【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的备注。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。  

第二章碱金属 

§2-3钠和钾的化合物，钾肥

钠和钾的氧化物

【01】钠和钾露在空气里或在较低温度下(180℃以下)跟氧化合，生成白色氧化钠Na₂O和淡黄色氧化钾K₂O粉末。这些氧化物都能跟水起反应，生成苛性碱——钠和钾的氢氧化物：

【02】但在空气中或纯氧气里加热钠和钾，就会生成淡黄色过氧化钠Na₂O₂和过氧化钾K₂O₂粉末：

【03】在过氧化物分子里，两个氧原子自相联结成原子团，所以钠和钾在过氧化物里的化合价仍是+1价，它们的结构式是：

【04】过氧化钠和过氧化钾跟水反应时也生成苛性碱，同时有氧气生成：

【05】因此，过氧化钠和过氧化钾是强氧化剂，在工业上用过氧化钠作漂白剂以漂白麦秆、羽毛等。

【06】过氧化钠露在空气里，会跟二氧化碳发生反应，生成氧气和碳酸钠：

【07】所以过氧化钠必须保存在干燥和不跟空气接触的容器里。但利用这个性质可以用它在防毒面具和潜水艇里，以吸收二氧化碳和供给氧气。

钠和钾的氢氧化物

【08】钠和钾的氢氧化物——氢氧化钠和氢氧化钾——都是白色的固态物质，暴露在空气里容易潮解，在水里的溶解度都很大，溶解时会放出大量的热。它们的溶液有肥皂似的滑腻感觉，浓溶液有很强的腐蚀性，皮肤、织物、纸等都能被腐蚀，因此它们又叫苛性钠和苛性钾。在使用它们的固体和溶液时，必须十分小心，如果在衣服或手上沾着以后，必须立即用水冲洗干净。氢氧化钠和氢氧化钾都是强电解质（强碱），即使很浓的溶液也几乎能完全电离成氢氧根离子和金属离子，因此溶液具有碱的一切性质，能跟酸、酸酐和盐等反应，例如：

【09】实验室里盛放氢氧化钠或氢氧化钾（固体或溶液）的玻璃瓶不可用玻璃塞子，因为它们能跟玻璃成分里的二氧化硅反应，分别生成硅酸钠和硅酸钾（俗称水玻璃），是一种粘合剂，会使瓶颈和玻璃塞子粘连在一起。当然长期盛放它们的玻璃瓶也会被腐蚀。酸式滴定管不能装碱溶液，也是这个缘故。氢氧化钠或氢氧化钾的固体熔化或蒸煮浓溶液时，也不能用玻璃或瓷的坩埚或蒸发皿，可以用铁坩埚。

【10】氢氧化钠是基本化学工业中最重要的产品之一。工业上又叫它烧碱。它的制取方法，我们将在§2-4中介绍。氢氧化钠主要用来制造肥皂、精炼石油、造纸、制造人造丝等等。

【11】制取氢氧化钾的成本比较高，在化学反应里氢氧化钾和氢氧化钠的作用基本上相同，可是1克分子氢氧化钠只需用40克，而1克分子氢氧化钾需要用56克。因此实验室里一般都用氢氧化钠，除非特殊的应用，如制液态钾肥皂时，才用到氢氧化钾。

钠盐和钾盐及其检验法

【12】钠盐和钾盐一般都是无色或白色的固态物质，都易溶于水。现将比较重要的几种钠盐和钾盐，列于表2·3。

【13】其中氯化钠（即食盐）是一种最主要的钠的化合物。它不仅是生活必需品，而且是基本化学工业上的重要原料。碳酸钠（俗称纯碱）应用很广泛，是一种基本化学工业的重要产品，它的重要性可与硫酸相比拟。

【14】钠盐和钾盐的性质很相似，只能用特殊反应才能把它们鉴别开来。最简便的一种方法是焰色反应检验法。当钠盐或钾盐放在无色的火焰上燃烧时，一切钠盐都呈现黄色火焰；而一切钾盐都呈现紫色火焰。从焰色上，就可以区别它们。

【15】实验室操作如下：用一根光洁无锈的铁丝（或用镍铬丝、铅笔芯，最好用铂丝），把铁丝的一端熔接在玻璃棒上以作把手。铁丝的另一端圈成小环，用纯盐酸（或纯硝酸）洗净铁丝的表面，在火焰中灼热铁丝看看火焰是否无色（暗桔黄色），否则应再用盐酸洗净。于是在小环上沾一些盐的晶体或溶液，再把铁丝放到无色火焰中灼烧（图2·2）。观察火焰的颜色，就能鉴别钠盐和钾盐。铁丝使用一次以后，必须用酸洗净。

【16】这个试验，对钠盐非常灵敏，即使微量钠盐就会产生强烈的黄色火焰，因此如果焰色所呈黄色不明显，倒可能不是钠盐了。同时试验时必须注意，即使沾有微量钠盐，对钾盐的鉴定就有很大妨碍，因为强烈的黄色火焰会把紫色火焰遮盖。因此检验钾盐时应用蓝色的钴玻璃隔火焰观察。因为蓝玻璃能吸收黄色的光，而不能吸收紫色的光，这样可以正确地检出钾盐。

钾肥

【17】氮、磷、钾三种元素是植物生长和生活所必需的营养元素，又是土壤最感缺乏的元素，所以施用氮肥、磷肥和钾肥是增长农业生产的重要手段。在第二册里我们已介绍过氮肥和磷肥【山注，化2-5-08氮肥CV21782790】【山注，化2-5-10磷肥CV21785721】，这里我们来介绍钾肥。

【18】合理施加钾肥，能使植物正常生成，不容易受病菌感染，能增强抗寒、抗旱的能力，它还能使茎秆坚实，不容易倒伏；并使糖、淀粉的合成能力提高。对块根植物施加钾肥特别有效。现在介绍几种常用的钾肥。

【19】氯化钾和硫酸钾都是重要的钾肥。自然界里氯化钾常和氯化钠在一起，形成钾岩盐矿。硫酸钾和硫酸铝形成复盐——明矾石，因此综合利用明矾石可提供肥料（硫酸钾）和炼铝原料。

【20】碳酸钾存在于草木灰里，因此农村中常把草木灰作为肥料，例如向日葵的灰分里含碳酸钾高达55%。一般用水浸取草木灰，将浸出液蒸发而制得碳酸钾。碳酸钾的水溶液呈碱性，因此不能跟氨态氮肥一(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、NH₄Cl、NH₄HCO₃和人粪尿等混合施肥，否则，氨容易游离出来，造成氮肥的损失。

【21】硝酸钾是氮钾混合肥料，又是黑火药的成分之一，天然出产的硝酸钾量不多，可以将硝酸钠跟氯化钾进行复分解反应来制取：

【22】这个反应是可逆的。但是我们可以利用这些盐在不同温度下的溶解度不同，来促进这个反应向右进行，我们先来看表2·4。

【23】从表里可以看出，在较高温度下，硝酸钾的溶解度大于氯化钠：而在较低温度时，情况恰巧相反。因此如果把氯化钾和硝酸钠的热饱和溶液混和时，就有氯化钠晶体析出。把晶体即刻滤去，将滤液蒸发浓缩，氯化钠继续从溶液中析出，并随时滤去。这样促使化学平衡向右移动，而生成硝酸钾的较浓溶液。然后把硝酸钾溶液冷却，由于硝酸钾的溶解度迅速减小而结晶出来。这时因氯化钠的溶解度的变化很小，只有很少氯化钠结晶出来。这样就得到了比较纯的硝酸钾。

【24】要表达钾肥的有效成分含量，通常也是用氧化物的形式即K₂O的百分数来表示的。例如分析纯净K₂CO₃试样结果，用K₂O含量来表示，是：

【25】同样，纯净KCl，用K₂O含量来表示，则为：

【26】因此纯净K₂CO₃的含钾肥量要比纯净KCl的高一些。如果把它们相互折算起来，则1克纯净K₂CO₃相等于1.08克纯净KCl。计算如下：

【27】例如，某一块田，本来施用含0.3%K₂O的粪肥10吨，如果改用纯净KCl，它的用量多少？可计算如下：

习题2-3

1、怎样从氢氧化钠制备下列物质？写出离子方程式：

(1)硝酸钠，(2)硫酸氢钠，(3)硫酸钠，(4)碳酸钠，(5)钠。

2、为什么盛放氢氧化钠固体或溶液的瓶子，不能用玻璃塞？为什么盖子要严密？如未盖严密，对氢氧化钠固体和溶液各有什么影响？并用化学方程式表示可能发生的化学反应。

3、氢氧化钠可用来吸收氯气、二氧化碳以及干燥气体，各是利用它的什么性质？

4、为什么称氢氧化钠为苛性钠？它在工业上有什么用途？

5、实验室里熔化氢氧化钠，你选用下面材料中哪一种制成的坩埚？并说明理由：

(1)铁，(2)玻璃，(3)石英，(4)瓷（粘土、石英和长石制成）。

6、写出下列反应的化学方程式：

(1)碳酸氢钠转变成碳酸钠；(2)碳酸钠转变成碳酸氢钠。

7、如果说“酸式盐能跟碱反应生成正盐，所以碳酸氢钠的水溶液呈酸性”，这个结论对吗？试详细分析之。

8、有哪些用途是利用小苏打遇酸剧烈地反应放出二氧化碳的性质的？

9*、为什么运用结晶法可以从许多混有氯化钠杂质的盐里分离出氯化钠？[提示：比较氯化钠的溶解度曲线和其他化合物的溶解度曲线]

10、从智利硝和氯化钾来制取硝酸钾的反应是可逆的，利用什么原理使化学平衡向生成硝酸钾的方向移动【山注，智利硝就是硝酸钠，智利硝石是一种矿石，主要成分是硝酸钠，由于产于智利，故名智利硝石】。

11、为什么草木灰不能跟氨态氮肥和人粪尿等肥料掺和施用？

12.现在有NH₄Cl，KNO₃，KCl和NaNO₃四种化肥，怎样用实验来鉴别它们？写出实验步骤和发生的现象。[提示：本题可列表解答如下。这里并未全部完成，读者可继续进行]

13、含K₂O40%的硫酸钾肥料，试计算硫酸钾的百分含量是多少？

14、含0.3%K₂O的粪40吨的肥效相当于含KCl35%的钾肥多少吨？

15、将0.56克氢氧化钾溶于水制成1升溶液。取出50毫升溶液用盐酸来滴定，用去0.01克分子（山注，mol）浓度的盐酸溶液45毫升。试计算氢氧化钾的纯度。

16、用等量的碳酸氢钠制取二氧化碳，若(1)用煅烧碳酸氢钠法；(2)用跟酸反应法；两者得到的二氧化碳的量是否相等？试结合化学方程式来说明。