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1、锂 Li锂在地壳中的质量分数为 2.0 103 % 第十二章 IA，IIA 族和稀有气体锂辉石 LiAl SiO3 2 （ ）钠 Na钠在地壳中的质量分数为 2.3 % 列第 6 位钠长石 NaAlSi3O8芒硝 Na2SO410 H2O盐井中的 NaCl海水中的 NaCl钾 K钾在地壳中的质量分数为 2.1 % 列第 8 位钾长石 KAlSi3O8海水中的钾离子铷 Rb 与钾共生铷在地壳中的质量分数为 9.0 103 % 铯 Cs 与钾共生铯在地壳中的质量分数为 3.0 104 % 铍 Be 铍在地壳中的质量分数为 2.6 104 % 绿柱石 3 BeO Al2O3 6 SiO2镁 Mg镁在
2、地壳中的质量分数为 2.3 % 列第 7 位光卤石 KMgCl36 H2O 白云石 CaMg CO3 2 菱镁矿 MgCO3（ ）海水中的镁钙 Ca 钙在地壳中的质量分数为 4.1 % 列第 5 位 碳酸盐及硫酸盐矿物锶 Sr 锶在地壳中的质量分数为 0.037 % 列第 16 位 碳酸盐及硫酸盐矿物钡 Ba 钡在地壳中的质量分数为 0.050 % 列第 14 位 碳酸盐及硫酸盐矿物氢 H 氢在地壳中的质量分数为 0.152 % 列第 10 位 大气中少量的氢气H2O，及其他无机化合物和有机化合物中化合态的氢地壳中质量百分含量居前 20 位的元素是1 氧 （47.4%） 2 硅 （27.7%）
3、7 镁 （2.3 %） 8 钾 （2.1 %）9 钛 （0.56 %） 10 氢 （0.152 %）3 铝 （8.2 %） 4 铁 （4.1 %） 5 钙 （4.1 %） 6 钠 （2.3 %）15 碳 （0.048 %） 16 锶 （0.037 %） 17 硫 （0.026 %） 18 锆 （0.019 %） 19 钒 （0.016 %） 20 氯 （0.013 %） 11 磷 （0.1 %） 12 锰 （0.095%）13 氟 （0.095 %） 14 钡 （0.05 %） 12. 1 碱金属和碱土金属单质碱金属和碱土金属等活泼金属经常采用电解方法生产。12. 1. 1 制 备即使采用热还
4、原法，也要使用更合适的还原剂，而不是依赖碳。金属钠的生产是采用以石墨为阳极，以铁为阴极，电解 NaCl 熔盐的方式进行1. 电解法阳极 2 Cl Cl2 + 2 e阴极 2 Na+ + 2 e 2 Na Na 的沸点与 NaCl 的熔点相近，易挥发损失掉 Na。这样，在比 Na 的沸点低的温度下 NaCl 即可熔化。为此要加助熔剂，如 CaCl2，以降低熔盐的温度。液态 Na 的密度小，浮在熔盐上面，易于收集。加助熔剂不利的影响是，产物中总有少许 Ca。海水中镁的质量分数约为 0.12 %，是钠的十分之一。用煅烧石灰石所得的 CaO 将海水中的 Mg 沉淀为 Mg OH 2 （ ）Mg2+ +
5、 CaO + H2O Mg OH 2 + Ca2+（ ）加入氯化钾后浓缩结晶，得到无水光卤石 KMgCl3 Mg OH 2 与盐酸作用后得到 MgCl2x H2O，加热浓缩得到部分脱水的氯化镁。（ ） 光卤石 KMgCl36 H2OMgO + Cl2 + C MgCl2 + CO 这是反应的耦合。得到熔融的无水氯化镁。将 Mg OH 2 沉淀煅烧成 MgO，与焦炭混合，高温下通入氯气氯化。（ ）将无水氯化镁、无水光卤石和部分脱水的氯化镁混合，在 700 左右电解熔盐，可得金属单质镁。与此相类似，电解 CaCl2 熔盐，可得金属单质钙。大规模生产镁经常以白云石为原料。2. 化学还原法在 1150
6、 下减压煅烧白云石和硅铁合金白云石 CaMg CO3 2 （ ）2 MgO + CaO + FeSi 2 Mg + CaSiO3 + FeCaMg CO3 2 MgO + CaO + 2 CO2（ ）随着生产规模的扩大，镁的用途不断被发现。镁铝合金因其密度小，在飞行器的制造中得到广泛的应用。镁的存在提高了镁铝合金的机械强度、抗腐蚀性和加工性能。2 RbCl（l）+ Ca CaCl2 + 2 Rb（g）KCl（l）+ Na NaCl + K（g）钠本不比钾活泼，钙亦不比铷活泼。可以发生置换反应的原因是？再看两个化学还原法制备反应钾和铷的沸点低，KCl，RbCl 熔融温度下，钾和铷已汽化，使平衡右
7、移。2 RbCl（l）+ Ca CaCl2 + 2 Rb（g）KCl（l）+ Na NaCl + K（g）12. 1. 2 单质的性质易于生成合金是活泼金属单质的重要性质。1. 生成合金液体合金 一定比例的 Na 和K，例如 K 77.2 % 和 Na 22.8 %，可形成常温下的液体合金。 这种合金的熔点为 260.7 K。 Na 还原性强，与水反应猛烈钠汞齐 钠溶于汞中得到钠汞齐，也是液体合金。2 Na + 2 H2O 2 NaOH + H2 2 Na nHg + 2 H2O 2 NaOH + H2 + 2n Hg（ ） 但钠汞齐 NanHg 却是平和的还原剂，与水反应不剧烈，可以控制。除
8、 Be，Mg 之外，均与水剧烈反应 2. 化学反应碱金属和碱土金属，具有金属单质的各种化学性质和活泼金属的特殊性质。Ca + 2 H2O Ca OH 2 + H2 （ ）Mg 可以和热水发生反应，也可以和加入 NH4Cl 的水发生反应，放出 H2。Mg 和冷水反应极慢，生成的 Mg OH 2 膜阻碍了反应的进行。（ ）因为 Mg OH 2 是一种 Ksp 较大的碱性物质，故 NH4Cl 水解产生的酸足以将其溶解掉。（ ）碱金属和碱土金属等活泼金属可用来置换稀有金属ZrO2 + 2 Ca Zr + 2 CaO 除 Be，Mg 之外，均可以和H2 反应。例如NaH 为白色离子晶体，其中H 显 1
9、价， Na 显 + 1 价。2 Na + H2 2 NaHNaH 是强还原剂。LiH，NaH，KH，RbH 中，LiH 最稳定。KH + H2O KOH + H2TiCl4 + 4 NaH Ti + 2 H2 + 4 NaCl12. 2 碱金属和碱土金属的化合物12. 2. 1 含氧二元化合物碱金属、碱土金属在空气中燃烧，得到不同的主产物：碱土金属将生成正常氧化物 MO，碱金属中只有锂生成正常氧化物 Li2O。其他碱金属分别生成过氧化物 Na2O2，超氧化物 KO2，RbO2 和 CsO2。 在真空中，使叠氮化钠与硝酸钠反应，可以制备 Na2O5 NaN3 + NaNO3 3 Na2O + 8
10、 N2钠、钾的正常氧化物可通过下列方法得到2 KNO3 + 10 K 6 K2O + N2在隔绝空气的条件下，将硝酸钾和金属钾一同加热，可以制 备 K2O2 BaO + O2 2 BaO2 500过氧化钡的生成可以通过下面反应实现Be，Mg 没有超氧化物。其余超氧化物，可采用使高压氧气通过加热的过氧化物的方法制得，如 BaO4。 金属的臭氧化物，也属于含氧二元化合物。K，Rb，Cs 有臭氧化物。臭氧化物可以通过下面反应制取，如臭氧化钾4 KOH（s）+ 4 O3（g） 4 KO3（s）+ 2 H2O（s）+ O2（g） 臭氧化物不稳定，橘红色的 KO3 易分解2 KO3 2 KO2 + O2臭
11、氧化物与 H2O 反应4 KO3 + 2 H2O 4 KOH + 5 O2其余氧化物均与 H2O 剧烈反应。煅烧过的 BeO，MgO 难溶于水。BeO，MgO 熔点高，可作耐火材料。12. 2. 2 氢氧化物其余碱金属和碱土金属的氢氧化物均为碱性。只有 Be OH 2 显两性（ ）（ ）Be OH 2 + 2 H+ Be2+ + 2 H2O（ ）（ ）Be OH 2 + 2 OH Be OH 42氧化物的水化物一般键联形式是 M O H究竟是酸式解离，还是碱式解离，取决于 M 的电场。 若 M 的电场强，氧的电子云偏向M 和 O 之间，从而加强 MO 键；同时氧的电子云在 O 和 H 之间密度
12、降低，故削弱了 OH 键。M O H这时氢氧化物则倾向于酸式解离总之，电场强酸式解离。M O H 结果是易于碱式解离 M O H 若 M 的电场弱，吸引氧的电子云的能力差，而 O 对 H 的吸引增强。M O HM 电场的强弱，可用离子势 来衡量 =Z r式中 Z 是离子电荷数r 是以 pm 为单位的离子半径数值 =Z r显然 Z 值越大，r 值越小时，离子势 值越大。 =Z r两性经验表明碱式解离酸式解离Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+ Z 1 1 1 1 1 r / pm 59 102 138 152 167 0.13 0.10 0.085 0.081 0.077 对于碱金属和碱土金属的计算结果如下Be2+ Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+ Z 2 2 2 2 2 r / pm 27 72 100 118 135 0.27 0.
