大学无机化学上册《s区元素》练习题

1. 某实验室有四瓶未贴标签的无色溶液，分别含有Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Sr²⁺中的一种。取铂丝蘸取各溶液在无色火焰上灼烧进行焰色反应：观察到火焰呈黄色的是含____的溶液；需透过蓝色钴玻璃观察才能看到紫色火焰的是含____的溶液；火焰呈砖红色的是含____的溶液；火焰呈洋红色（深红色）的是含____的溶液。

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2. 已知离子半径：r(Li⁺)=76 pm，r(Mg²⁺)=72 pm，r(Ca²⁺)=100 pm。无机化学中常用离子势 φ=z/r（z 为阳离子电荷数，r 为离子半径，单位 pm）衡量氢氧化物 M(OH)ₙ 的碱性强弱：φ 值越小，M—O 键的离子性越强，O—H 键越易断裂电离出 OH⁻，氢氧化物碱性越强。请计算三种氢氧化物对应阳离子的 φ 值，并据此比较 LiOH、Mg(OH)₂、Ca(OH)₂ 的碱性强弱顺序（用 > 连接，按碱性由强到弱排列）。

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3. 判断金属氢氧化物碱性强弱常用离子势判据：令 φ = z/r（z 为金属离子电荷数，r 为离子半径，单位 pm），φ 越小，氢氧化物碱性越强。已知 Li⁺、Na⁺、Mg²⁺、Ba²⁺ 的离子半径分别为 76 pm、102 pm、72 pm、135 pm，电荷数分别为 +1、+1、+2、+2。请计算四种离子的离子势 φ = z/r，并据此判断 LiOH、NaOH、Mg(OH)₂、Ba(OH)₂ 四种氢氧化物中碱性最强与最弱者。

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4. 化学上常用离子势 φ = z/r（z 为阳离子电荷数，r 为离子半径/pm）衡量氢氧化物 M(OH)ₙ 的碱性强弱：φ 越小，M—O 键离子性越强，氢氧化物碱性越强。已知 Li⁺、Na⁺、K⁺ 的半径分别为 76 pm、102 pm、138 pm，Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺ 的半径分别为 45 pm、72 pm、100 pm。试分别计算第三周期元素 NaOH 中 Na⁺ 的离子势与碱土金属 Be(OH)₂ 中 Be²⁺ 的离子势（结果保留两位有效数字），并根据计算结果结合同族递变规律，回答：(1) 比较同族内 LiOH、NaOH、KOH 碱性强弱顺序；(2) 判断 Be(OH)₂ 相对于 Mg(OH)₂、Ca(OH)₂ 的碱性位置，并说明 Be(OH)₂ 在碱土金属氢氧化物中表现出特殊性（两性）的离子势原因。

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5. 金属氢氧化物的酸碱性可用离子势 φ = z/r（z 为阳离子电荷数，r 为阳离子半径，单位 nm）判别：φ 越大，阳离子对 O—H 键的极化能力越强，氢氧化物碱性越弱；当 φ > 40 nm⁻¹ 时氢氧化物显两性。已知离子半径：Be²⁺ 0.045 nm，Mg²⁺ 0.072 nm，Ca²⁺ 0.100 nm，Li⁺ 0.076 nm，Na⁺ 0.102 nm，K⁺ 0.138 nm。请计算 Be(OH)₂、Mg(OH)₂、Ca(OH)₂、LiOH、NaOH 对应的 φ 值，据此判断其中哪种氢氧化物显两性，并将五种氢氧化物按碱性由强到弱排序（要求排序唯一确定）。

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