12、3、4、盐类
1、盐类的性质
(1)晶体类型
碱金属盐大多数是离子晶体,它们的熔点、沸点较高(见表12-15).由于Li 离子半径很小,极化力较强,它的某些盐(如卤化物)中表现出不同程度的共价性.
碱土金属带两个正电荷,其离子半径比相应碱金属离子小,故它们的极化力增强,因此碱土金属盐的离子键特征比碱金属差.但同族元素随着金属离子半径的增大,键的离子性也增强.
(2)溶解性:
碱
金属的盐类大多数都易溶于水,少数碱金属的盐难溶于水,如氟化锂LiF、碳酸锂Li 2CO3、磷酸锂Li3PO4.5H2O等.Li
的半径小,所以许多锂盐难溶(极化作用大);少数大阴离子的碱金属盐是难溶的.例如,六亚硝酸根合钴(Ⅲ)酸钠Na2[Co(N02)6]与钾盐作用,生
成亮黄色的六亚硝酸根合钴(Ⅲ)酸钠钾K2Na[Co(N02)6]沉淀,利用这一反应可以鉴定K .四苯基硼酸钠与K
反应生成K[B(C6H5)4]白色沉淀,也可用于鉴定K
.醋酸铀酰锌ZnAcz•3U02Ac2与钠盐作用,生成淡黄色多面体形晶体NaAc•ZnAc2•3lJOzAc2•9H2O,这一反应可以用来鉴定
Na .此外,Na[Sb(OH)6]也是难溶的钠盐,也可以利用其生成反应鉴定Na .
钠、钾盐溶解性的差异
在钾、钠
的可溶性盐中,钠盐的溶解性较好,但NaHCOa的溶解度不大但NaHCO3小; 钾盐溶解度随温度升高而升高,NaCl的溶解度随温度变化不大,这是常
见的钠盐中两个溶解性较特殊的盐.钠盐的吸湿性强,很大的一个因素是它溶易形成结晶水合物,如
Na2SO 4•10H2O ,Na2HPO4 •12H2O ,Na2S2O3 •5H2O等.
标准试剂多为钾盐;作炸药用钾盐.
碱
土金属的盐比相应的碱金属盐溶解度小,而且不少是难溶的,通常碱土金属与半径小、电荷高的阴离子形成的盐较难溶.例如,碱土金属的氟化物、碳酸盐、磷酸盐
以及草酸盐等都是难溶盐.钙盐中以CaC2O2的溶解度为最小,因此常用生成白色CaC202的沉淀反应来鉴定Ca2
.碱土金属与一价大阴离子形成的盐是易溶的.例如,碱土金属的硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、酸式碳酸盐、磷酸二氢盐等均易溶,卤化物除氟化物外也是易溶的.
碱土金属的硫酸盐、铬酸盐的溶解度差别较大.一般阳离子半径小的盐易溶,例如,BeS04和MgCr04是易溶的,而BaS04和BaCr04则是难溶
的.BaS04甚至不溶于酸,
(3)、热稳定性高,但NO 3 - ,CO 3 2-易分解
热稳定性是指化合物受热时易否分解的性质,如果分解温度很高,则认为热稳定性高,否则热稳定性底.
由于碱金属的原子半径在同周期元素中最大,离子的极化能力最弱,因此碱金属盐是最稳定的盐.只有锂的盐稳定性较差.碱金属的硝酸盐热稳定性差,加热时易分解,例如:
4LiN03→2Li20 4N02 02
2NaN03→7302NaN02 02
2KN03→670~C 2KN02 02
碱
土金属盐的热稳定性比碱金属差,但常温下也都是稳定的.碱土金属的碳酸盐、硫酸盐等的稳定性都是随着金属离子半径的增大而增强,表现为它们的分解温度依次
升高.铍盐的稳定性特别差.例如,BeC03加热不到100℃就分解,而BaC03需在1 360℃时才分解.铍的这一性质再次说明了第二周期元素的特殊
性.碱土金属碳酸盐的热稳定性规律可以用离子极化来说明.在碳酸盐中,阳离子半径愈小,即z/r值愈大,极化力愈强,愈容易从C032-中夺取O2-成为
氧化物,同时放出C02,表现为碳酸盐的热稳定性愈差,受热容易分解.碱土金属离子的极化力比相应的碱金属强.因而碱土金属的碳酸盐稳定性比相应的碱金属
差.Li 、Be2 的极化力在碱金属和碱土金属中是最强的,因此Li2C03和BeC03在其各自同族元素的碳酸盐中都是最不稳定的.
2、几种重要的盐
§12.4 对角线规则
在
S区和p区元素中,除了同族元素的性质相似外,还有一些元素及其化合物的性质呈现出“对角线”相似性.在周期表中某一元素的性质与其右下方的元素的性质相
似的现象,称为对角线规则.这种现象在IA族的Li与ⅡA族的Mg,ⅡA族的Be与ⅢA族的Al,ⅢA族的B与ⅣA族的Si之间表现明显.处于周期表中左
上右下对角线位置上的邻近两个元素,由于电荷数和半径的影响恰好相反,它们的离子极化作用比较相近,从而使它们的化学性质有许多相似之处.由此反映出物质
的性质与结构的内在联系.
课堂小结:
思 考 题
1.s区元素单质的哪些性质的递变是有规律的,试解释之.
2、IA族和ⅡA族元素的性质有哪些相近?有哪些不同?
3、 (Li /Li)比 (Cs /Cs)还小,但金属锂同水反应不如钠同水反应激烈,试解释这些事实.
4.试述过氧化钠的性质、制备和用途.
5.解释s区元素氢氧化物的碱性递变规律.并推测LiCl,BeCl2,MgCI2,CaCl2溶液的酸碱性,再简单说明之,或写出相应的反应方程式.
6.解释碱土金属碳酸盐的热稳定性变化规律.
7.通过s区元素化学的讨论,说明元素在自然界的存在形式、单质的制取方法以及单质、化合物的用途与元素、化合物性质的内在联系.你怎样理解“性质是元素化学中最基本的内容”这句话?
8.试述对角线规则,比较锂与镁、铍与铝的相似性.与同族元素相比,锂、铍有哪些特殊性.
10.城市路边的钠蒸气照明灯所发出的黄光产生于电子从3p轨道跃迁到了3s轨道,钠光谱谱线波长为589nm.(1)写出钠发光时,其原子激发态的电子排布.(2)计算钠原子3P与3s轨道间的能级差.
11、卤化锂在非极性溶剂中的溶解度顺序为:LiI >liBr>liCI>LiF,试解释之.
习 题
1、完成并配平下列反应方程式,
(1)Na H2→ (2)LiH(熔融) →
(3)CaH2 H20→ (4)NaH HCl→
(5)Na2O2 Na → (6)Na202 C02→
(7)Na202 2Mn04- H →
(8)Ba02 H2S04(稀、冷) →
2.写出下列过程的反应方程式,并予以配平.
(1)金属镁在空气中燃烧生成两种二元化合物;
(2)在纯氧中加热氧化钡;
(3)氧化钙用来除去火力发电厂排出废气中的二氧化硫;
(4)惟一能生成氮化物的碱金属与氮气反应;
(5)在消防队员的空气背包中,超氧化钾既是空气净化剂又是供氧剂;
(6)用硫酸锂同氢氧化钡反应制取氢氧化锂;
(7)铍是s区元素中惟一的两性元素,它与氢氧化钠水溶液反应生成了气体和澄情的溶液,
(8)铍的氢氧化物与氢氧化钠溶液混合;
(9)金属钙在空气中燃烧,将燃烧产物再与水反应.
3.商品NaOH(s)中常含有少量的Na2C03,如何鉴别之,并将其除掉何配制不含Na2C03的NaOH溶液?
4.用两种不同的简便方法区分Li2COs(s)和K2C03(s).
5.NaOH(s),Ca(OH)2(s)都是强碱,自行设计不同的实验方案来区分这两种碱.如何区分KOH(s)和Ba(OH)2(s)?
6.某溶液中含有MgCl2和BaCl2,试设计一实验方案将Mg2 和Ba2 分离开.如何分离NaCl 和MgCl2?
7.下列物质均为白色固体,试用较简单的方法,较少的实验步骤和常用试剂区别它们,并写出现象和有关的反应方程式.
Na2C03,Na2S04,MgCO3,Mg(OH)2,CaCl2,BaC03
8、
将1.00 g白色固体A加强热,得到白色固体B(加热时直至B的质量不再变化)和无色气体.将气体收集在450 mL的烧瓶中,温度为25℃,压力为
27.9 kPa.将该气体通人Ca(OH),饱和溶液中得到白色固体C.如果将少量B加入水中,所得B溶液能使红色石蕊试纸变蓝.B的水溶液被盐酸中和
后,经蒸发干燥得白色固体D.用D做焰色反应试验,火焰为绿色.如果B的水溶液与H2S04反应后,得白色沉淀E,E不溶于盐酸.试确定A,B,C,
D,E各是什么物质,并写出相关反应方程式.
9.以Na2S04,NH4HCO3和Ca(OH)2为原料可依次制备NaHC03,Na2C03和NaOH,试以反应方程式表示之.
10.在工业生产中,以氯化钠为原料所能得到的化工产品有哪些?简述其工艺过程或写出相应的反应方程式.
11、写出Ca(OH)2(s)与氯化镁溶液反应的离子方程式,计算该反应在298 K下的标准
平衡常数 .如果CaCl2溶液中含有少量MgCl2可怎样除去?
12.计算298K标准状态下金属镁在C02中燃烧的焓变.根据计算结果说明能否用C02作为镁着火时的灭火剂.
13、计算反应MgO(s)十C(石墨)≒CO(g)十Mg(s)的 (298 K), (298 K)
和 (298K)及该反应可以自发进行的最低温度.