s2价层结构价层结构BaSrCaMgBe 元元 素素 性性 质质 碱土金属元素的基本性质碱土金属元素的基本性质17-1 碱金属和碱土金属的通性碱金属和碱土金属的通性(1) 价层结构价层结构 ns1、 ns2 碱金属和碱土金属元素碱金属和碱土金属元素都是活泼金属都是活泼金属。 在同周期元素中，它们的原子半径最大，电离能最小。在同周期元素中，它们的原子半径最大，电离能最小。问题：问题：如何解释如何解释在在同周期元素中，同周期元素中，碱金属和碱
7、土金属元素碱金属和碱土金属元素的原子半径最大、电离能最小？的原子半径最大、电离能最小？ 从从 Z *、 说明说明(2) 氧化态氧化态 均无均无可变氧化数可变氧化数 碱金属的碱金属的氧化数氧化数 +1 碱土金属的碱土金属的氧化数氧化数 +2问题：问题：为何为何碱金属、碱土金属的碱金属、碱土金属的氧化数氧化数主要为主要为+1 、 +2 ？ 从从价层结构价层结构和和 I电离能电离能的突变的突变说明说明(3) 金属活泼性：金属活泼性： 从上从上下，金属性增强，且下，金属性增强，且碱金属比碱土金属活泼。碱金属比碱土金属活泼。 金属的活泼性金属的活泼性可从可从 I电离能电离能、 A 说明。说明。 注：注：
8、 A (Li+/Li)= -3.045V，主要是，主要是Li+半径特小，半径特小， 水合热大的原因。水合热大的原因。 (4) 化合态存在化合态存在 碱金属和碱土金属碱金属和碱土金属主要形成离子化合物。仅主要形成离子化合物。仅Li+、Be2+、Mg2+ 的的卤化物、氢化物卤化物、氢化物表现出部分共价性。表现出部分共价性。矿物：矿物：Na+、K+、Ca2+、Mg2+的丰度较大，居前的丰度较大，居前10 位。位。 Na+、K+及及Mg2+ 可溶性矿较多；可溶性矿较多； 而而 Ca2+、Sr2+ 、Ba2+ 主要为难溶性矿。主要为难溶性矿。(见下页见下页)问题：用问题：用 I电离能电离能、 A 说明金
9、属说明金属活泼性时，活泼性时， 金属金属处于什么状态？处于什么状态？氯化物氯化物海水及盐矿中海水及盐矿中 NaCl、MgCl2 、KCl光卤石光卤石 KClMgCl6H2O，萤石萤石 CaF2硅酸盐矿硅酸盐矿钠长石钠长石 NaAlSi3O8钾长石钾长石 KAlSi3O8锂辉石锂辉石 Li2Al2O34SiO2硫酸盐矿硫酸盐矿明矾明矾 K2SO4Al2(SO4)324H2O石膏石膏 CaSO42H2O重晶石重晶石 BaSO4天青石天青石 SrSO4碳酸盐矿碳酸盐矿大理石大理石 CaCO3 石灰石石灰石 CaCO3菱镁矿菱镁矿 MgCO3萤石矿萤石矿17-2 碱金属和碱土金属的单质碱金属和碱土金属
10、的单质 2-1 物理、化学性质及用途：物理、化学性质及用途：(1) 轻金属，密度、硬度小，熔点、沸点低。轻金属，密度、硬度小，熔点、沸点低。 原因是原子体积大，金属键弱。原因是原子体积大，金属键弱。如：如： Li 、Na 、K 密度小于密度小于1。 Na 、K 、Rb 的熔点低于的熔点低于100。 除除 Be、 Mg 较硬外，大多可用小刀切割。较硬外，大多可用小刀切割。( Be 、Mg用于制高强度的合金用于制高强度的合金镁铝合金、铍铜合金。镁铝合金、铍铜合金。)(2) 导电、导热性好，电子易激发，大多有特征导电、导热性好，电子易激发，大多有特征 光谱、焰色。光谱、焰色。如如 Rb 、Cs是光电
11、管材料。是光电管材料。 但但 Be、Sr、 Ba 的导电性差。的导电性差。 (3) 能形成液态合金能形成液态合金 碱金属在常温下能形成液态合金。碱金属在常温下能形成液态合金。K-Na合金合金：(K: 77.2 % Na: 22.8 % m.p. = 260.7 K) 具有较高的比热和较宽的液态范围，具有较高的比热和较宽的液态范围， 在核反应堆中用作冷却剂。在核反应堆中用作冷却剂。Na-Hg合金：合金：( 称钠汞齐称钠汞齐 m.p. = 236.2 K ) 用于有机合成中作还原剂。用于有机合成中作还原剂。 (4) 活泼金属，强还原剂：活泼金属，强还原剂： A A 负值均较大负值均较大(见见 P7
12、94表表17-1)， 能与能与水、液氨、非金属单质水、液氨、非金属单质直接反应：直接反应： 2K + 2H2O = 2KOH + H2 Ca + H2 = CaH2单质与水反应的剧烈单质与水反应的剧烈程度受程度受单质的熔点高单质的熔点高低低及及产物氢氧化物溶产物氢氧化物溶解度大小解度大小的影响。的影响。 Li、Be、Mg反应反应较慢。较慢。3FeCl3( )222Na+2NH2NaNH +H l M(s) + (x+y)NH3(l) = M(NH3)x+ + e(NH3)y-金属的氨溶液金属的氨溶液呈蓝色呈蓝色，若挥发掉溶剂，又可得到金属。，若挥发掉溶剂，又可得到金属。金属氨溶液金属氨溶液具有
13、具有高导电性、顺磁性和强还原性高导电性、顺磁性和强还原性，其强还，其强还原性原性(氨合电子、氨基钠氨合电子、氨基钠)常用于有机制备反应。常用于有机制备反应。 痕量的杂质痕量的杂质(如过渡金属的盐类、氧化物和氢氧化物如过渡金属的盐类、氧化物和氢氧化物)及及光化作用光化作用都能促进溶液中的碱金属和液氨之间发生氧化都能促进溶液中的碱金属和液氨之间发生氧化还原反应还原反应(如上如上)。 Na用于除去有机物中痕量的水，并在乙醇溶剂中用作用于除去有机物中痕量的水，并在乙醇溶剂中用作还原剂。还原剂。问题：问题：有机物中痕量的水如何方便的检出？有机物中痕量的水如何方便的检出？222322222324Li+O
14、=2Li O6Li+N2Li N4Na+O =2Na O (Na O )3Ca+NCa N Na 、K 保存在煤油中；保存在煤油中；Li (0.534 gcm-3)应封存应封存在固体石蜡中在固体石蜡中。Li、Ca、Ba用作除气剂：用作除气剂：Li、Ca用于金属熔炼中除用于金属熔炼中除O2、N2；Ba用于除去真空管中用于除去真空管中 O2、N2。(5) 亲氧、亲卤元素亲氧、亲卤元素 碱金属卤化物、碱土金属氧化物的晶格能大。碱金属卤化物、碱土金属氧化物的晶格能大。2242Mg +SiOSi + 2MgO2Mg +CO2MgO +C2Na + TiClTi + 4NaCl 点点燃燃高高温温高温下用作
15、还原剂高温下用作还原剂(6) 离子无色，但有不同的味道特征：离子无色，但有不同的味道特征： Li+ 味甜；味甜； Na+、K+ 味咸；味咸； Mg2+、Ba2+ 味苦；味苦；(注意：注意： Ba2+剧毒剧毒) Ca2+ 味涩。味涩。 若阴离子无色，它们的盐通常是无色晶体。若阴离子无色，它们的盐通常是无色晶体。(7) 焰色反应焰色反应钙、锶、钡钙、锶、钡及及碱金属碱金属的的挥发性化合物挥发性化合物在高温的火焰中，电子易被激发，在高温的火焰中，电子易被激发，使使火焰呈现特征的颜色火焰呈现特征的颜色。 Li Na K Ca Ba 在喷灯的在喷灯的氧化焰中灼烧氧化焰中灼烧离子：离子： Li+ Na+
16、K+ Rb+ Cs+ Ca2+ Sr2+ Ba2+颜色：颜色： 红红 黄黄 紫紫 紫红紫红 紫红紫红 橙红橙红 洋红洋红 黄绿黄绿波长：波长：670.8 589.0 404.4 420.2 455.5 612.2 687.8 553.6(nm) 2-2 碱金属和碱土金属的制备方法碱金属和碱土金属的制备方法戴维戴维(H. Davy 17781829)电解离析出金属电解离析出金属 钾、钠、钙、镁、锶、钡钾、钠、钙、镁、锶、钡简介：简介： 英国的尼科尔逊和卡里斯尔在英国的尼科尔逊和卡里斯尔在1800年采用伏打电池年采用伏打电池电解水获得成功。电解水获得成功。戴维戴维受其启发，准备试验受其启发，准备试
17、验电电对盐溶液对盐溶液及固体化合物的作用？及固体化合物的作用？ 1807年戴维用年戴维用250对锌片和铜片对锌片和铜片组成的电堆组成的电堆(自制电池自制电池)首先分解苏打、木灰的饱和溶液，结果在电池两极分别首先分解苏打、木灰的饱和溶液，结果在电池两极分别得到的是氧和氢，加大电流强度仍然没有其它收获。得到的是氧和氢，加大电流强度仍然没有其它收获。 仔细分析原因后，他认为是水从中作祟，随后改用仔细分析原因后，他认为是水从中作祟，随后改用熔融的苛性钾进行电解。熔融的苛性钾进行电解。(1)电电解解法法 在电流作用下，熔融的苛性钾发生明显变化，在电流作用下，熔融的苛性钾发生明显变化，在阴极在阴极不停地出
18、现紫色火焰不停地出现紫色火焰。这种产生紫色火焰的未知物质因。这种产生紫色火焰的未知物质因温度太高而无法收集。再次总结经验后，戴维终于成功温度太高而无法收集。再次总结经验后，戴维终于成功地制取了金属地制取了金属钾、钠钾、钠。 1807年年1111月月1919日，日，戴维在英国皇家学会的学术报告会戴维在英国皇家学会的学术报告会上介绍了发现钾、钠两元素的经过：上介绍了发现钾、钠两元素的经过： 将一块纯净的苛性钾先露置于空气中数分钟，然后放将一块纯净的苛性钾先露置于空气中数分钟，然后放在一特制的白金盘上，盘上连接电池的负极。电池正极在一特制的白金盘上，盘上连接电池的负极。电池正极由一根白金丝与苛性钾相
19、接触。通电后，看到苛性钾慢由一根白金丝与苛性钾相接触。通电后，看到苛性钾慢慢熔解，随后看到正极相连的部位沸腾不止，有许多气慢熔解，随后看到正极相连的部位沸腾不止，有许多气泡产生；泡产生；负极接触处，只见有形似小球、带金属光泽、负极接触处，只见有形似小球、带金属光泽、非常象水银的物质产生非常象水银的物质产生。这种小球的一部分一经生成就。这种小球的一部分一经生成就燃烧起来，并伴有爆鸣声和紫色火焰，剩下来的那部分燃烧起来，并伴有爆鸣声和紫色火焰，剩下来的那部分的表面慢慢变得暗淡无光，随后被白色的薄膜所包裹。的表面慢慢变得暗淡无光，随后被白色的薄膜所包裹。这小球状的物质经过检验，知道它就是我所要寻找的
20、物这小球状的物质经过检验，知道它就是我所要寻找的物质。若将这种物质投入水中，沉不下来，而是在水面上质。若将这种物质投入水中，沉不下来，而是在水面上急速奔跃，并发出咝咝响声，随后就有紫色火花出现。急速奔跃，并发出咝咝响声，随后就有紫色火花出现。 这些奇异的现象能断定这是一种未被发现的新元素。这些奇异的现象能断定这是一种未被发现的新元素。它比水轻，并使水分解而释放出氢气，紫色火焰就是它比水轻，并使水分解而释放出氢气，紫色火焰就是氢气在燃烧。因为它是从木灰中提取的，故命名为氢气在燃烧。因为它是从木灰中提取的，故命名为钾钾。 同样，从同样，从苏打苏打或苛性钠中可制出金属或苛性钠中可制出金属钠钠。 从从
21、1808年年3月起，戴维进而对石灰、苦土月起，戴维进而对石灰、苦土(氧化镁氧化镁)等等进行电解。开始时他仍采用电解苏打的同样方进行电解。开始时他仍采用电解苏打的同样方 法，但是法，但是毫不见效。又采用了其它几种方法，仍未获得成功。毫不见效。又采用了其它几种方法，仍未获得成功。(注：从今天看，是这些物质的熔点太高。注：从今天看，是这些物质的熔点太高。) 瑞典化学家贝采里乌斯来信告诉戴维，他和篷丁曾对瑞典化学家贝采里乌斯来信告诉戴维，他和篷丁曾对石灰和水银混和物进行电解，成功地分解了石灰。根据石灰和水银混和物进行电解，成功地分解了石灰。根据这一提示，戴维将石灰和氧化汞按一定比例混和电解，这一提示，
22、戴维将石灰和氧化汞按一定比例混和电解，成功地制取了成功地制取了钙汞齐钙汞齐，然后加热蒸发掉汞，得到了银白，然后加热蒸发掉汞，得到了银白色的金属色的金属钙钙。紧接着又制取了金属。紧接着又制取了金属镁、锶和钡镁、锶和钡。 电化学实验之花在戴维手中结出了丰硕的果实。电化学实验之花在戴维手中结出了丰硕的果实。戴维用电解的方法共制备出六种金属戴维用电解的方法共制备出六种金属 钾、钠、钙、镁、锶、钡。钾、钠、钙、镁、锶、钡。戴维用电分解苛性碱的成功否定了氢氧化钠是一种元素戴维用电分解苛性碱的成功否定了氢氧化钠是一种元素的观点；的观点；戴维戴维20岁就发现了笑气岁就发现了笑气(N2O)的麻醉作用；的麻醉作用
23、；戴维还发现、并制取了戴维还发现、并制取了元素硼元素硼；等等。；等等。有人问戴维，你最大的发现是什么？有人问戴维，你最大的发现是什么？戴维说：戴维说： “ “我最大的发现是发现了法拉第我最大的发现是发现了法拉第”。 戴维：戴维： 1803年被选为英国皇家学会会员；年被选为英国皇家学会会员； 1807年出任皇家学会秘书；年出任皇家学会秘书； 1820年被选为皇家学会会长。年被选为皇家学会会长。 1826年积劳成疾而病倒，年积劳成疾而病倒， 1829年死于日内瓦，终年年死于日内瓦，终年51岁。岁。今天，工业上今天，工业上Li、Na、Mg、Ca等金属是用电解挥发性等金属是用电解挥发性金属氯化物的方法
24、制备的。如电解熔融的金属氯化物的方法制备的。如电解熔融的NaCl与与CaCl2的混合物，可制取金属的混合物，可制取金属Na：22NaCl2NaCl 通通电电 ( (阴阴极极) ) ( ( 阳阳极极) )(注：注： CaCl2的加入可降低的加入可降低NaCl的熔化温度；的熔化温度； NaCl的的熔点熔点1074K ，混盐的熔化温度为，混盐的熔化温度为 873K ；这样可防；这样可防止止 产物产物Na挥发，便于收集；挥发，便于收集； Na的沸点为的沸点为1157K 。)金属金属K、Rb、Cs能否采用类似制钠的方法制备呢？能否采用类似制钠的方法制备呢？结论是不能采用同类方法。其原因是：结论是不能采用
25、同类方法。其原因是： 金属金属 K与与C电极反应；金属电极反应；金属 K 易溶在熔盐中，难于易溶在熔盐中，难于分离；金属分离；金属 K 蒸气易从电解槽逸出造成易燃爆环境。蒸气易从电解槽逸出造成易燃爆环境。 (2) 热还原法热还原法 制制沸点较低、易挥发的沸点较低、易挥发的K、Rb、Cs热热(1620F)热热热热N2K合金合金 (或或K)N2N2K合金合金 (或或K)蒸气蒸气排泄阱排泄阱NaCl 渣和渣和 N2NaNaCl 渣渣KCl(1550F)熔融熔融不锈钢环不锈钢环NaCl 渣渣Na 蒸气蒸气N2N2Na热热热热用活泼金属用活泼金属Na、Ca、Mg、Ba、Al等作还原剂可等作还原剂可制备金
26、属制备金属 K、Rb、Cs 等。等。21473K23KClNaNaCl2RbClCa2CaCl23CaO2AlKRbCa3Al O ，真真空空熵增反应熵增反应也可用碳或碳化物作还原剂，也可用碳或碳化物作还原剂，如：如：1473K231273 1473K22K CO2C23CO2KFCaCCaF22CMgO+C+CMgOKK ，真真空空 一些不稳定的盐一些不稳定的盐(如氰化物、叠氮化物如氰化物、叠氮化物)的热分解的热分解可制备某些碱金属。可制备某些碱金属。 因碱金属的叠氮化物容易纯化，加热分解不爆炸，因碱金属的叠氮化物容易纯化，加热分解不爆炸，所以，热分解是制备它们的好方法。所以，热分解是制备它
27、们的好方法。232663K32MNaK4KCN4K4C2N2MN2M3N()2RRbN2Rb3NbCs 、 、，真真空空 (3) 热分解法热分解法17-3 化合物化合物 3-1 氧化物氧化物(1) 分类分类普通氧化物普通氧化物M2O、MO过氧化物过氧化物Na2O2、BaO2超氧化物超氧化物KO2、RbO2臭氧化物臭氧化物KO3、RbO3(2) 结构结构 抗磁性抗磁性 O 2- 抗磁性抗磁性 O O 2- 顺磁性顺磁性 O O OOO53 顺磁性顺磁性(3) 性质和用途性质和用途 碱金属氧化物并无直接用途碱金属氧化物并无直接用途，但但 Na2O2、 KO2、BaO2等重要。在等重要。在H+介质中
28、它们均能产生介质中它们均能产生H2O2，表现出强氧，表现出强氧化性；还用于吸收化性；还用于吸收CO2、产生、产生 O2，用于潜水、防毒面具、用于潜水、防毒面具、急救器中等。急救器中等。碱土金属氧化物以碱土金属氧化物以MgO、CaO为重要。为重要。 重质重质MgO为耐火材料，轻质为耐火材料，轻质MgO为填料；为填料； CaO用于中和废酸、沉淀重金属离子等用于中和废酸、沉淀重金属离子等;冶金工业中冶金工业中用于除取钢水中的用于除取钢水中的 Si、P 等杂质等杂质 形成形成CaSiO3、Ca3(PO4)2矿渣。矿渣。 3-2 氢氧化物氢氧化物 MOH、M(OH)2(1) 溶解性溶解性298K时的溶解
29、度时的溶解度(molL-1)：Be(OH)2 8 10-6Mg(OH)2 5 10-4Ca(OH)2 1.8 10-2Sr(OH)2 6.7 10-2Ba(OH)2 2 10-1LiOH 5.3NaOH 26.4KOH 19.1RbOH 17.9CsOH 25.8溶解度增大溶解度增大溶溶 解解 度度 增增 大大Mn+ 的半径越大、电荷越低，氢氧化物的溶解度越大；的半径越大、电荷越低，氢氧化物的溶解度越大；碱金属比碱土金属氢氧化物的溶解度大得多。碱金属比碱土金属氢氧化物的溶解度大得多。(2) 碱强度碱强度氢氧化物在水溶液中有两种电离方式：氢氧化物在水溶液中有两种电离方式： R(OH)m Rn+
30、+ mOH- 碱式电离碱式电离 R(OH)m ROmn- + mH+ 酸式电离酸式电离r=z R O H R 离子势离子势( 值值)越小，越小， Rn+ 吸引氧原子电子云的吸引氧原子电子云的能力越弱，能力越弱，则以碱式电离为主；则以碱式电离为主； 反之反之，ROH以酸式电离为主。以酸式电离为主。究竟以何种电离为主？由究竟以何种电离为主？由R的离子势的离子势( )决定。决定。离子半径离子半径 r 若以若以1.010-10 m 为单位时，则：为单位时，则：2.22.23.23.2 时时： 金金属属氢氢氧氧化化物物呈呈碱碱性性；时时：金金属属氢氢氧氧化化物物呈呈两两性性；时时： 金金属属氢氢氧氧化化
31、物物呈呈酸酸性性。 Be(OH)2 2.54Mg(OH)2 1.76Ca(OH)2 1.42Sr(OH)2 1.33Ba(OH)2 1.22 值值LiOH 1.2NaOH 1.0KOH 0.87RbOH 0.82CsOH 0.77 值值碱性增强碱性增强碱碱 性性 增增 强强 z=r(3) 重要强碱重要强碱 NaOH 可溶解可溶解 Be、Al、Zn、Si、B 等单质，产生等单质，产生 H2 如：如： 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2NaAl(OH)4 + 3H2 吸收大气中的吸收大气中的 CO2 和水份和水份问题问题：(a) NaOH 能否准确称量？能否直接配制出准确浓度？能否准确称
32、量？能否直接配制出准确浓度？(b) 不含不含Na2CO3的的NaOH溶液如何配制？溶液如何配制？(P806)(c) NaOH的浓度如何标定？的浓度如何标定？(d) 如何检验如何检验NaOH中的中的 CO32-？ 能与能与SiO2反应反应 SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O问题：问题：盛装盛装 NaOH溶液的试剂瓶应选用何种塞子？溶液的试剂瓶应选用何种塞子？如何防止瓶盖、滴管与试剂瓶的粘结？如何防止瓶盖、滴管与试剂瓶的粘结？如何打开？如何打开？ 强腐蚀性强腐蚀性 NaOH 对棉织纤维、皮肤、玻璃、陶器、金对棉织纤维、皮肤、玻璃、陶器、金属材料等均有腐蚀。属材料等均有腐蚀。 (F
33、e、Ni、Ag 等抗等抗 NaOH 的腐蚀性较好的腐蚀性较好)常见强碱的用途常见强碱的用途 NaOH作普通强碱使用，应用范围极广；作普通强碱使用，应用范围极广；(通过电解饱和的食盐水制备通过电解饱和的食盐水制备NaOH 。) KOH用于科研；用于科研； Ca(OH)2是廉价强碱，用于沉淀重金属离子，是廉价强碱，用于沉淀重金属离子，处理废酸，制漂白粉等。处理废酸，制漂白粉等。 3-3 盐类盐类(1) 氢化物氢化物22222LiH2LiH2NaH2NaHCaHCaH 氢化物中：氢化物中：BeH2、MgH2 是共价化合物。是共价化合物。晶体晶体BeH2中，中，Be 是是sp3 杂化，杂化，有有3c-
34、2e键，为四面体的链状结构：键，为四面体的链状结构：离子型氢化物中，离子型氢化物中，H-是强还原剂，是强还原剂， A0 (H2/H- )= -2.25V。 CaH2 + H2O Ca(OH)2 + H2 用于野外产生用于野外产生 H2，充气球。，充气球。 (2) 卤化物卤化物 LiCl、BeCl2、MgCl2共价性较强，共价性较强，且是且是Lewis酸，酸，表现出缺电子性。表现出缺电子性。 BeCl2、BeF2为共价型多聚物，晶体结构为变形四面体为共价型多聚物，晶体结构为变形四面体的链状物，有的链状物，有“氯桥氯桥”键：键： BeF2与与MgF2的差异性表现在：的差异性表现在： BeF2 类类
35、 AlF3 ，可溶于水，且高度水解，产物有，可溶于水，且高度水解，产物有Be(OH)2白色沉淀，且白色沉淀，且Be(OH)2呈两性、可溶于呈两性、可溶于NaOH。而而MgF2是离子晶体，类是离子晶体，类 LiF，因晶格能大，难溶于水。，因晶格能大，难溶于水。 无水无水 MgCl2 可用下列方法制得：可用下列方法制得： 镁水门汀镁水门汀 Mg(OH)Cl 在在MgCl2溶液中加入溶液中加入 MgO可得固体材料可得固体材料“镁水门汀镁水门汀”。Mg + HgCl2 MgCl2(溶剂合物溶剂合物) + Hg 沸腾醚中沸腾醚中蒸去醚蒸去醚 MgCl2 MgO + C + Cl2 MgCl2 + CO
36、高温高温MgCl26H2O MgCl2 + 6H2O 773K，HCl 气流气流中中 CaCl26H2O 试剂、防冻盐试剂、防冻盐(可制低温盐溶液可制低温盐溶液)、 干燥剂干燥剂(不能干燥氨气不能干燥氨气CaCl28NH3)。 BaCl22H2O 常用可溶性钡盐试剂常用可溶性钡盐试剂（剧毒）（剧毒）。(3) 碳酸盐碳酸盐Na2CO3NaHCO3可溶性碳酸盐可溶性碳酸盐不溶性碳酸盐不溶性碳酸盐 CaCO3、SrCO3、BaCO3 1862年，比利时人年，比利时人Solvay 氨氨碱法生产纯碱碱法生产纯碱 NH4HCO3 + NaCl NaHCO3 + NH4Cl600K323222NaHCONa
37、 CO +H O+CO 1942年，侯德榜将这一方法改为一步工艺年，侯德榜将这一方法改为一步工艺 称联合制碱称联合制碱 NH3(g) + NaCl + H2O + CO2(g) NaHCO3 + NH4Cl473K2443KNH (aq)+ NO (aq)N O(g)+ 2H O(g)NH (aq)+ NO (aq)N (g)+ 2H O(g) 问题：上述反应若用于除杂时，应注意什么？问题：上述反应若用于除杂时，应注意什么？ 的残渣用的残渣用6molL-1HAc处理，获得处理，获得Mg2+、Na+、K+的的混合试液。混合试液。 取此试液一份，在取此试液一份，在NaOH介质中可用介质中可用镁试剂
38、镁试剂法鉴定法鉴定Mg2+。(见见 、 ) K+的鉴定的鉴定：(注意注意NH4+的干扰，见的干扰，见 ) 取取 Mg2+、Na+、K+的混合试液一份，的混合试液一份， 加入六亚硝酸合加入六亚硝酸合钴钴()酸钠、酸钠、 ，用玻棒摩擦试管壁，生成黄色沉淀：，用玻棒摩擦试管壁，生成黄色沉淀： 2K+ + Na3Co(NO2)6 = K2NaCo(NO2)6 (黄黄) + 2Na+ Na+的鉴定：的鉴定： Na+的鉴定通常是用醋酸铀酰锌的鉴定通常是用醋酸铀酰锌HZn(UO2)3Ac99H2O法，但该试剂可能存在放射性，一般不使用。法，但该试剂可能存在放射性，一般不使用。 用焰色反应可鉴定用焰色反应可鉴
39、定Na+ 。 3-5 锂和镁的相似性（对角线规则）锂和镁的相似性（对角线规则）1、镁与锂在过量的氧气中燃烧，不形成过氧化物，、镁与锂在过量的氧气中燃烧，不形成过氧化物， 只生成正常的氧化物。只生成正常的氧化物。2、镁和锂的氢氧化物在加热时都可以分解为相应的、镁和锂的氢氧化物在加热时都可以分解为相应的 氧化物。氧化物。3、镁和锂的碳酸盐均不稳定，热分解生成相应的氧、镁和锂的碳酸盐均不稳定，热分解生成相应的氧 化物，并放出二氧化碳气体。化物，并放出二氧化碳气体。4、镁和锂的某些盐类如氟化物、碳酸盐、磷酸盐等、镁和锂的某些盐类如氟化物、碳酸盐、磷酸盐等 及氢氧化物均难溶于水。及氢氧化物均难溶于水。5
40、、镁和锂的氧化物、卤化物共价性较强，能溶于有、镁和锂的氧化物、卤化物共价性较强，能溶于有 机溶剂中，如溶于乙醇。机溶剂中，如溶于乙醇。6、镁离子和锂离子的水合能力均较强。、镁离子和锂离子的水合能力均较强。17-4 离子晶体盐的溶解性离子晶体盐的溶解性4-1 离子型盐的溶解性一般规律离子型盐的溶解性一般规律 (见见P812)(1) 离子的电荷小、半径大的盐往往易溶；离子的电荷小、半径大的盐往往易溶；(2) 阴离子半径大时，盐的溶解度常随金属的原子序数阴离子半径大时，盐的溶解度常随金属的原子序数 增大而减小；增大而减小；(3) 阴离子半径小时，盐的溶解度常随金属的原子序数阴离子半径小时，盐的溶解度常随金属的原子序数 增大而增大。增大而增大。4-2 热力学解释热力学解释 G 溶解溶解 = H 溶解溶解 T S 溶解溶解 H 溶解溶解 = U晶格能晶格能 + H 水合焓水合焓 盐的溶解性主要受溶解焓的影响，其次是溶解熵。盐的溶解性主要受溶解焓的影响，其次是溶解熵。作业：作业：P816-817 ： 2、4、 6 、8、9、10 、11、12