第10章碱金属与碱土金属习题解答

有一份白色固体混合物，其中可能含有KCI、MgSO4、BaCI2、CaCO3,

根据下列实验现象，判断混合物中有哪几种化合物？

化合物溶于水，得透明澄清溶液；

对溶液作焰色反应，通过钴玻璃观察到紫色； 向溶液中加入碱，产生白色胶状沉淀。

解：（1）该混合物中不含CaCO3,且MgSO4、BaCl2不会同时存在； （2）该混合物中含有KCl； （3）该混合物中含有MgSO4。

故混合物中只有KCl、MgSO4。

4． 如何鉴别下列各组物质：

△ Na2CO3 NaHCO3 NaOH △ CaSO4 CaCO3 △ Na2SO4 MgSO4

△ Al(OH)3 Mg(OH)2 MgCO3

解：鉴别上述各组物质有不同方法，现仅举一例供参考：

1． Na2CO3 有气体放出 NaHCO3 稀 HCl 有气体放出 NaOH 无明显现象 Na2CO3 pH试纸 碱性强 NaHCO3 碱性弱

2． CaSO4 稀 HCl 无现象 CaCO3 有气体放出

3． Na2SO4 稀NaOH 无现象 MgSO4 有沉淀析出

(4) Al(OH)3 沉淀溶解 Mg(OH)2 稀 HCl 沉淀溶解 MgCO3 有气体放出 Al(OH)3 NaOH溶液 沉淀溶解 Mg(OH)2 沉淀不溶解 5．如何将粗食盐中含有的杂质Ca2+、Mg2+ 和SO42- 除去，试以反应式表示之。 解：加入适量BaCl2(或氢氧化钡)、Na2CO3和NaOH，其反应式为 Ba2+ + SO42- BaSO4 ↓ Ca2+ + CO32- CaCO3 ↓ Mg2+ +2OHˉ Mg(OH)2 ↓ Ba2++CO32- BaCO3 ↓

6．现有五瓶无标签的白色固体粉末，他们分别是：MgCO3、BaCO3、无水Na2CO3、无水CaCl2及Na2SO4，试设法加以区别。

解：MgCO3（s） BaCO3（s） Na2CO3（s） CaCl2（s） Na2SO4（s） 各取少许，分别加水

MgCO3（s）BaCO3（s） Na2CO3溶液 CaCl2溶液 Na2SO4溶液

H2SO4 HCl CO2 ↑ BaSO4↓ + CO2↑ CO2↑ CaCl2溶液 Na2SO4溶液 BaCl2

CaCl2溶液 BaSO4↓ 7. 某固体混合物中可能含有MgCO3、Na2SO4、Ba(NO3)2、AgNO3和CuSO4。此固体溶于水后可得无色溶液和白色沉淀。无色溶液遇HCl无反应，其焰色反应呈黄色；白色沉淀溶于稀盐酸并放出气体。试判断存在、不存在的物质各是什么？

解：（1）根据“此固体溶于水后可得无色溶液和白色沉淀”，可判断混合物中不含CuSO4，而白色沉淀可能是MgCO3、BaSO4、Ag2SO4;

(2) 根据“无色溶液遇HCl无反应，其焰色反应呈黄色”，可判断混合物中含有Na2SO4，不含AgNO3； （3）根据“白色沉淀溶于稀盐酸并放出气体”，可判断混合物中含有MgCO3，白色沉淀不可能是BaSO4和Ag2SO4。

故存在的物质是MgCO3 、Na2SO4；不存在的物质是Ba(NO3)2、AgNO3和CuSO4。

8．向一含有Ba2+ 和Sr2+ （均为0.10mol/L）的溶液中，滴加K2CrO4溶液。试问首先析出的沉淀是什么物质？通过计算说明能否将Ba2+ 和Sr2+分离（假设反应过程中溶液体积不变）。

解：（1）因c (Ba2+) = c (Sr2+)

Ksp (BaCrO4) = 1.17×10-10 ﹤ K

??sp(SrCrO4) = 2.2×10-5

故滴加K2CrO4首先析出BaCrO4沉淀。 （2）当SrCrO4刚要析出时

?Ksp(SrCrO4) c(CrO42-) =

c(Sr)c2??c?

2.2?10?5 =

0.10mol?L

-1

=2.2?10-4 mol?L-1

?Ksp(BaCrO4)此时 c (Ba2+) ＝

c(CrO)c2?4?c?

1.17?10?10＝

2.2?10?4mol?L-1

＝5.3?10-7mol?L-1

Ba2+已沉淀完全，因此可将 Ba2+ 和Sr2+分离。

9．在下图各箭头处填入适当的试剂和条件，以实现各物质的转变。

解：（1） MgCl2

?cl2电解先加HCL溶解 Mg

后加过量NAOH? Mg(OH)2

NaCO3

?HCl ↓?

HNO3 MgCO3

??HNO3 Mg(NO3)2

? MgO

（2） CaCO 3

?coHNO3 CaO

? Ca(NO)

32

HCl

?Na2CO3 ↑HNO3

CaCl

? Ca ? Ca(OH)

2

电解H2O10. CaH2与冰反应课释放出H2，因此CaH2可用作高寒山区野外作业时的生氢剂。试计算1.00 g CaH2

与冰反应最多可制得0℃、101.325kPa下的H2体积。 解： CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2 H2

M(CaH2)2VM

1.00gxL

? = (1.00g×2Vm) / M(CaH2) =1.06L

00g CaH2与冰在0℃、101.325kPa 下反应，最多可制得1.06×10-3 m3 H2.