【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』，此版叢書(shū)是“數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書(shū)共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書(shū)是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來(lái)自學(xué)。不過(guò)這套叢書(shū)卻很適合像我這樣已接受過(guò)基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫(xiě)的備注。

【山話嵓語(yǔ)】『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)』其實(shí)還有新版，即80年代的改開(kāi)版，改開(kāi)版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過(guò)我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí)，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)和計(jì)算模式的來(lái)由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開(kāi)版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒(méi)在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』上傳成文字版。??

第二章堿金屬?

§2-3鈉和鉀的化合物，鉀肥

鈉和鉀的氧化物

【01】鈉和鉀露在空氣里或在較低溫度下(180℃以下)跟氧化合，生成白色氧化鈉Na?O和淡黃色氧化鉀K?O粉末。這些氧化物都能跟水起反應(yīng)，生成苛性堿——鈉和鉀的氫氧化物：

【02】但在空氣中或純氧氣里加熱鈉和鉀，就會(huì)生成淡黃色過(guò)氧化鈉Na?O?和過(guò)氧化鉀K?O?粉末：

【03】在過(guò)氧化物分子里，兩個(gè)氧原子自相聯(lián)結(jié)成原子團(tuán)，所以鈉和鉀在過(guò)氧化物里的化合價(jià)仍是+1價(jià)，它們的結(jié)構(gòu)式是：

【04】過(guò)氧化鈉和過(guò)氧化鉀跟水反應(yīng)時(shí)也生成苛性堿，同時(shí)有氧氣生成：

【05】因此，過(guò)氧化鈉和過(guò)氧化鉀是強(qiáng)氧化劑，在工業(yè)上用過(guò)氧化鈉作漂白劑以漂白麥稈、羽毛等。

【06】過(guò)氧化鈉露在空氣里，會(huì)跟二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，生成氧氣和碳酸鈉：

【07】所以過(guò)氧化鈉必須保存在干燥和不跟空氣接觸的容器里。但利用這個(gè)性質(zhì)可以用它在防毒面具和潛水艇里，以吸收二氧化碳和供給氧氣。

鈉和鉀的氫氧化物

【08】鈉和鉀的氫氧化物——?dú)溲趸c和氫氧化鉀——都是白色的固態(tài)物質(zhì)，暴露在空氣里容易潮解，在水里的溶解度都很大，溶解時(shí)會(huì)放出大量的熱。它們的溶液有肥皂似的滑膩感覺(jué)，濃溶液有很強(qiáng)的腐蝕性，皮膚、織物、紙等都能被腐蝕，因此它們又叫苛性鈉和苛性鉀。在使用它們的固體和溶液時(shí)，必須十分小心，如果在衣服或手上沾著以后，必須立即用水沖洗干凈。氫氧化鈉和氫氧化鉀都是強(qiáng)電解質(zhì)（強(qiáng)堿），即使很濃的溶液也幾乎能完全電離成氫氧根離子和金屬離子，因此溶液具有堿的一切性質(zhì)，能跟酸、酸酐和鹽等反應(yīng)，例如：

【09】實(shí)驗(yàn)室里盛放氫氧化鈉或氫氧化鉀（固體或溶液）的玻璃瓶不可用玻璃塞子，因?yàn)樗鼈兡芨ＡС煞掷锏亩趸璺磻?yīng)，分別生成硅酸鈉和硅酸鉀（俗稱(chēng)水玻璃），是一種粘合劑，會(huì)使瓶頸和玻璃塞子粘連在一起。當(dāng)然長(zhǎng)期盛放它們的玻璃瓶也會(huì)被腐蝕。酸式滴定管不能裝堿溶液，也是這個(gè)緣故。氫氧化鈉或氫氧化鉀的固體熔化或蒸煮濃溶液時(shí)，也不能用玻璃或瓷的坩堝或蒸發(fā)皿，可以用鐵坩堝。

【10】氫氧化鈉是基本化學(xué)工業(yè)中最重要的產(chǎn)品之一。工業(yè)上又叫它燒堿。它的制取方法，我們將在§2-4中介紹。氫氧化鈉主要用來(lái)制造肥皂、精煉石油、造紙、制造人造絲等等。

【11】制取氫氧化鉀的成本比較高，在化學(xué)反應(yīng)里氫氧化鉀和氫氧化鈉的作用基本上相同，可是1克分子氫氧化鈉只需用40克，而1克分子氫氧化鉀需要用56克。因此實(shí)驗(yàn)室里一般都用氫氧化鈉，除非特殊的應(yīng)用，如制液態(tài)鉀肥皂時(shí)，才用到氫氧化鉀。

鈉鹽和鉀鹽及其檢驗(yàn)法

【12】鈉鹽和鉀鹽一般都是無(wú)色或白色的固態(tài)物質(zhì)，都易溶于水?，F(xiàn)將比較重要的幾種鈉鹽和鉀鹽，列于表2·3。

【13】其中氯化鈉（即食鹽）是一種最主要的鈉的化合物。它不僅是生活必需品，而且是基本化學(xué)工業(yè)上的重要原料。碳酸鈉（俗稱(chēng)純堿）應(yīng)用很廣泛，是一種基本化學(xué)工業(yè)的重要產(chǎn)品，它的重要性可與硫酸相比擬。

【14】鈉鹽和鉀鹽的性質(zhì)很相似，只能用特殊反應(yīng)才能把它們鑒別開(kāi)來(lái)。最簡(jiǎn)便的一種方法是焰色反應(yīng)檢驗(yàn)法。當(dāng)鈉鹽或鉀鹽放在無(wú)色的火焰上燃燒時(shí)，一切鈉鹽都呈現(xiàn)黃色火焰；而一切鉀鹽都呈現(xiàn)紫色火焰。從焰色上，就可以區(qū)別它們。

【15】實(shí)驗(yàn)室操作如下：用一根光潔無(wú)銹的鐵絲（或用鎳鉻絲、鉛筆芯，最好用鉑絲），把鐵絲的一端熔接在玻璃棒上以作把手。鐵絲的另一端圈成小環(huán)，用純鹽酸（或純硝酸）洗凈鐵絲的表面，在火焰中灼熱鐵絲看看火焰是否無(wú)色（暗桔黃色），否則應(yīng)再用鹽酸洗凈。于是在小環(huán)上沾一些鹽的晶體或溶液，再把鐵絲放到無(wú)色火焰中灼燒（圖2·2）。觀察火焰的顏色，就能鑒別鈉鹽和鉀鹽。鐵絲使用一次以后，必須用酸洗凈。

【16】這個(gè)試驗(yàn)，對(duì)鈉鹽非常靈敏，即使微量鈉鹽就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的黃色火焰，因此如果焰色所呈黃色不明顯，倒可能不是鈉鹽了。同時(shí)試驗(yàn)時(shí)必須注意，即使沾有微量鈉鹽，對(duì)鉀鹽的鑒定就有很大妨礙，因?yàn)閺?qiáng)烈的黃色火焰會(huì)把紫色火焰遮蓋。因此檢驗(yàn)鉀鹽時(shí)應(yīng)用藍(lán)色的鈷玻璃隔火焰觀察。因?yàn)樗{(lán)玻璃能吸收黃色的光，而不能吸收紫色的光，這樣可以正確地檢出鉀鹽。

鉀肥

【17】氮、磷、鉀三種元素是植物生長(zhǎng)和生活所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，又是土壤最感缺乏的元素，所以施用氮肥、磷肥和鉀肥是增長(zhǎng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要手段。在第二冊(cè)里我們已介紹過(guò)氮肥和磷肥【山注，化2-5-08氮肥CV21782790】【山注，化2-5-10磷肥CV21785721】，這里我們來(lái)介紹鉀肥。

【18】合理施加鉀肥，能使植物正常生成，不容易受病菌感染，能增強(qiáng)抗寒、抗旱的能力，它還能使莖稈堅(jiān)實(shí)，不容易倒伏；并使糖、淀粉的合成能力提高。對(duì)塊根植物施加鉀肥特別有效?，F(xiàn)在介紹幾種常用的鉀肥。

【19】氯化鉀和硫酸鉀都是重要的鉀肥。自然界里氯化鉀常和氯化鈉在一起，形成鉀巖鹽礦。硫酸鉀和硫酸鋁形成復(fù)鹽——明礬石，因此綜合利用明礬石可提供肥料（硫酸鉀）和煉鋁原料。

【20】碳酸鉀存在于草木灰里，因此農(nóng)村中常把草木灰作為肥料，例如向日葵的灰分里含碳酸鉀高達(dá)55%。一般用水浸取草木灰，將浸出液蒸發(fā)而制得碳酸鉀。碳酸鉀的水溶液呈堿性，因此不能跟氨態(tài)氮肥一(NH?)?SO?、NH?NO?、NH?Cl、NH?HCO?和人糞尿等混合施肥，否則，氨容易游離出來(lái)，造成氮肥的損失。

【21】硝酸鉀是氮鉀混合肥料，又是黑火藥的成分之一，天然出產(chǎn)的硝酸鉀量不多，可以將硝酸鈉跟氯化鉀進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)來(lái)制取：

【22】這個(gè)反應(yīng)是可逆的。但是我們可以利用這些鹽在不同溫度下的溶解度不同，來(lái)促進(jìn)這個(gè)反應(yīng)向右進(jìn)行，我們先來(lái)看表2·4。

【23】從表里可以看出，在較高溫度下，硝酸鉀的溶解度大于氯化鈉：而在較低溫度時(shí)，情況恰巧相反。因此如果把氯化鉀和硝酸鈉的熱飽和溶液混和時(shí)，就有氯化鈉晶體析出。把晶體即刻濾去，將濾液蒸發(fā)濃縮，氯化鈉繼續(xù)從溶液中析出，并隨時(shí)濾去。這樣促使化學(xué)平衡向右移動(dòng)，而生成硝酸鉀的較濃溶液。然后把硝酸鉀溶液冷卻，由于硝酸鉀的溶解度迅速減小而結(jié)晶出來(lái)。這時(shí)因氯化鈉的溶解度的變化很小，只有很少氯化鈉結(jié)晶出來(lái)。這樣就得到了比較純的硝酸鉀。

【24】要表達(dá)鉀肥的有效成分含量，通常也是用氧化物的形式即K?O的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示的。例如分析純凈K?CO?試樣結(jié)果，用K?O含量來(lái)表示，是：

【25】同樣，純凈KCl，用K?O含量來(lái)表示，則為：

【26】因此純凈K?CO?的含鉀肥量要比純凈KCl的高一些。如果把它們相互折算起來(lái)，則1克純凈K?CO?相等于1.08克純凈KCl。計(jì)算如下：

【27】例如，某一塊田，本來(lái)施用含0.3%K?O的糞肥10噸，如果改用純凈KCl，它的用量多少？可計(jì)算如下：

習(xí)題2-3

1、怎樣從氫氧化鈉制備下列物質(zhì)？寫(xiě)出離子方程式：

(1)硝酸鈉，(2)硫酸氫鈉，(3)硫酸鈉，(4)碳酸鈉，(5)鈉。

2、為什么盛放氫氧化鈉固體或溶液的瓶子，不能用玻璃塞？為什么蓋子要嚴(yán)密？如未蓋嚴(yán)密，對(duì)氫氧化鈉固體和溶液各有什么影響？并用化學(xué)方程式表示可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。

3、氫氧化鈉可用來(lái)吸收氯氣、二氧化碳以及干燥氣體，各是利用它的什么性質(zhì)？

4、為什么稱(chēng)氫氧化鈉為苛性鈉？它在工業(yè)上有什么用途？

5、實(shí)驗(yàn)室里熔化氫氧化鈉，你選用下面材料中哪一種制成的坩堝？并說(shuō)明理由：

(1)鐵，(2)玻璃，(3)石英，(4)瓷（粘土、石英和長(zhǎng)石制成）。

6、寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：

(1)碳酸氫鈉轉(zhuǎn)變成碳酸鈉；(2)碳酸鈉轉(zhuǎn)變成碳酸氫鈉。

7、如果說(shuō)“酸式鹽能跟堿反應(yīng)生成正鹽，所以碳酸氫鈉的水溶液呈酸性”，這個(gè)結(jié)論對(duì)嗎？試詳細(xì)分析之。

8、有哪些用途是利用小蘇打遇酸劇烈地反應(yīng)放出二氧化碳的性質(zhì)的？

9*、為什么運(yùn)用結(jié)晶法可以從許多混有氯化鈉雜質(zhì)的鹽里分離出氯化鈉？[提示：比較氯化鈉的溶解度曲線和其他化合物的溶解度曲線]

10、從智利硝和氯化鉀來(lái)制取硝酸鉀的反應(yīng)是可逆的，利用什么原理使化學(xué)平衡向生成硝酸鉀的方向移動(dòng)【山注，智利硝就是硝酸鈉，智利硝石是一種礦石，主要成分是硝酸鈉，由于產(chǎn)于智利，故名智利硝石】。

11、為什么草木灰不能跟氨態(tài)氮肥和人糞尿等肥料摻和施用？

12.現(xiàn)在有NH?Cl，KNO?，KCl和NaNO?四種化肥，怎樣用實(shí)驗(yàn)來(lái)鑒別它們？寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟和發(fā)生的現(xiàn)象。[提示：本題可列表解答如下。這里并未全部完成，讀者可繼續(xù)進(jìn)行]

13、含K?O40%的硫酸鉀肥料，試計(jì)算硫酸鉀的百分含量是多少？

14、含0.3%K?O的糞40噸的肥效相當(dāng)于含KCl35%的鉀肥多少?lài)崳?/p>

15、將0.56克氫氧化鉀溶于水制成1升溶液。取出50毫升溶液用鹽酸來(lái)滴定，用去0.01克分子（山注，mol）濃度的鹽酸溶液45毫升。試計(jì)算氫氧化鉀的純度。

16、用等量的碳酸氫鈉制取二氧化碳，若(1)用煅燒碳酸氫鈉法；(2)用跟酸反應(yīng)法；兩者得到的二氧化碳的量是否相等？試結(jié)合化學(xué)方程式來(lái)說(shuō)明。