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第一章 化学反应速度与化学平衡1

一、基本原理1

(1)化学反应速度1

(2)影响化学反应速度的因素1

(3)化学平衡2

(4)平衡移动原理--吕·查德里原理3

二、例题3

1.大气中N2和O2在什么情况下可以部分转变为氧化氮，它与一些矿物的生成有什么关系？3

2.在高温热液中硫为什么主要以H2S气体分子的形式存在？5

3.如何根据平衡常数计算矿物在水中的溶解度？6

4.应用平衡移动原理，说明CO2浓度的变化对海洋中碳酸钙沉积有何影响？8

5.应用平衡移动原理，举例说明浓度对矿物类质同像置换有何影响？9

6.应用质量作用定律，计算并说明由前寒武纪至现代大气雨水的pH变化趋势。10

7.温度、压力的变化对气成热液作用下锡石和石英的形成有什么影响？11

8.温度、压力的变化对变质作用下透辉石的形成有何影响？12

9.为什么在区域变质条件下，有利于形成体积小、比重大的矿物？13

(1)弱酸与弱碱的电离平衡及电离平衡常数15

(2)水的离子积15

一、基本原理15

第二章 弱酸与弱碱的电离平衡15

(3)电离平衡的移动16

(4)盐类的水解17

二、例题18

10.根据水的离子积分析中性热液的pH值为什么不等于7？18

11.根据弱酸的电离平衡，分析H2S和CO2在热液中的性状。19

12.根据硅酸的电离平衡，分析石英在碱性溶液中溶解度为什么比在中性水中大的多？21

13.自然界有哪些由弱酸和弱酸盐组成的缓冲溶液？22

14.举例说明在表生水和热液中可能产生的离子的水解反应23

15.举例说明在风化条件下矿物的水解作用24

16.围岩蚀变中的氢交代作用，是否也是一种水解作用？26

17.根据水解反应说明，为什么自然界有些元素低价比高价易于迁移，有些则相反？27

第三章 难溶电解质的沉淀与溶解平衡29

一、基本原理29

(1)溶度积29

(2)沉淀一溶解平衡的移动29

(3)分步沉淀30

(4)沉淀的转化30

二、例题31

18.什么叫矿物的溶度积？31

19.根据溶度积如何计算矿物在水中的溶解度？32

20.根据溶度积说明，为什么在热液中硫化物不可能以真溶液形式进行迁移？34

21.根据溶度积规则说明，为什么方解石可以溶解于盐酸？35

22.为什么同是硫化物矿物，闪锌矿可以溶于盐酸而辰砂只能溶解于王水？36

23.为什么在地下水中常常含有较多的酸式碳酸钙？38

24.根据溶度积规则说明，为什么Fe3+在天然水中的迁移能力比Fe2+小的多？39

25.为什么Al3+的沉积作用必须在介质的pH为4-9之间才能发生？40

26.为什么CaCO3的沉积环境是弱碱性介质？41

27.为什么在海水中存在的金属离子主要是Na+、Mg2+等阳离子？43

28.为什么在浅海地带能形成巨厚的铁矿建造？45

29.利用沉淀转化原理说明，为什么闪锌矿和方铅矿能被铜蓝所置换？46

31.在自然界重晶石能否转化为毒重石？48

30.根据沉淀转化原理说明，为什么白铅矿与铅矾经常共生？48

32.根据溶度积规则和沉淀的转化，说明银在硫化矿床氧化带的演变过程。50

第四章 氧化与还原52

一、基本原理52

(1)氧化还原反应52

(2)标准电极电位与标准氧化还原电位52

(3)能斯特方程式54

(4)氧化还原平衡55

(5)电位-pH关系56

33.自然界最常起作用的氧化剂是什么？59

二、例题59

34.根据氧化还原电位分析，为什么原生金属硫化物在氧化带易被氧化为硫酸盐？60

35.“铁帽”是怎么形成的？61

36.根据氧化还原电位的意义，分析地质环境中氧化还原电位高低说明什么问题？62

37.为什么可以根据含铁矿物中低价铁与高价铁的相对含量判断环境Eh的高低？63

38.为什么可以认为热液作用中氧化还原电位是比较低的？65

39.在自然界为什么元素的不同价态有的与Fe2+共生，有的则不能？65

40.为什么铂、金在自然界往往以自然元素形式存在？67

41.应用氧化还原电位解释为什么铬酸铅矿、钒铅矿地赤铁矿、褐铁矿共生，而不与磁铁矿共生？68

42.为什么氧化能促使数种共生的变价元素发生分离？68

43.为什么可以根据褐铁矿中是否含MnO2来推断成矿介质的酸碱性？69

44.为什么在硫化矿床氧化带会出现自然铜？71

45.利用Eh-pH图举例说明某些自然环境的Eh和pH范围。71

第五章 络合物77

一、基本原理77

(1)络合物的组成77

(2)络合物的化学键77

46.举例说明Eh-pH图在解释矿物的稳定性及元素共生组合方面的应用。78

(3)络合物的种类78

(5)络离子的离解平衡与沉淀反应的关系79

(4)络离子的离解平衡79

二、例题80

47.为什么说胆矾是一种络合物，而钾明矾则不是？80

48.在天然水中有哪些可能存在的络合物配位体？81

49.为什么现代关于热液作用中金属元素迁移形式比较普遍地认为是络合物形式？83

50.热液作用中成矿元素有哪些络合物类型，它们是如何形成矿物的？84

51.介质的pH对热液中硫络合物和硫氢络合物的迁移有何影响？87

52.为什么可以认为热液中锡是来自含锡花岗岩，它在迁移过程中是如何形成锡石的？88

53.为什么沥青铀矿常常和碳酸盐矿物共生？89

54.举例说明压力的变化对热液中碳酸盐络合物的迁移有何影响？89

55.热液中汞是如何由络合物形式转变为辰砂沉淀的？90

56.热液矿床中元素析出的顺序与元素在热液中的络合物稳定性有无联系？91

第六章 胶体化学93

一、基本原理93

(1)胶体的组成93

(2)胶体系统的分类93

(3)胶体的性质94

(4)胶体的制备96

(5)胶体的稳定因素与胶体的聚沉96

58.大气圈中的气溶胶是如何形成的？98

二、例题98

57.举例说明自然界中存在的各种类型的胶体分散体系。98

59.自然界的胶体溶液是如何形成的？100

60.在地壳表生作用带中，最重要的胶体有哪几种？101

61.为什么在表生作用带中，有的胶体带正电荷，有的带负电荷？101

62.为什么褐铁矿常常含带水二氧化硅？103

63.为什么元素以胶体状态迁移在表生带作用中具有重要意义，而在热液作用中并不如此？104

64.什么是腐殖质胶体，它对自然界某些胶体为什么能起保护作用？105

65.从胶体的扩散作用解释为什么玛瑙中常有红色条带？106

66.自然界有哪些因素可以促使天然胶体的聚沉？107

67.在江河入海处为什么常形成三角洲？108

68.自然界胶体为什么有选择性收附现象，它对元素的富集有何意义？108

69.什么叫胶体矿物的离子交换反应，它和多金属矿床次生分散晕的形成有何关系？109

70.偏胶体矿物是如何形成的？110

71.什么叫结晶胶溶体矿物？111

第七章 原子结构与元素周期律113

一、基本原理113

(1)原子的组成113

(2)核外电子的运动状态113

(4)周期表中各元素原子的核外电子排布116

(3)核外电子的排布规律116

(5)元素性质与原子结构的关系118

(6)化合价121

二、例题122

72.为什么自然界原子序数小的元素一般分布量比较大？122

73.戈尔德斯密特的元素地球化学分类反映了哪些原子结构上的特征？123

74.根据硫的原子结构，说明硫在自然界为什么有五种价态？125

75.由原子的外层结构分析，为什么铷在地壳中很难形成独立矿物？126

77.为什么在地壳中稀土元素可以共同迁移与富集？127

76.镓在自然界为什么会分散到铝的矿物中去？127

78.为什么铌和钽、锆和铪在地壳中总是共生在一起？128

79.为什么氧在自然界只能形成O2-一种离子形式？130

80.为什么碲的克拉克值比硒小，但碲的矿物却比硒多？131

81.为什么同属周期表第四主族元素，C和Si在自然界呈四价，而Pb却以二价为主？131

82.为什么同属周期表第一副族元素、金在自然界主要以自然元素形式存在，而铜和银则不是？134

83.为什么半径相近、电荷相同的Na+和Cu+或Ca2+和Hg2+在矿物中不能发生类质同像置换？135

84.如何从周期表中元素的纵列关系，推断类质同像的置换关系？136

85.如何从周期表中元素的横列关系，推断类质同像的置换关系？137

86.如何从周期表中元素的对角线关系，推断类质同像的置换关系？137

87.在地球深处的高压或超高压条件下，元素的性质将有何变化？139

第八章 分子结构与化学键141

一、基本原理141

(1)化学键及其类型141

(2)晶体的类型143

(3)离子的极化与极化作用144

二、例题146

88.矿物的晶体类型与化学键有何关系？146

89.为什么自然界亲石元素与氧结合主要形成离子键，而亲铜元素与硫结合多半形成共价键？147

90.为什么说含氧酸盐矿物都是多键型的晶体？148

91.试分析硅酸盐矿物中元素之间的键性？149

92.根据离子键及离子晶体的特点，说明石盐的晶体结构。150

93.根据共价键及原子晶体的特点，说明金刚石的晶体结构。151

94.为什么说在石墨构造中存在着三种键型？152

95.根据分子间力及分子晶体的特点说明自然硫及天然石油中主要有机物的结构和性质。153

96.根据氢键的作用说明天然水的重要物理性质155

97.化学键的类型对矿物类质同象置换有何影响？156

98.为什么硫化物矿物多半都有金属光泽？157

99.离子的极化对矿物的形成有何意义？158

100.举例说明，键性不同如何影响元素的迁移能力？159

主要参考文献160