无机化学与化学分析的学习指导12

第12 章

s 区元素

一、教学基本要求

1. 了解s区元素的物理性质和化学性质，能解释碱金属与水、醇和液氨反应的不同；

2. 了解主要元素的矿物资源及单质的制备方法，特别注意钾和钠制备方法的不同；

3. 了解s区元素的氢化物、氧化物、氢氧化物的性质，特别注意氢氧化物的碱性变化

规律；

4. 了解s区元素的重要盐类化合物，特别注意盐类溶解性的热力学解释；

5. 会用离子极化理论解释碳酸盐分解规律；

6. 了解对角线规则和锂、铍的特殊性。

二、要点

1. 汞齐(amalgam )

又称汞合金，汞的特性之一是能溶解除铁以外的许多金属而生成汞齐。汞与一种

或几种金属形成汞齐时，含汞少时是固体，含汞多时是液体。天然的有金汞齐，银

汞齐，人工制备的有：钠汞齐、钾汞齐、锌汞齐、锡汞齐、铅汞齐等。

2. 熔盐电解法(Molten-salt electrolysis)

指以熔融态盐类为原料的电解方法，常用于制备不能由水溶液中制备的金属，如碱

金属、碱土金属以及钍、钽混合稀土金属的生产。有时为降低熔体的熔点，节省电

能，须加入一定量的助熔剂。

3. 热还原法(Thermo-deoxidization)

用化学活性较强的金属，将被还原的金属从其化合物中置换出来，以制备金属或其

合金的方法。

4. 冠醚(Crown ether)

分子结构类似皇冠的“大环多醚”。最常用的有18-冠-6 (如下图中的a)、二环己基

-18-冠-6及二苯基18-冠-6等。冠醚对K+、Na+及其他阳离子有很强的选择性络合

,F- )，提

K + X- 表示( X=MnO

4高了裸阴离子的活性。冠醚在有机合成中常用作“相转移反应的催化剂”。

5.穴醚(Cryptant)

分子结构类似地穴的“大环多醚”。穴醚几乎能够实现对K+和Na+离子的完全

分离,选择性可高达105:1。如下图中的(b) (c)所示。

(a) (b) (c)

6. 钠的主要化学反应提要：

7. 由氢氧化铍可以制成金属铍及其它化合物：

8. 钙的主要化学反应提要：

9. 由硫酸钡可制取各种化合物：

Ca 33)2

Ca(ClO)

2

BaSO 4C

BaCl 22O NaCO 333BaO 2Ba(OH)23H 2O

2

3)2C

加热

加热·

Ba BeSO 44H 2O H 2SO 42Be(NO)34H 2O (NH 4241000

2

Be

于蒸发至干

·CCl

4800

BeCl ·NH 4HF 2o

o NaO 2+

C

O

+

H

O 3

电解

10. 对角线规则(diagonal rule）

在周期表的二、三周期中，某一元素的性质和它左上方或右下方的元素性质的相似

性，称为对角线规则。这种相似性比较明显的表现在Li和Mg、Be和Al、B和Si

三对元素之间，但C和P以及其它元素之间也存在某些对角线效应。

三、学生自测练习题

1. 是非题（判断下列各项叙述是否正确，对的在括号中填“√”，错的填“×”）

CaH2便于携带，与水分解放出H2，故野外常用它来制取氢气。（）

碱金属和碱土金属很活泼，因此在自然界中没有它们的游离状态。（）碱金属的熔点、沸点随原子序数增加而降低，因而碱土金属的熔点沸点也会具有这变化规律。（）碱金属是很强的还原剂，所以碱金属的水溶液也是很强的还原剂。（）碱金属的氢氧化物都是强碱性的。（）

氧化数为+2的碱土金属离子，在过量碱性溶液中都是以氢氧化物的形式存在。（）铍和其同组元素相比，离子半径小，极化作用强，所以形成键具有较多共价性。（）因为氢可以形成H+，所以可以把它划分为碱金属。（）

某溶液共存有Na+，K+，Al3+，NO-

3，HCO-

3

和SO-2

4

，并无任何反应发生。（）

由Li至Cs的原子半径逐渐增大，所以其第一电离能也逐渐增大。（）

2. 选择题（选择正确答案的题号填入）

2.1 下列成对元素中化学性质最相似的是: （）

a. Be 和Mg

b. Mg和Al

c. Li和Be

d. Be和Al

2.2 下列元素中，第一电离能最小的是: （）

a. Li

b. Be

c. Na

d. Mg

2.3 下列最稳定的氮化物是: （）

a. Li3N

b. Na3N

c. K3N

d. Ba3N2

2.4 下列水合离子生成时，放出热量最少的是: （）

a. Li+

b. Na+

c. K+

d. Mg2+

2.5 下列最稳定的过氧化物是: （）

a. Li2O2

b.Na2O2

c. K2O2

d. Rb2O2

2.6 下列化合物中，键的离子性最小的是: （）

a. LiCl

b. NaCl

c.KCl

d. BaCl2

2.7 下列碳酸盐中，热稳定性最差的是: （）

a. BaCO3

b. CaCO3

c. K2

d. Na2CO3

2.8 下列化合物中，在水中溶解度最小的是: （）

a. NaF

b. KF

c.CaF2

d. BaF2

2.9 下列各组化合物中，用煤气灯加热时分解产物类型不同的一组是: （）

a. NaNO3, KNO3

b. LiNO3 , NaNO3

c. LiNO3, Mg(NO3)2

d. Mg(NO3)2 , Cu(NO3)2