(2)Hg + S = HgS
(3)2/3 Bi +S = 1/3 Bi2S3 (4)H2 +S = H2S (5)Pb +S = PbS
3、解： 线1中，随着温度的升高，刚开始时吉布斯自由能呈上升趋势，但当温度达到一 定值后，随着温度的升高，吉布斯自由能反呈下降趋势。斜率发生了变化，是因为温度升 高，发生了相变，出现了熵增，因而?rGθ下降。线2线3相似，起始随温度的升高，?rGθ 增加，达到一定温度后，随着温度的增加，?rGθ增加的速度更快，斜率 加大，出现了熵 增。线4随温度升高，?rGθ直线上升，反应过程中无相变。线5?rGθ开始时随温度的升 高逐渐增大，达到一定的温度又逐渐减小温度继续上升，又出现下降，再上升又出现增大， 有两个拐点。这说明在反应的过程中，随着温度的上升，伴随有相变产生。由图可以 看 出：
HgS 和 Bi2S3可以用H2作还原剂对HgS 温度可控制在：400K-800 对Bi2S3温度可控制在：700K-1000K
对PbS较难还原，选用C作还原剂，需要3000K以上的高温。 19-4已知 733K 时， 2Mn + O2 = 2MnO;
△rGθ=-670kJ.mol-1
2C +O2 =2CO; △rGθ=-350 kJ.mol-1 1773K时，2Mn + O2 = 2MnO; △rGθ=-510 kJ.mol-1 2C +O2 =2CO; △rGθ=-540 kJ.mol-1 试计算在773K和1773K 时反应： Mn(s) + C(s) = Mn(s)+ CO(g)
的△rGθ，说明用C(s) 还原MnO(S)应在高温还是低温条件下进行？ 4、解： 2Mn + O2 = 2MnO (1) 2C + O2 = 2CO (2) MnO（S） + C（S） = Mn（S） + CO（g） (3) (3) =
(2)?(1) 2?350?(?670)?160kJmol?1>0
2?540?(?510) 1773K时 ?rGθ= ??15kJmol?1<0
2 773K时 ?rGθ =
故反应在高温下进行。
19-5金属的晶体结构有哪几种主要类型？它们得空间利用率和配位数各是多少？对金属性质的影响又如何？
5、答：金属的晶体结构类型包括：面心立方，体心立方，六方 晶体结构类型 配位数 空间利用率 对金属性质的影响 面心立方 体心立方 六 方 12 8 12 74.05% 68.02% 74.05% ——25——
第20章 s区金属（碱金属与碱土金属）
20-1 简要说明工业上生产金属钠﹑烧碱和纯碱的基本原理。 1、解：2NaCl ====== 2Na + Cl2↑
（1） 加入CaCl2作助熔剂，以熔盐电解法制金属钠 （2） 电解NaCl水溶液可得NaOH
电解
2NaCl + 2H2O ===== Cl2↑ + H2↑ + 2NaOH
（3） 用氨碱法
NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3↓ + NH4Cl
2NaHCO3===== Na?2CO3 + H2O↑ + CO2↑
20-2以重晶石为原料，如何制备 BaCl2﹑BaCO3﹑BaO 和 BaO2 ？写出有关的化学反应方程式。
答：(1)BaS04十4C 1173℃～1273℃ BaS十4CO↑
BaS04+4CO 1173℃～1273℃ BaS＋4C02↑ (2)2BaS＋2H20=Ba(HS) 2十Ba(OH) 2 Ba(HS) 2＋C02＋H20=BaC03↓+2H2S BaS + 2HCl = BaCl2 + H2S BaS + CO2 + H2O = BaCO3 + H2S (3)BaCO3 + C Δ BaO＋CO2↑
（4） 2BaO + O2 ===2BaO2
20-3写出下列反应的方程式：
（1） 金属钠与H2O﹑Na2O2﹑NH3﹑C2H5OH﹑TiCl4﹑KCl﹑MgO﹑NaNO2 的反应； （2） Na2O2与H2O﹑NaCrO2﹑CO2﹑Cr2O3﹑H2SO4（稀）的反应； 3、解：(1) 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
2Na + Na2O2 = 2Na2O
2Na + 2NH3 = 2NaNH2 + H2↑
2Na + 2C2H5OH = 2C2H5ONa + H2↑ 4Na + TiCl4 = Ti + 4NaCl Na + KCl= K↑ + NaCl 2Na + MgO = Mg + Na2O
2Na + Na2O2 = 2Na2O
6Na + 2NaNO2 = 4Na2O + N2↑
(2) 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ↑ Na2O2 + 2NaCrO2 = 2Na2CrO4 + O2↑ 2 Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2↑ Na2O2 + Cr2O3 = Na2CrO4
3Na2O2 + Cr2O3 = 2Na2CrO4 + Na2O
Na2O2 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O2 20-4完成下列各步反应方程式：
（1）MgCl2 Mg Mg(0H)2
——26——
MgCO3 Mg(NO3)2 MgO
（2）CaCO 3 CaO Ca(NO3)2
CaCl2 Ca Ca(OH)2
电解
4、解：(1) MgCl2 ===== Mg + Cl2↑
Mg + Cl = MgCl2
Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑ Mg(OH)2= MgO + H2O
MgCO3 + 2HCl = MgCl + H2O + CO2↑
MgCO3+ 2HNO3 = Mg(NO3)2 + H2O + CO2↑ 2Mg(NO3)2?= 2MgO + 4NO2↑ + O2↑
(2) CaCO3 ===== CaO + CO2↑
CO2 + CaO 甲醇===== CaCO3
氨水
CaO + 2NH4NO3 ===== Ca(NO3)2 + 2NH3↑ + H2O CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
电解
CaCl2 ===== Ca + Cl2↑ 熔融
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2↑
Ca(OH)2 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + 2H2O
20-5含有Ca2+﹑Mg2+ 和SO42-离子的粗盐如何精制成纯的食盐，以反应式表示。 5、解：(1) SO42- + Ba2+ = BaSO4↓ (2) Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓ (3) Ca2+ + CO32- = CaCO3↓ (4) Ba2+ + CO32- = BaCO3↓ (5) CO32- + 2H+ = CO2↑ + H2O OH- + H+ = H2O
20-6试利用铍﹑镁化合物性质的不同鉴别下列各组物质： （1） Be(OH)2 和Mg(OH)2 ； （2） BeCO3 和 MgCO3 ； （3） BeF2 和 MgF2 。 6、解：（1）Be(OH) 2具有两性，而Mg(OH) 2只有碱性。用NaOH溶液可以把它们区分。溶于NaOH溶液的是Be(OH) 2，不溶的是Mg(OH) 2。Be(OH)2 + 2OH- = Be(OH)42-
（2）利用碳酸盐的热稳定性不同进行区分。BeCO3稳定性较差，稍加热在373K发生分解反应。MgCO3加热到813K分解.控制加热温度为373K，有气体发生的是BeCO3，无气体放出的是MgCO3。BeCO3 373K = BeO十CO2
BeCO3和（NH4）2CO3作用形成可溶性的络盐(NH4)6[Be4O(CO3)6]，而MgCO3不具有这种
性质，可以进行分离
（3）利用氟化物的溶解性不同进行区分。BeF2易溶于水，而MgF2难溶于水。BeF2易形成BeF42-络离子，MgF2不易形成MgF42-络离子
各取少量固体，分别加入少量水，固体溶解均为BeF2，不溶的为MgF2。
4．商品氢氧化钠中为什么常含有杂质碳酸纳?怎样用最简便的方法加以检验?如何除去它? 答：因为氢氧化钠是强碱，容易吸收空气中的CO2，反应生成Na2CO3。检验的方法是：取
——27——
少量商品氢氧化钠溶解，向其中加入饱和CaCl2溶液，若生成白色沉淀，证明有Na2CO3存在。除去Na2CO3的方法是：可先配饱和的NaOH溶液，在这种溶液中，Na2C03不溶，静置后，沉淀过滤除去。
20-7商品氢氧化钠中为什么常含杂质碳酸钠？如何检验？又如何除去？
答：NaOH中所含杂质Na2CO3是由NaOH和吸收空气中的CO2反应而形成的，在NaOH中加入HCl溶液，若有CO2气体逸出，证明有Na2CO3存在；否则不存在。可制备很浓的NaOH 溶液，在这种溶液中碳酸钠不溶，静置后即沉淀，上层清液即为NaOH溶液。 20-8以氢氧化钙为原料，如何制备下列物质？以反应方程式表示之。 （1） 漂白粉；（2）氢氧化钠；（3）氨；（4）氢氧化镁。 解：(1) 2Ca(OH)2 + 2Cl2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
(2)Ca(OH) 2＋Na2CO3 = CaCO3↓＋2NaOH
(3) Ca(OH)2 + (NH4)2CO3 = CaCO3↓ + H2O + 2NH3↑ (4) Ca(OH)2 + MgCl2 = CaCl2 + Mg(OH)2↓
20-9 为什么选用过氧化钠做潜水密封舱中的供氧剂？为什么选用氢化钙做野外氢气发生剂？请写出有关方程式。
9、解：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2↑ CaH2 + H2O = Ca(OH)2 + 2H2↑ 20-10写出下列物质的化学式：
光卤石 明矾 重晶石 天青石 白云石 方解石 苏打 石膏 萤石 芒硝 元明粉 泻盐
10、解：光卤石 KCl?MgCl2?6H2O 明矾 KAl(SO4)2?12H2O
重晶石 BaSO4 天青石 SrSO4 白云石 CaCO3 ?MgCO3 方解石 CaCO3
苏打 Na2CO3 石膏 CaSO4?2H2O 萤石 CaF2 芒硝 Na2SO4?10H2O 元明粉 Na2SO4 泻药 MgSO4?7H2O 大苏打Na2S203·5H2O；小苏打NaHC03；泻盐MgS04·7H20； 20-11 下列反应的热力学数据如下：
MgO(s) + C(石墨) == CO(g) + Mg(g) △fH?/kJ.mol-1 -601.7 0 -110.52 147.7 △fG?/kJ.mol-1 -569.4 0 -137.15 113.5
S?/J.mol-1.K-1 26.94 5.74 197.56 148.54 试计算：（1）反应的热效应△rH? （2）反应的自由能变 △rG? ；（3）在标准条件下，用 C （s，石墨）还原 MgO制取金属镁时，反应自发进行的最低温度是什么？ 解：MgO(s)+ C(s石墨) = CO(g) + Mg(g)
????? (1) ?rH298??fH298(CO,g)+ ?fH298(Mg,g) -?fH298(MgO,s)-?fH298(C,s)
= 147.7-110.52-(-601.7) = 638.88kJ?mol-1
????? (2) ?rG298 = ?fH298(CO,g)+?fH298(Mg,g) - ?fH298(MgO,s) - ?fH298(C,s)
=113.5-137.15-(-569.4) = 545.81 kJ?mol-1
????? (3) ?rS298= ?fS298(CO,g) + ?fS298(Mg,g) - ?fS298(MgO,s)- ?fS298(C,s)
——28——