无机化学第四版答案——下册

第13章氢和稀有气体 13-1  氢作为能源，其优点是什么？目前开发中的困难是什么？ 1、解：氢作为能源，具有以下特点： （1） 原料来源于地球上储量丰富的水，因而资源不受限制； （2） 氢气燃烧时放出的热量很大； （3） 作为燃料的最大优点是燃烧后的产物为水，不会污染环境； （4） 有可能实现能量的储存，也有可能实现经济高效的输送。 发展氢能源需要解决三个方面的问题：氢气的发生，氢气的储备和氢气的利用 13-2按室温和常压下的状态（气态  液态 固态）将下列化合物分类，哪一种固体可能是电的良导体？   BaH2;SiH4;NH3;AsH3;PdH0.9;HI 13-3试述从空气中分离稀有气体和从混合气体中分离各组分的根据和方法。 3、解：从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分，主要是利用它们不同的物理性质如：原子间不同的作用力、熔点沸点的高低以及被吸附的难易等差异达到分离的目的。 13-4试说明稀有气体的熔点 、沸点、密度等性质的变化趋势和原因？ 4、解：氦、氖、氩、氪、氙，这几种稀有气体熔点、沸点、密度逐渐增大。 这主要是由于惰性气体都是单原子分子，分子间相互作用力主要决定于分子量。分子量越大，分子间相互作用力越大，熔点沸点越来越高。 密度逐渐增大是由于其原子量逐渐增大，而单位体积中原子个数相同。 13-5你会选择哪种稀有气体作为：（a）温度最低的液体冷冻剂；（b）电离能最低  安全的放电光源；（c）最廉价的惰性气氛。 13-6用价键理论和分子轨道理论解释HeH、HeH+、He2+  粒子存在的可能性。为什么氦没有双原子分子存在？ 13-7 给出与下列物种具有相同结构的稀有气体化合物的化学式并指出其空间构型： (a) ICl4-  (b)IBr2-  (c)BrO3-  (d)ClF  7、 解：    平面四边形                          直线形   三角锥                              直线形 13-8用 VSEPR理论判断XeF2 、XeF4、XeF6、XeOF4及ClF3的空间构型。 8、解：    直线形                          平面四边形       八面体                          四方锥       三角锥 13-9用化学方程式表达下列化合物的合成方法（包括反应条件）： (a) XeF2    (b) XeF6    (c) XeO3 9、解：         13-10 完成下列反应方程式： (1) XeF2  + H2O → (2) XeF4  + H2O → (3) XeF6  + H2O → (4) XeF2  + H2 → (5) XeF4  + Hg→ (6) XeF4  + Xe→ 10、解： 第14章卤素 14-1 电解制氟时，为何不用 KF 的水溶液？液态氟化氢为什么不导电，而氟化钾的无水氟化氢溶液却能导电？ 1、解：因为F2与水能发生剧烈的化学反应；液态HF分子中，没有自由移动的离子，故而不能导电。而在KF的无水HF溶液中，存在K+，HF2-； 14-2氟在本族元素中有哪些特殊性？氟化氢和氢氟酸有哪些特性？ 2、解：（1）由于F的半径特别小，故F2的离解能特别小，F-的水合热比其他卤素离子多。     （2）HF分子间存在氢键，因而HF分子的熔沸点和汽化热特别高。     （3）AgF为易溶于水的化合物。     （4）F2与水反应产物复杂。     （5）HF是一弱酸，浓度增大，酸性增强。     （6）HF能与SiO2或硅酸盐反应，生成气态SiF4； 14-3（1）根据电极电势比较KMnO4 ﹑K2Cr2O7 和 MnO2 与盐酸(1mol.L-1)反应而生成Cl2 的反应趋势。 （2）若用MnO2与盐酸反应，使能顺利地发生Cl2 ，盐酸的最低浓度是多少？ 3、解：(1)根据电极电势的关系，可知反应趋势：       KMnO4>K2Cr2O7>MnO2; 14-4根据电势图计算在298K时，Br2 在碱性水溶液中歧化为Br- 和BrO3- 的反应平衡常数。 4、解：由公式：-ZFE=-RTlnK     得：K=exp（ZFE/RT）           =2.92×1038 14-5 三氟化氮NF3（沸点-129℃）不显Lewis 碱性，而相对分子质量较低的化合物NH3 （沸点-33℃）却是个人所共知的Lewis 碱。（a）说明它们挥发性差别如此之大的原因；（b）说明它们碱性不同的原因。 5、解：（1）NH3有较高的沸点，是因为它分子间存在氢键。     （2）NF3分子中，F原子半径较大，由于空间位阻作用，使它很难再配合Lewis酸。     另外，F原子的电负性较大，削弱了中心原子N的负电性。 14-6 从盐卤中制取Br2 可用氯气氧化法。不过从热力学观点看，Br- 可被O2 氧化为Br2 ，为什么不用O2  来制取Br2 ？ 14-7通Cl2于消石灰中，可得漂白粉，而在漂白粉溶液中加入盐酸可产生Cl2 ，试用电极电势说明这两个现象。 7、解：因为Cl2通入消石灰是在碱性介质中作用的，又因为，所以Cl2在碱性条件下易发生歧化反应。 而在漂白粉溶液中加入盐酸后，酸性条件中, ，故而如下反应能够向右进行:         HClO + Cl- + H+ = Cl2 + H2O 14-8 下列哪些氧化物是酸酐：OF2 ﹑Cl2O7﹑ClO2﹑Cl2O﹑Br2O 和 I2O5 ？若是酸酐，写出由相应的酸或其它方法得到酸酐的反应。 8、解：Cl2O7是HClO4的酸酐。Cl2O，Br2O分别是HClO，HBrO 的酸酐 14-9 如何鉴别KClO﹑KClO3和 KClO4  这三种盐？ 9、解：分别取少量固体加入干燥的试管中，再做以下实验 加入稀盐酸即有Cl2气放出的是KClO; KClO+2HCl=KCl+Cl2+H2O 加入浓盐酸有Cl2与放出且溶液变黄的是KClO3; 8KC1O3+24HCl(浓)=9Cl2↑+8KCl+60ClO2(黄)+12H2O 另一种则为KClO4 14-10 以 I2 为原料写出制备HIO4﹑KIO3﹑I2O5 和KIO4 的反应方程式。 14-11（1）I2 在水中的溶解度很小，试从下列两个半反应计算在298K 时 ，I2饱和溶液的浓度。   I2(s) + 2e- ≒ 2I-；  Φθ = 0.535V   I2(aq) + 2e- ≒ 2I-；  Φθ = 0.621V （2）将0.100mol I2 溶解在1.00L  0.100mol.L-1  KI 溶液中而得到I3-  溶液 。I3-生成反应的 Kc 值为0.752，求 I3- 溶液中I2 的浓度。 14-11、(1)I2（aq）=I2（s） K=exp（ZFE/RT） =812 K=1/[I2（aq）]          I2（aq）=1/812=0.00123mol/L (2) I2+I-=I3-; KC=;所以[I2]= 解得x=0 .0934mol/L。 14-12利用电极电势解释下列现象：在淀粉碘化钾溶液中加入少量NaClO 时  ，得到蓝色溶液A，加入过量NaClO 时 ，得到无色溶液 B  ，然后酸化之并加少量固体 Na2SO3 于B 溶液，则A的蓝色复现，当Na2SO3 过量时蓝色又褪去成为无色溶液C ，再加入NaIO3 溶液蓝色的A 溶液又出现。指出A﹑B﹑C各为何种物质，并写出各步的反应方程式。 12、解：A：I2  ；         B：NaIO3  ； C：NaI 14-13写出碘酸和过量 H2O2 反应的方程式，如在该体系中加入淀粉，会看到什么现象？ 13、解：HIO3+3H2O2=3O2+HI+3H2O；如果在该体系中加入淀粉，溶液慢慢变蓝，后又褪色。 14-14写出三个具有共价键的金属卤化物的分子式，并说明这种类型卤化物的共同特性。 14、解：（AlCl3）2；（AlBr3）2；（AlI3）2；分子中均含有配位键 14-15什么是多卤化物？与I3- 离子比较，形成Br3-﹑Cl3- 离子的趋势怎样？ 14-16什么是卤素互化物？ （a）写出ClF3﹑BrF3 和 IF3 等卤素互化物中心原子杂化轨道，分子电子构型和分子构型。 （b）下列化合物与BrF3 接触时存在爆炸危险吗？说明原因。 SbF5 ; CH3OH ; F2 ; S2Cl2 （c）为什么卤素互化物常是反磁性共价型而且比卤素化学活性大？ 14-17 实验室有一卤化钙，易溶于水，试利用浓H2SO4  确定此盐的性质和名称。 17、解：利用卤化物与浓硫酸反应的不同现象，可以鉴别。 14-18 请按下面的实例，将溴﹑碘单质﹑卤离子及各种含氧酸的相互转化和转化条件绘成相互关系图。 第15章氧族元素 15-1空气中O2 与N2 的体积比是21:78 ，在273K 和101.3kPa下1L水能溶解 O2: 49.10 mL ,N2:23.20mL。问在该温度下溶解于水的空气所含的氧与氮的体积比是多少？ 15-2在 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 状况下， 750mL含有O3 的氧气，当其中所含O3 完全分解后体积变为780mL ，若将此含有 O3的氧气1L通入KI  溶液中，能析出多少克I2 ？ 2、解：由方程式：       2 O3=3O2可知该混合气体中含有臭氧60ml；     由O3+2I-+H2O=O2+I2+2OH-；可算出析出I2的质量；(0.06/22.4)×2×126.9=0.68g; 15-3 大气层中臭氧是怎样形成的？哪些污染物引起臭氧层的破坏？如何鉴别 O3 ，它有什么特征反应？ 3、解：见课本P490 15-4 比较O3 和O2 的氧化性﹑沸点﹑极性和磁性的相对大小。 4、解：氧化性：O3>O2;       沸点：O3>O2;       极性：O3>O2;       磁性；O3SOCl2>SOBr2 三个化合物的结构均为三角锥形，S为中心原子，且有一孤对电子。 X电负性越大，吸引电子能力越强，则S原子周围的电子密度越低，硫的正电性越高，S对O极化作用越强，S??O键共价成分越大，键越短，故S-O键越强。 S-O间存在d-p反馈 键，S周围电子密度小，吸引电子能力强，S-O间键越强。元素电负性F>Cl>Br,分子中S周围电子密度SOF2 15-20现将硫极其重要化合物间的转化关系列成下表，请试用硫的电势图解释表中某些化学反应的原因。例如在酸性介质中，硫化氢为何能将亚硫酸（或二氧化硫）还原为单质硫？为何硫与氢氧化钠反应能生成硫化钠等。 20、解：因为.所以S能溶解在NaOH中. 第16章氮磷砷 16-1请回答下列有关氮元素性质的问题： （1）为什么N-N 键的键能（167kJ.mol-1）比P-P 键（201 kJ.mol-1）的小？而 N≡N 键的键能（942 kJ.mol-1）又比P≡P 键（481 kJ.mol-1）的大？ （2）为什么氮不能形成五卤化物？ （3）为什么N2 的第一电离能比N 原子的小？ 1、 解：（1）N，由于其内层电子少，原子半径小，价电子层没有可用于成键的d轨道。N-N单键的键能反常地比第三周期P-P键的小，N易于形成p-p键（包括离域键），所以，N=N和NN多重键的键能比其他元素大。 （2）价电子层没有可用于成键的d轨道，N最多只能形成4个共价键，也即N的配位数最多不超过4。 （3）N原子由于价层电子的p轨道刚好处于半充满状态。 16-2 请回答下列问题： （1）如何出去N2 中少量NH3 和NH3  中的水气？ （2）如何除去 NO 中微量的NO2 和N2O 中少量NO 的？ 2、解：（1）将气体通过稀H C l 溶液；通过碱石灰 （2）通过NaOH溶液； 16-3 以NH3 与H2O 作用时质子传递的情况，讨论H2O ﹑NH3 和质子之间键能的强弱；为什么醋酸在水中是一弱酸，而在液氨溶剂中却是强酸？ 3、解：NH3 +H2O=NH4+ +OH- ； 因此，NH3和质子的键合能力强于H2O和质子的键合能力；正因为如此，醋酸与水的结合能力弱于醋酸与氨的结合能力。这就是大家所熟悉的溶剂拉平效应。 16-4 将下列物质按碱性减弱顺序排序，并给予解释。 NH2OH  NH3  N2H4  PH3  AsH3 16-5 请解释下列事实： （1） 为什么可用浓氨水检查氯气管道的漏气？ （2） 过磷酸钙肥料为什么不能和石灰一起贮存？ （3） 由砷酸钠制备As2S3 ，为什么需要在浓的强酸性溶液中？ 5、解：（1）两者反应产生NH4Cl的微小颗粒，形成大量白烟。 （2）过磷酸钙中含有Ca(H2PO4)2会与碱作用，从而有损肥效。 （3）As2S3会与碱发生作用。 16-6请解释下列有关键长和键角的问题： （1）在N3- 离子中，两个N-N 键由相等的键长，而在NH3中两个N-N 键长却不相等； （2）从NO+﹑NO 到 NO-  的键长逐渐增大； （3）NO2+﹑NO2﹑NO2- 键角（∠ONO）依次为1800 ﹑134.3O ﹑115.4O。 （4） NH3﹑PH3﹑AsH3 分子中的键角依次为107 O﹑93.08 O﹑91.8 O    ，逐渐减小。 6、解：（1）在N3-中存在2离域键，2个N-N键是等效的，性质一样，键长相等。 在NH3分子中，没有离域键。 （2）按照分子轨道理论，三者键级分别为3，2.5, 2。所以键长逐渐增大。 （3）NO2中的未成对电子易电离，失去一个电子形成阳离子NO2+，或获得一个电子形成NO2-，随着价电子由16增加到18，键角明显缩小。 （4）从N到As，电负性逐渐减小，孤电子对离核越来越远，对成键电子排斥作用越来越弱，故键角逐渐减小。 16-7 已知F2﹑Cl2﹑N2 的离解能（D）分别为 192.5 kJ.mol-1 ﹑242.6kJ.mol-1﹑946kJ.mol-1 ；平均键能N-Cl﹑N-F 分别为192.5kJ.mol-1 ﹑276kJ.mol-1。试计算NF3(g)和NCl3(g) 的标准生成焓，说明何者稳定？指出在波恩-哈伯循环中哪几步的能量变化对稳定性影响较大？（本题忽略 NCl3(l)和 NCl3(g)之间的相变热效应。） 7、解：NF3=3×156.9+946-2×276×3=-239.3kJ/mol;   NCl3=3×242.6+946-2×192.5×3=518.8kJ/mol;   由此可知，NF3更加稳定。 16-8 为了测定铵态氮肥中的含氮量，称取固体样品0.2471g ，加过量NaOH  溶液并进行蒸馏，用 50.00Ml  0.1050mol.L-1 HCl吸收蒸出的氨气，然后用0.1022mol.L-1 NaOH 溶液滴定吸收液中剩余的HCl，滴定中消耗了11.69 ml NaOH 溶液，试计算肥料中氮的百分含量。 8、解：该样品中含N的物质的量为：50×10-3×0.1050-11.69×10-3×0.1022=4.055×10-3mol/L;   所以N的百分含量为4.055×10-3×14/0.2471=23% 16-9为什么PF3 可以和许多过渡金属形成配合物，而NF3 几乎不具有这种性质？ PH3和过渡金属形成配合物的能力为什么比NH3 强？ 9、解：P的电负性小于N,PH3比NH3容易给出孤对电子,形成配位键; 16-10 红磷长时间放置在空气中逐渐潮解，与 NaOH﹑CaCl2 在空气中潮解，实质上有什么不同？潮解的红磷为什么可以用水洗涤来进行处理？ 10、解：白磷在潮湿空气中发生缓慢的氧化反应,而NaOH,CaCl2 的潮解是吸收空气中的水分. 16-11 在同素异形体中，菱形硫和单斜硫有相似的化学性质，而 O2 与O3 ，黄磷与红磷的化学性质却有很大差异，试加以解释。 11、解：单斜硫和菱形硫都是由S8环状分子构成.而O2和O3,黄磷和白磷的构成分子不同,其性质当然不同. 16-12 回答下列有关硝酸的问题： （1） 根据HNO3 的分子结构，说明HNO3 为什么不稳定？ （2） 为什么久置的浓HNO3 会变黄？  （3） 欲将一定质量的Ag 溶于最少量的硝酸，应使用何种浓度（浓或稀）的硝酸？ 12、解：(1)HNO3分子中由于一个质子与NO3-相连,键长和键角也发生了变化,与H相连的N-O键较长,所以HNO3分子的对称性较低,不如NO3- 离子稳定,氧化性较强. (2)因为HNO3不稳定,容易分解成NO2,所以溶液呈黄色. 16-13 若将0.0001 mol H3PO4 加到 PH=7 的 1L  缓冲溶液中（假定溶液的体积不变），计算在此溶液中H3PO4﹑H2PO4-﹑HPO42- 和 PO43- 的浓度。 13、解：由公式             由上述公式即可求得各自的浓度. 16-14试从平衡移动的原理解释为什么在Na2HPO4 或 NaH2PO4 溶液中加入AgNO3 溶液，均析出黄色的 Ag3PO4 沉淀？析出Ag3PO4 沉淀后溶液的酸碱性有何变化？写出相应的反应方程式。 14、解：因为在溶液中存在以下平衡;.; 当加入Ag+ 后, Ag+ 和PO43- 结合生成Ag3PO4沉淀,使得上述平衡向右移动. 16-15 试计算浓度都是 0.1 mol.L-1  的 H3PO4﹑ NaH2PO4﹑ Na2HPO4 和Na3PO4各溶液的PH。 15、解：一般情况下,弱酸碱均忽略第二.三级的电离,所以均可用公式 求得 . 16-16  AsO33-能在碱性溶液中被I2  氧化成AsO43- ，而H3AsO4又能在酸性溶液中被I-还原成H3AsO3 ，二者是否矛盾？为什么？ 16、解：两种情况下,反应的介质不同,从而电极电势不同,两者均满足,所以反应都能进行,并不矛盾. 16-17试解释下列含氧酸的有关性质： （1） H4P2O7和(HPO3)n 的酸性比 强。 （2） HNO3和H3AsO4 均有氧化性，而 H3PO4 却不具有氧化性。 （3）  H3PO4﹑ H3PO3﹑H3PO2 三种酸中，H3PO2 的还原性最强。 16-18 画出下列分子结构图：   P4O124-  PF4+  As4S4  AsS43-  PCl- 16-19画出结构图，表示P4O10 和不同物质的量的H2O 反应时P-O-P    键断裂的情况，说明反应的产物。 19、解：见课本P541 16-20 完成下列物质间的转化： （1）NH4NO3    NO    HNO2    NH4+ (2)  Ca3(PO4)2      P4    PH3    H3PO4 （3） As2O3    Na3AsO4    Na3AsS4 20、解： （1）2NH4NO32N2+O2+4H2O     N2+O2     2NO+O2=2NO2 NO+NO2+H2O=2HNO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO HNO3+Zn=NH4NO3+Zn(NO3)2+H2O (2)  2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C=6CaSiO3+P4+10CO P4+3KOH+3H2O=PH3+3KH2PO2 8CuSO4+2PH3+8H2O=2H3PO4+8H2SO4+8Cu 11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4 (3)  As2O3+6NaOH=2Na3AsO3+3H2O     AsO33- +I2+2OH- =AsO43- +2I- +H2O     2AsO33- +6H+ +3H2S=As2S3+6H2O 16-21鉴别下列各组物质： （1）NO2-和NO3-（2）AsO43-和PO43- （3）AsO43-和AsO32-（4）PO43-和P2O74- （5）H3PO4和H3PO3（6）AsO43-和AsS43- 21、解：(1) 用淀粉KI溶液,作用后,溶液变蓝色的是NO-2 (2) 用淀粉KI溶液,作用后,溶液变蓝色的是AsO43-; (3)在酸性条件下,加SnCl2 ,反应后有黑棕色的As析出的是AsO33- (4)能使蛋白质沉淀的是P2O74-; (5)用AgNO3溶液. (6)用稀盐酸酸化,有蛋黄色沉淀析出的是AsS43 16-22完成并配平下列反应的方程式： （1）NH4Cl +NaNO2→ （2）NO2- +ClO- +OH- → Cl- （3）N2H4  +H2O2→ （4）NH2OH + Fe3+ → N2O （5）HN3  + Mg→ （6）KNO3 +C + S → （7）AsH3 + Br2 + KOH→ K3AsO4 （8）PH3 +AgNO3 + H2O→ （9）HPO32- + Hg2+ +H2O→ （10）H2PO2- + Cu2+ + OH-→ （11）[Ag(NH3)2]+ + AsO33- + OH-→ （12）Na3AsO4 + Zn +H2SO4→ 22、解：以下均写反应后的产物： （1） NH4Cl+H2O （2） Cl-+NO3- +H2O （3） N2+H2O （4） N2O+Fe2+ （5） Mg（N3）2+H2 （6） K2S+N2+CO2 （7） K3AsO4+KBr （8） Ag+H3PO3+HNO3 （9） Hg2+2+PO43- （10） Cu2O+PO43- （11） Ag+AsO43- （12） Zn2++AsO33- 16-23有一种无色气体 A ，能使热的CuO 还原，并逸出一种相当稳定的气体B ，将A 通过加热的金属钠能生成一种固体C ，并逸出一种可燃性气体D 。  A能与Cl2  分步反应，最后得到一种易爆的液体E 。指出A﹑B﹑C﹑D 和E 各为何物？并写出各过程的反应方程式。 23、解：A：NH3；B：N2；C：NaNH2；D：H2；NCl3 16-24第ⅤA 族和第ⅥA 族氢化物在沸点时的蒸发焓如下：         △rHθ/kJ.mol-1                                      △rHθ/kJ.mol-1     NH3          233                  H2O      406                  PH3          14.6                  H2S      18.7     AsH3     16.7                  H2Se      19.3                          SbH3        21.0                  H2Te      23.1 以每族氢化物蒸发焓对其摩尔质量作图，假定NH3 和H2O 不存在氢键时，估计它们的蒸发焓各是多少？在液氨和H2O  中，何者具有较强的氢键？ 第17章碳硅硼 17-1对比等电子体CO 与N2 的分子结构及主要物理﹑化学性质。 1、解：CO 与N2是等电子体，结构相似，分子中也有三重键，即一个但和N2不同的是：其中一个键是配键，其电子来自氧原子。 17-2 概述 CO的实验室制法及收集方法。写出 CO 与下列物质起反应的方程式并注明反应的条件：（1）Ni ；（2）CuCl；（3）NaOH ；（4）H2 ；(5)PdCl2 2、解：用浓硫酸作脱水剂，使    HCOOH脱水而得。     用排水法收集CO。 Ni +CO=Ni（CO）4 CO+ 2CuCl+ H2O= CO2+ Cu+ 2HCl 17-3  某实验室备有 CCl4 干冰和泡沫灭火器[内为Al2(SO4)3 和NaHCO3 ]，还有水源和砂。若有下列失火情况，各宜用哪种方法灭火并说明理由： (1)金属镁着火；（2）金属钠着火； (3)黄磷着火；（4）油着火；（5）木器着火 3、解：（1）砂      （2）砂   （3）CCl4 ，干冰和泡沫灭火器，砂均可以。   （4）干冰和泡沫灭火器，砂   （5）以上方法均可 17-4 标准状况时，CO2 的溶解度为 170mL/100g  水： （1）计算在此条件下，溶液中H2CO3 的实际浓度； （2）假定溶解的CO2全部转变为H2CO3，在此条件下，溶液的PH是多少？ 4 、解：（1）100g水中，H2CO3的物质的量为17010-3/22.4=0.00759mol; 所以H2CO3的实际浓度为0.00759mol/L； （2）由公式= 所以p H=4.24 17-5 将含有Na2CO3 和NaHCO3 的固体混合物60.0g 溶于少量水后稀释到2.00L，测得该溶液的PH为10.6 ，试计算原来的混合物中含Na2CO3 及NaHCO3  各有多少克？ 5、解：设碳酸钠为xg；则NaHCO3 为（60-x）g； 由公式=5.6110-11=10-10。6 代入公式得x=44.29g;则NaHCO3为17.71g 17-6 试分别计算0.1mol.L-1NaHCO3 和 0.1mol.L-1 (NH4)2CO3溶液的PH  。（提示： NH4HCO3 按弱酸弱碱盐水解计算。）（已知：NH3.H2O  Kb=1.77×105 ; H2CO3 K1=4.3×10-7 ,K2=5.61×10-11） 6、解：（1）由= 所以 17-7在 0.2 mol.L-1 的Ca2+盐溶液中，加入等浓度﹑等体积的Na2CO3 溶液 ，将得到什么产物？若以 0.2 mol.L-1 的Cu2+ 代替Ca2+ 盐，产物是什么？再以0.2 mol.L-1  的 Al3+ 盐代替Ca2+ 盐，产物又是什么？试从浓度积计算说明。 7、解：CaCO3白色沉淀；  产物为Cu2（OH）2CO3 ；产物为Al（OH）3 17-8 比较下列各对碳酸盐热稳定性的大小 （1）Na2CO3和BeCO3 (2) NaHCO3和Na2CO3（3）MgCO3和BaCO3（4）PbCO3和CaCO3 8、解：热稳定性： (1) Na2CO3>BeCO3;  (2)NaHCO3CaSO4>CaCO3>Ca(HCO3)2>H2CO3 (2)K3PO4>KClO3>KNO3>AgNO3>HNO3 18-12用BaCO3﹑CaCO3 以及它们的组成氧化物的标准生成焓计算BaCO3和CaCO3 的分解焓，并从结构上解释为什么BaCO3 比CaCO3 稳定？ 12、 解：由标准生成焓数据表，经计算得 由于值相差很小，故值主要取决于值，所以 没有稳定。 18-13用表18-18中各元素最高氧化态含氧酸（包括氧化物）的ψθ 为纵坐标，各元素的原子序数为横坐标，作出p区各族元素含氧酸的氧化性强度曲线，并从曲线图形分析各周期及各族非金属元素最高氧化态含氧酸氧化性的变化规律。 18-14试解释下列各组含氧酸（盐）氧化性的强弱： （1）H2SeO4 ﹥H2SO4 (稀)(2)HNO2﹥HNO3(稀)（3）浓H2SO4﹥稀H2SO4（4）HClO﹥HBrO﹥HIO （5）HClO3(aq) ﹥KClO3(aq) 14、解：见课本P626 18-15何谓次极周期性？为什么它在p区第二 ﹑第四﹑第六周期中表现出来？为什么它主要表现在最高氧化态化合物的性质（稳定性和氧化性）上？ 15、解：见课本18-5  P区元素的次级周期性 18-16试解释下列现象： （1）硅没有类似于石墨的同素异性体。 （2）氮没有五卤化氮NX5 ，却有+Ⅴ 氧化态的 N2O5﹑HNO3 及其盐，这二者是否矛盾？ （3）砷的所有三卤化物均已制得，而五卤化物只制得AsF5 和 AsCl5 ，而且后者极不稳定。 （4）硫可形成n=2～6 的多硫链，而氧只能形成n=2 的过氧链。 第19章金属通论 19-1举例说明哪些金属能从（1）冷水，（2）热水，（3）水蒸气，（4）酸，（5）碱中置换 出氢气，写出有关的反应式并说明反应条件。 1、解：2Na + 2H2O = 2NaOH+ H2↑       Mg+ 2H2O= Mg(OH)2↓ + H2↑       3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2↑       Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑       2Al + 2OH- + 6H2O = 2[Al(OH)4]- 19-2 已知在 973K 时，     2CO + O2 = 2CO2 ; △rGθ = -398 kJ.mol-1      2Ni + O2 = 2NiO; △rGθ =-314 kJ.mol-1 试计算该温度下CO + NiO = Ni +CO2  的△rGθ值，并对照图19-1说明在该温度下能否用CO还原NiO制取Ni 。 2、解：  2CO + O2 = 2CO      (1)         2Ni + O2 = 2NiO      (2)         CO + NiO = Ni + CO2  (3)         (3) =           ∆rGθ =             = -42kJ•mol-1       CO的自由能比NiO的低，∆rGθ < 0  故可以使用CO还原NiO 制取Ni 19-3下图是几种金属硫化物的埃林汉姆图。（1）请解释图中各条线形状变化的意义；（2）据图，若从硫化物中提取金属，适宜的还原剂和温度条件各如何？ (1)1/2C + S = 1/2 CS2 (2)Hg + S = HgS (3)2/3 Bi +S = 1/3 Bi2S3 (4)H2 +S = H2S (5)Pb +S = PbS 3、解： 线1中，随着温度的升高，刚开始时吉布斯自由能呈上升趋势，但当温度达到一 定值后，随着温度的升高，吉布斯自由能反呈下降趋势。斜率发生了变化，是因为温度升 高，发生了相变，出现了熵增，因而∆rGθ下降。线2线3相似，起始随温度的升高，∆rGθ 增加，达到一定温度后，随着温度的增加，∆rGθ增加的速度更快，斜率 加大，出现了熵 增。线4随温度升高，∆rGθ直线上升，反应过程中无相变。线5∆rGθ开始时随温度的升 高逐渐增大，达到一定的温度又逐渐减小温度继续上升，又出现下降，再上升又出现增大， 有两个拐点。这说明在反应的过程中，随着温度的上升，伴随有相变产生。由图可以 看 出： HgS 和 Bi2S3可以用H2作还原剂对HgS 温度可控制在：400K-800 对Bi2S3温度可控制在：700K-1000K 对PbS较难还原，选用C作还原剂，需要3000K以上的高温。 19-4已知 733K 时， 2Mn + O2  = 2MnO;       △rGθ=-670kJ.mol-1 2C +O2 =2CO; △rGθ=-350 kJ.mol-1 1773K时，2Mn + O2 = 2MnO;         △rGθ=-510 kJ.mol-1 2C +O2 =2CO; △rGθ=-540 kJ.mol-1 试计算在773K和1773K 时反应：     Mn(s) + C(s) = Mn(s)+ CO(g) 的△rGθ，说明用C(s) 还原MnO(S)应在高温还是低温条件下进行？ 4、解：  2Mn + O2 = 2MnO                          (1)         2C + O2 = 2CO                            (2)         MnO（S） + C（S） = Mn（S） + CO（g）  (3)         (3) =         773K时 ∆rGθ = >0         1773K时 ∆rGθ= <0 故反应在高温下进行。 19-5金属的晶体结构有哪几种主要类型？它们得空间利用率和配位数各是多少？对金属性质的影响又如何？ 5、答：金属的晶体结构类型包括：面心立方，体心立方，六方 晶体结构类型 配位数 空间利用率 对金属性质的影响 面心立方 12 74.05% 体心立方 8   68.02%   六  方 12   74.05% 第20章s区金属（碱金属与碱土金属） 20-1 简要说明工业上生产金属钠﹑烧碱和纯碱的基本原理。 1、解：2NaCl ====== 2Na + Cl2↑ （1） 加入CaCl2作助熔剂，以熔盐电解法制金属钠 （2） 电解 电解NaCl水溶液可得NaOH 2NaCl + 2H2O ===== Cl2↑ + H2↑ + 2NaOH （3） 用氨碱法 ∆ NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3↓ + NH4Cl 2NaHCO3===== Na2CO3 + H2O↑ + CO2↑ 20-2以重晶石为原料，如何制备 BaCl2﹑BaCO3﹑BaO 和 BaO2 ？写出有关的化学反应方程式。 2、 解：  BaSO4 + 4C===== BaS + 4CO           BaS + 2HCl = BaCl2 + H2S 1633K           BaS + CO2 + H2O = BaCO3 + H2S 773-793K BaCO3 ===== BaO + CO2         2BaO + O2 ===== 2BaO 20-3写出下列反应的方程式： （1） 金属钠与H2O﹑Na2O2﹑NH3﹑C2H5OH﹑TiCl4﹑KCl﹑MgO﹑NaNO2 的反应； （2） Na2O2与H2O﹑NaCrO2﹑CO2﹑Cr2O3﹑H2SO4（稀）的反应； 3、解：(1) 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 2Na + Na2O2 = 2Na2O 2Na + 2NH3 = 2NaNH2 + 3H2↑ 2Na + 2C2H5OH = 2NaOC2H5 + H2↑ Na + TiCl4 = 4NaCl + Ti Na + KCl= K↑ + NaCl 2Na + MgO = Mg + Na2O 6Na + 2NaNO2 = Na2O + N2↑     (2) 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ↑       Na2O2 + 2NaCrO2 = 2Na2CrO4 + O2↑       2 Na2O2 + 2CO2 = 2Na2Cr3+ O2↑       Na2O2 + Cr2O3 = Na2CrO4       Na2O2 + H2SO4 = 2Na2SO4 + 2H2O2 20-4完成下列各步反应方程式： （1）MgCl2      Mg      Mg(0H)2     MgCO3    Mg(NO3)2    MgO          （2）CaCO 3      CaO      Ca(NO3)2     CaCl2    Ca      Ca(OH)2 电解 4、解：(1) MgCl2 ===== Mg + Cl2↑ Mg + Cl = MgCl2 Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑ Mg(OH)2= MgO + H2O MgCO3 + 2HCl = MgCl + H2O + CO2↑ MgCO3+ 2HNO3 = Mg(NO3)2 + H2O + CO2↑ ∆ 2Mg(NO3)2= 2MgO + 4NO2↑ + O2↑        甲醇 (2) CaCO3 =====  CaO + CO2↑                      氨水 CO2 + CaO  =====  CaCO3 CaO + 2NH4NO3 ===== Ca(NO3)2 + 2NH3↑ + H2O CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl 电解 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ 熔融 CaCl2 ===== Ca + Cl2↑ Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2↑ Ca(OH)2 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + 2H2O 20-5含有Ca2+﹑Mg2+ 和SO42-离子的粗盐如何精制成纯的食盐，以反应式表示。 5、解：(1) SO42- + Ba2+ = BaSO4↓       (2) Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓       (3) Ca2+ + CO32- = CaCO3↓       (4) Ba2+ + CO32- = BaCO3↓       (5) CO32- + 2H+ = CO2↑ + H2O           OH- + H+ = H2O 20-6试利用铍﹑镁化合物性质的不同鉴别下列各组物质： （1） Be(OH)2 和Mg(OH)2 ； （2） BeCO3 和 MgCO3 ； （3） BeF2  和 MgF2 。 6、解：（1）Be(OH)2为两性氢氧化物可溶于碱中       Be(OH)2 + 2OH- = Be(OH)42-       （2）BeCO3稍加热即分解，MgCO3加热到813K分解       BeCO3和（NH4）2CO3作用形成可溶性的络盐(NH4)6[Be4O(CO3)6]，而MgCO3不具有这种性质，可以进行分离 （3）BeF2易形成BeF42-络离子，MgF2不易形成MgF42-络离子育微溶于水，BeF2易溶于水。 20-7商品氢氧化钠中为什么常含杂质碳酸钠？如何检验？又如何除去？ 7、答：NaOH中所含杂质Na2CO3是由NaOH和吸收空气中的CO2反应而形成的，在NaOH中加入HCl溶液，若有CO2气体逸出，证明有Na2CO3存在；否则不存在。可制备很浓的NaOH 溶液，在这种溶液中碳酸钠不溶，静置后即沉淀，上层清液即为NaOH溶液。 20-8以氢氧化钙为原料，如何制备下列物质？以反应方程式表示之。 （1） 漂白粉；（2）氢氧化钠；（3）氨；（4）氢氧化镁。 8、解：(1) 2Ca(OH)2 + 2Cl2 = 2CaCl2 + 2Ca(ClO)2 + 2H2O       (2) Ca(OH)2 + Na2CO3 = 2NaOH + CaCO3       (3) Ca(OH)2 + (NH4)2CO3 = CaCO3↓ + H2O + NH3↑       (4) Ca(OH)2 + MgCl2 = CaCl2 + Mg(OH)2↓ 20-9 为什么选用过氧化钠做潜水密封舱中的供氧剂？为什么选用氢化钙做野外氢气发生剂？请写出有关方程式。 9、解：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2↑       CaH2 + H2O = Ca(OH)2 + 2H2↑ 20-10写出下列物质的化合式： 光卤石  明矾  重晶石  天青石  白云石  方解石 苏打    石膏  萤石  芒硝    元明粉  泻盐 10、解：光卤石 KCl•MgCl2•6H2O      明矾  KAl(SO4)2•12H2O 重晶石  BaSO4            天青石  SrSO4 白云石  CaCO3 •MgCO3    方解石  CaCO3 苏打    Na2CO3            石膏    CaSO4•2H2O 萤石    CaF2              芒硝    Na2SO4•10H2O 元明粉  Na2SO4            泻药  MgSO4•7H2O 20-11 下列反应的热力学数据如下：           MgO(s)  + C(s,石墨) = CO(g)  +Mg(g) 试计算：（1）反应的热效应  （2）反应的自由能变  ；（3）在标准条件下，用 C （s，石墨）还原 MgO制取金属镁时，反应自发进行的最低温度是什么？ 11、解：MgO(s)+ C(s石墨) = CO(g) + Mg(g)   (1)  (CO,g)+ (Mg,g) -(MgO,s)-(C,s)               = 147.7-110.52-(-601.7)  =  638.88kJ•mol-1   (2)  = (CO,g)+(Mg,g) - (MgO,s) - (C,s)               =113.5-137.15-(-569.4)  = 545.81 kJ•mol-1 (3)  = (CO,g) + (Mg,g) - (MgO,s)- (C,s)             =148.54+197.56-26.94-5.74             =313.24 J•mol-1•K-1   ∆G0 反应才能自发进行  即 ：             638.88×103 - T×313.42 0    得：  T 2038K 20-12如何鉴别下列物质？ （1）  Na2CO3﹑NaHCO3 和NaOH; （2） CaO﹑Ca(OH)2和CaSO4 12、解：（1）首先分别取一定量试样配成溶液，分别 滴加HCl溶液，无气体放出的为NaOH溶液，再分别取余下的两种固体少许加热，放出H2O和CO2的即为NaHCO3剩下 的为Na2CO3 Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑ NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑ ∆ NaOH + HCl = NaCl + H2O 2 NaHCO3 ===== Na2CO3 + H2O↑ + CO2↑ 20-13 已知Mg(OH)2的Ksp= 1.8×10-11, NH3.H2O 的Kb=1.8×10-5 ，计算反应： Mg(OH)2 + 2NH4+ ≒ Mg2+  +2 NH3.H2O 的平衡常数K ，讨论Mg(OH)2在氨水中的溶解性。 13、解：  =1.8×10-11/（1.8×10-5）2                         =5.6×10-2 Mg(OH)2 微溶于氨水 20-14往BaCl2 和CaCl2 的水溶液中分别依次加入：（1）碳酸铵；（2）醋酸；（3）铬酸钾，各有何现象发生?写出反应方程式。 14、解：BaCl2 + (NH4)2CO3 = BaCO3 ↓+ NH4Cl BaCl2 + 2CH3COOH = Ba(CH3COO)2↓ + 2HCl BaCl2 + K2CrO4 = BaCrO4 ↓+ 2KCl CaCl2 + (NH4)2CO3 = CaCO3 ↓+ 2NH4Cl CaCl2 +2CH3COOH= Ca(CH3COO)2 ↓+ 2HCl CaCl2 + K2CrO4 = CaCrO4•2H2O↓ + 2KCl 文档已经阅读完毕，请返回上一页！