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=MnO4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)2Ca(ClO)2BaSO 4CBaCl 22O NaCO 333BaO 2Ba(OH)23H 2O23)2C加热加热·Ba BeSO 44H 2O H 2SO 42Be(NO)34H 2O (NH 42410002Be于蒸发至干·CCl4800BeCl ·NH 4HF 2oo NaO 2+CO+HO 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-24，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Mgb. Mg和Alc. Li和Bed. Be和Al2.2 下列元素中，第一电离能最小的是: （）a. Lib. Bec. Nad. Mg2.3 下列最稳定的氮化物是: （）a. Li3Nb. Na3Nc. K3Nd. Ba3N22.4 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. Li2O2b.Na2O2c. K2O2d. Rb2O22.6 下列化合物中，键的离子性最小的是: （）a. LiClb. NaClc.KCld. BaCl22.7 下列碳酸盐中，热稳定性最差的是: （）a. BaCO3b. CaCO3c. K2d. Na2CO32.8 下列化合物中，在水中溶解度最小的是: （）a. NaFb. KFc.CaF2d. BaF22.9 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, KNO3b. LiNO3 , NaNO3c. LiNO3, Mg(NO3)2d. Mg(NO3)2 , Cu(NO3)22.10 下列化物中，溶解度最大的是: （）a. LiFb. NaClO4c.KClO4d. K2PtCl62.11 下列化合物中，具有磁性的是: （）a. Na2O2b. SrOc. KO2d.BaO22.12 下列钡盐中，在酸中溶解度最小的是: （）a. BaCO3b. BaC2O4c. BaCrO4d. BaSO42.13 关于s区元素的性质，下列叙述中不正确的是: （）a. 由于s区元素的电负性小，所以都形成典型的离子型化合物；b. 在s区元素中，Be、Mg因表面形成致密的氧化物保护膜而对水较稳定；c. s区元素的单质都有很强的还原性d. 除Be、Mg外，其他s区元素的硝酸盐或氯酸盐都可做焰火材料。
2.14 关于Mg , Ca , Sr , Ba及其化合物的性质，下列叙述中不正确的是: （）a. 单质都可以在氮气中燃烧生成氮化物M3N2；b. 单质都易与水、水蒸气反应得到氢气；c. M(HCO3)2在水中的溶解度大MCO3的溶解度；d. 这些元素几乎总是生成+2价离子。
3. 填空题3.1 金属锂应保存在中，金属钠和钾应保存在中。
3.2 在s区金属中，熔点最高的是，熔点最低的是，密度最小的是，硬度最小的是。
3.3 周期表中，处于斜线位置的B与Si、、性质十分相似，人们习惯上把这种现象称之为“斜线规则”或“对角线规则”。
3.4 在CaCO3, CaSO4, Ca(OH)2, CaCl2 , Ca(HCO3)2五种化合物中，溶解度最小的是。
3.5 给出下列物质的化学式：(1) 萤石；(2) 生石膏；(3) 重晶石；(4) 天青石；(5) 方解石；(6) 光卤石；(7) 智利硝石；(8) 芒硝；(9) 纯碱；(10) 烧碱。
3.6 Be(OH)2与Mg(OH)2性质的最大差异是。
3.7 电解熔盐法制得的金属钠中一般含有少量的，其原因是。
3.8 熔盐电解法生产金属铍时加入NaCl的作用是。
3.9 盛Ba(OH)2的试剂瓶在空气中放置一段时间后,瓶内出现一层白膜是。
3.10 比较各对化合物溶解度大小：(1) LiF AgF; (2) LiI AgI; (3) NaClO4KClO4;(4) CaCO3Ca (HCO3)2; (5) Li2CO3NaCO3。
3.11 ⅡA族元素中，性质表现特殊的元素是，它与p区元素中的性质极相似，如两者的氯化物都是化合物，在有机溶剂中溶解度较大。
3.12 碱土金属的氧化物，从上至下晶格能依次，硬度逐渐，熔点依次。
4．完成并配平下列反应方程式4.1 在过氧化钠固体上滴加热水。
4.2 将二氧化碳通入过氧化钠。
4.3 将氮化镁投入水中。
4.4 向氯化锂溶液中滴加磷酸氢二钠溶液。
4.5 六水合氯化镁受热分解。
4.6 金属钠和氯化钾共热。
4.7 金属铍溶于氢氧化钠溶液中。
4.8 用NaH还原四氯化钛。
4.9 将臭氧化钾投入水中。
4.10 将氢化钠投入水中。
5．简答题5.1 市售的NaOH中为什么常含有Na2CO3杂质？如何配制不含Na2CO3杂质的NaOH稀溶液？5.2 钾要比钠活泼，但可以通过下述反应制备金属钾，请解释原因并分析由此制备金属钾是否切实可行。
Na + KCl = NaCl + K5.3举例说明铍与锂的相似性。
5.4举例说明锂与同族的钠、钾元素计化合物的不同点。
5.5一固体混合物可能含有MgCO3，Na2CO3，Ba (NO3)2，AgNO3和CuSO4。
混合物投入水中得到无色溶液和白色沉淀；将溶液进行焰色试验，火焰呈黄色；沉淀可溶于稀盐酸并放出气体。
试判断那些物质肯定存在，哪些物质肯定不存在，并分析原因。
5.6在电炉法炼镁时，要用大量的冷氢气将炉口馏出的蒸气稀释、降温，以得到金属镁粉。
请问能否用空气、氮气、二氧化碳代替氢气作冷却剂？为什么？自测练习题答案1. 是非题1.1 (√) 1.2 (√) 1.3 (×) 1.4 (×) 1.5 (×)1.6 (×) 1.7 (√) 1.8 (√) 1.9 (×) 1.10 (×)2. 选择题2.1 ( d ) 2.2 ( c ) 2.3 ( a ) 2.4 ( c ) 2.5 ( d )2.6 ( a ) 2.7 ( b ) 2.8 ( c ) 2.9 ( b ) 2.10 ( b )2.11 ( c ) 2.12( d ) 2.13( a) 2.14 (b )3. 填空题3.1 液态石蜡，煤油。
3.2 Be, Cs，Li，Cs。
3.3 Be与Al，Li 与Mg。
3.4 CaCO3。
3.5 (1) CaF2，(2) CaSO4·2H2O，(3) BaSO4，(4) SrSO4，(5) CaCO3，(6) KCl·MgCl2·6 H2O，(7) NaNO3，(8) Na2SO4·10H2O，(9) Na2CO3，(10) NaOH。
3.6 Be(OH)2具有两性，即溶于酸又溶于强碱；Mg(OH)2为碱性，只溶于酸。
3.7 金属钙，电解时加入CaCl2助溶剂而有少量的钙电解时析出。
3.8 增加熔盐的导电性。
3.9 BaCO33.10 (1) < , (2) > , (3) > , (4) < , (5) < 。
3.11 Be，Al，共价。
3.12 减小，减小，降低。
4．完成并配平下列反应方程式4.1 2Na2O2 + 2H2O(热) = 4Na + O24.2 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O24.3 N2 + 6H2O = Mg(OH)2 + 2NH3= Li3PO4 + H+4.4 3Li+ + HPO 244.5 MgCl2•6H2O = Mg(OH)Cl + HCl + 5H2O4.6 Na(s) + K = NaCl + K(g)4.7 Be + 2NaOH + 2H2O = Na2[Be(OH)4] + H24.8 TiCl4 + 4NaH = Ti + 2H2 + NaCl4.9 4KO3 + 2H2O = O2 + 4KOH4.10 2NaH + 2H2O = 2NaOH + H25．简答题5.1 NaOH是由Ca(OH)2溶液与Na2CO3反应而得到的。