无机化学课后答案（武汉大学 曹锡章）

第十二章 卤素

1． 卤素中哪些元素最活泼？为什么有氟至氯活泼性变化有一个突变？

答：单质的活泼性次序为：F2>>Cl2>Br2>I2

—

从F2到Cl2活泼性突变，其原因归结为F原子和F离子的半径特别小。

————

F Cl Br I F Cl Br I

r/pm 64 99 114 133 136 181 195 216

(1) 由于F的原子半径非常小 ，F—F原子间的斥力和非键电子对的斥力较大，使F2

的解离能（155KJ/mol）远小于Cl2 的解离能（240KJ/mol）。

(2) 由于F-离子半径特别小，因此在形成化合物时，氟化物的离子键更强，键能或晶格

能更大。

由于F-离子半径特别小，F- 的水合放热比其他卤素离子多。

2． 举例说明卤素单质氧化性和卤离子X-还原性递变规律，并说明原因。 答：氧化性顺序为：F2 > Cl2 >Br2>I2 ;还原性顺序为：I- >Br->Cl->F-. 尽管在同族中氯的电子亲合能最高，但最强的氧化剂却是氟

卤素单质是很强的氧化剂,随着原子半径的增大,卤素的氧化能力依次减弱。尽管在同族

中氯的电子亲合能最高,但最强的氧化剂却是氟。一种氧化剂在常温下,在水溶液中氧化能力的强弱,可用其标准电极电势值来表示,??值的大小和下列过程有关（见课本P524）

3． 写出氯气与钛、铝、氢、水和碳酸钾作用的反应式，并注明必要的反应条件。 答：（1） 2Cl2+Ti =TiCl4 加热，干燥 （2） 3Cl2+2Al =2AlCl3 加热，干燥 （3） Cl2+H2 =2HCl 点燃 （4） 3Cl2+2P(过量)=2PCl3 干燥

5Cl2(过量)+2P=2PCl5 干燥

（5） Cl2+H2O=HClO +HCl

(6) Cl2+2K2CO3+H2O=KCl+KClO+2KHCO3

4． 试解释下列现象：

（1） I2溶解在CCl4中得到紫色溶液，而I2在乙醚中却是红棕色。 （2） I2难溶于水却易溶于KI中。 答：（1）CCl4为非极性溶剂，I2溶在CCl4中后仍为分子状态，显示出I2单质在蒸气时的紫颜色。

而乙醚为极性溶剂，I2溶于乙醚时与溶剂间有溶剂合作用，形成的溶剂合物不再呈其单质蒸气的颜色，而呈红棕色。

（2）I2以分子状态存在，在水中歧化部分很少，按相似相溶的原则，非极性的I2在水中溶解

——

度很小。但I2在KI溶液中与I-相互作用生成I3离子，I3离子在水中的溶解度很大，因此，I2易溶于KI溶液。

5． 溴能从含碘离子的溶液中取代出碘，碘又能从溴酸钾溶液中取代出溴，这两者有矛盾吗？

为什么？ 答：E（Br2/Br-）> E（I2/I-）,因此Br2能从I-溶液中置换出I2,

θ

θ

Br2+2I-===2Br-+I2。

EBrO?3/Br?EIO?/I23??2因此,I2能从KBrO3溶液中置换出Br2

2BrO3-+I2===Br2+2IO-3

6． 为什么AlF3的熔点高达1563 K，而AlCl3的熔点却只有463K？ 答：查表知元素的电负性为

Al-1.61 F-3.98 Cl-3.16

电负性差为:AlF3 2.37；AlC13 1.55。一般认为，电负性差大于1.7的二元素组成的化合物为离子化合物，小于1.7则二元素组成的化合物为共价化合物。可见MF3为典型的离子化合物，其熔点很高；而AlCl3为共价化合物，其熔点较低。

7． 从下面元素电势图说明将氯气通入消石灰中得到漂白粉，而在漂白粉溶液中加入盐酸可产

生氯气的原因。

??A HClO

???B ClO

?1.63VCl2

?1.36VCl-

?0.40V Cl2

?1.36VCl

??答：因为Cl2通入消石灰是在碱性介质中作用的，又因为?θCl/Cl?ClO/Cl，所以Cl2在碱性条件

--22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, 进行:

HClO + Cl- + H+ = Cl2 + H2O

8． 写出下列制备过程的反应式，并注明条件：

（1） 从盐酸制备氯气； （2） 从盐酸制备次氯酸； （3） 从氯酸钾制高氯酸； （4） 由海水制溴酸。

?答：(1) 4HCl(浓)+MnO2?MnCl2+Cl2+2H2O ??? (2) 4HCl(浓)+MnO2?MnCl2+Cl2+2H2O ????θHClO/Cl??Cl/Cl，故而如下反应能够向右

?222Cl2+H2O+CaCO3?CaCl2+CO2+2HClO

?（3） KClO3?3KClO4+KCl ??(3)

高氯酸钾比氯化钾溶解度小，可分离。

KClO4+H2SO4=KHSO4+HClO4 Cl2+2Br-=2Cl-+Br2

3Na2CO3+3Br2=5NaBr+NaBrO3+3CO2 5Br-+BrO3-+6H+=3Br2+3H2O

9． 三瓶白色固体失去标签，它们分别是KClO、KClO3和KClO4，用什么方法加以鉴别？ 答：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

10． 卤化氢可以通过哪些方法得到？每种方法在实际应用中的意义是什么？ 答：CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF↑以荧石为原料，反应在铅或铂蒸馏釜中进行。 NaCl +H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl 3NaBr + H3PO4(浓)=Na3PO4+3HBr 3NaBr + H3PO4(浓)=Na3PO4+3HBr。

11．有一种白色固体，可能是KI、CaI2、KIO3、BaCl2中的一种或两种的混合物，试根据下述实验判别白色固体的组成。

（1） 将白色固体溶于水得到无色溶液；（2）向此溶液加入少量的稀H2SO4后，溶液变黄并有白色沉淀，遇淀粉立即变蓝；（3）向蓝色溶液加入NaOH到碱性后，蓝色消失而白色并未消失。

答：白色固体的组成为:CaI2 ,KIO3的混合物

12．卤素互化物中两种卤素的原子个数、氧化数有哪些规律？试举例说明。

答：卤素互化物中两种卤素的原子个数不是任意的,中心原子只有一个，为电负性小而半径 大的卤素；配体个数为奇数，一般为电负性大而半径小的卤素，如ICl，ICl3，IF5，IF7等。 配体的个数与二种卤素半径比有关，半径比越大，配体个数越多。但配体个数不能超过7个，如碘与氟可形成7个配体的互化物IF7，但碘与氯只能形成3个配体的互化物ICl3。

卤素互化物中心原子氧化数除与半径比有关外，还与两种元素的电负性差有关，电负性差等。

卤素互化物中心原子氧化数除与半径比有关外，还与两种元素的电负性差有关，电负性差大，中心可以有较高的氧化数。这与半径比导致的配位数多少是一致的。

13．多卤化物的热分解规律怎样？为什么氟一般不易存在与多卤化物中？

答：多卤化物分解时生成的产物中的卤化物晶格能尽可能大。如CsBrCl2热分解产物为CsCl和BrCl不是CsBr和Cl2。

氟一般不易存在于多卤化物中,也就是说,有氟参加的多卤化物稳定性差。其原因在于F-半径特别小,F电负性大,多卤化物分解产物MF晶格能特别大,远比多卤化物稳定。

14．何谓拟卤素？试举出几种重要的拟卤素。 答：某些负一价的阴离子在形成离子化合物和共价化合物时,表现出与卤素相似的性质.在自由状态下,其性质与卤素单质很相似,所以我们称之为拟卤素。

15．通过(CN)2和Cl2的性质比较，说明卤素的基本性质。 答：① 游离状态都有挥发性。

②与氢形成酸，除氢氰酸外多数酸性教强。 ③与金属化合成盐。

④与碱、水作用也和卤素相似。 ⑤形成与卤素类似的络合物。

⑥拟卤离子与卤离子一样也具有还原性。

16．今以一种纯净的可溶碘化物332mg溶于稀H2SO4，加入准确称量0.002mol KIO3于溶液内，

煮沸除去反应生成的碘，然后加入足量的KI于溶液内，使之与过量KIO3作用，然后用硫

代硫酸钠滴定形成I3离子，计算用去硫代硫酸钠0.0096mol，问原来的化合物是什么？ 答：原来的化合物为KI

17．利用热力学数据（查阅有关书籍），计算按照下列反应方程式制取HCl的反应能够开始进行的近似温度。

2Cl(g)+2H20(g)=4HCl（g）+O2（g）

答：△H=4×(-92.31)-2×(-241.82)=114.4KJ/mol △S=4×186.8-2×188.7=369.8J/mol.K T≥△H/△S=114400/369.8=309.4K

18. 以反应式表示下列反应过程并注明反应条件： （1）用过量HClO3处理I2；

（2）氯气长时间通入KI溶液中； （3）氯水滴入KBr、KI混合液中。

答：(1)紫黑色或棕色的I2消失,并有Cl2气体生成。

?2HCl03+I2===2HI03+C12

(2)先有I2生成,溶液由无色变黄、变橙、变棕直至析出紫黑色沉淀,最后紫黑色沉淀消失得无色溶液。 Cl2+2KI===2KCl+I2

5Cl2+I2+6H20===2HI03+10HCl

(3)溶液先变黄或橙,又变浅至近无色,最后又变黄或橙 Cl2+2KI===2KCl+I2

5Cl2+I2+6H20===2HI03+10HCl Cl2+2KBr===2KCl+Br2

19. 试述氯的各种氧化态含氧酸的存在形式。并说明酸性，热稳定性和氧化性的递变规律，并说明原因。

答：HClO,HClO2,HClO3 HClO4

酸性:HClO4>HClO3>HClO2>HClO

第十三章 氧族元素

1. 试用分子轨道理论描述下列各物种中的键、键级和磁性（顺磁性、逆磁性）和相对稳定性。 （1）O2+（二氧基阳离子） （2）O2

（3）O2-（超氧离子） （4） O22-（过氧离子） 解:见下表

物种 分子轨道 键级 磁性 相对稳定性 O2+ 2.5 顺 O2 2 顺

O2- 1.5 顺 依次 减小 O22- 1 逆

2. 重水和重氧水有何差别？写出它们的分子式。它们有何用途？如何制备？

答:重水:D2O；重氧水: ；重水是核能工业常用的中子减速剂，重氧水是研究化学反应特别是水解反应机理的示踪剂。

重水和重氧水有何差别？写出它们的分子式。它们有何用途？如何制备？

18答：重水：D2O；重氧水：H2O；重水是核能工业常用的中子减速剂，重氧水是研究化学

反应特别是水解反应机理的示踪剂。

3.解释为什么O2分子具有顺磁性，O3具有反磁性？ 答：(1)O2的分子轨道式为

2*222**KK?2S?2S?2p?2p?2p?2P?2P 可见O2分子中有2个单电子,因而具有顺磁性。

XYZYZ2114而O3为反磁性,因O3分子中无单电子，分之中存在?3的大?键。

4.在实验室怎样制备O3？它有什么重要性？

答：在实验室里制备臭氧主要靠紫外光(<185nm)照射氧或使氧通过静电放电装置而获得臭氧与

氧的混合物,含臭氧可达10%。臭氧发生器的示意图见图13-10。它是两根玻璃套管所组成的,中间玻璃管内壁镶有锡锚,外管外壁绕有铜线,当锡箔与铜线间接上高电压时,两管的管壁之间发生无声放电(没有火花的放电),02就部分转变成了03

5.油画放置久后为什么会发暗、发黑？为什么可用H2O2来处理？写出反应方程式。 答：油画放置久后会变黑，发暗，原因是油画中的白色颜料中含PbSO4，遇到空气中的H2S

会生成PbS造成的。

PbSO4+H2S=PbS（黑）+H2SO4

用H2O2处理又重新变白，是因为发生以下反应

PbS+H2O2=PbSO4+H2O2

4．试比较下列化合物的性质：

（1） NO3和NO2的氧化性；

（2） NO2、NO和N2O在空气中和O2反应的情况； （3） N2H4和NH2OH的还原性。

答：(1) 氧化性NO2->NO3-;

(2) NO2不与空气反应；NO与空气在常温下即可反应，产生红棕色烟雾。N2O也不与空气

反应。

(3)还原性：N2H4 >NH2OH

5．硝酸铵可以有下列两种热分解方式：

NH4NO3(s)=NH3(g)+HNO3(g) ΔH?=171kJ·mol

-1

??NH4NO3(s)= N2O(g)+2 H2O(g) ΔH?=-23 kJ·mol

-1

根据热力学的观点，硝酸铵固体按照哪一种方式分解的可能性较大。

答：按后者分解方式可能性大；因为ΔG=ΔH-TΔS，可知，反应的方向性主要决定于ΔH。

6．如何除去：

（1） 氮中所含的微量氧；

（2） 用熔融NH4NO3热分解制得的NO2中混有少量的NO； （3） NO中所含的微量NO2；

（4） 溶液中微量的NH4离子。

答： （1）使气体通过炽热的铜屑： O2+2Cu=2CuO

（2）使气体通过FeSO4溶液除去NO NO+FeSO4=Fe（NO）SO4 （3）使气体通过水除去NO2 2NO2+H2O=2HNO3+NO

（4） 溶液中加少量的NaNO2后加热除去NH4+ NH4++NO2-=N2+H2O

7．写出下列物质加热时的反应方程式：

（1）NaNO3 （2）NH4NO3 （3）NH4Cl 和 NaNO2的混合物 （4）CuSO4.5H2O （5）Cu(NO3)2.2H2O （6）NaN3 答：

?

?(1)2NaNO3???2NaNO2?O2??(2)NH4NO3???N2O??2H2O?(3)NH4NO2???N2??H2O?(4)CuSO4.5H2O???CuSO4?5H2O?(5)Cu(NO3)2.3H2O???Cu(OH)NO3?HNO3?2H2O ?Cu(OH)NO3???CuO?HNO3?4HNO3???4NO2??O2??2H2O?(6)3NaN3???4N2??Na3N?Na3N???6Na?N2?8．从下列物质中选出那些互为等电子体：C

2?2，O2，O2，O

?2?2, N2，NO，NO+，CN-和N2H3，

?并讨论它们氧化能力得强弱和酸碱强度。

答：互为电子体的有：C22- ，N2，NO+，CN-；O22-，N2H3-

9．完成下列反应：

N2H4?HNO2 ???

?NH4Cl?HNO2 ???

KI?HNO2???

?KClO3?HNO2 ??? ?KMnO4?HNO2 ???

答：

?N2H4?HNO2???HN3?2H2O?NH4?HNO2???N2??2H2O?HClKI?HNO2???I2?2NO??2H2O?ClO?3?3HNO2???Cl??3NO3?3H??

2MnO4??2?5HNO2?H????2Mn2??5NO3?3H2O

10．从硝酸钠出发，写出制备亚硝酸的反应方程式。 答：2NaNO3=2NaNO2+O2

NaNO2+HCl=HNO2+NaCl

11．解释下列反应现象：

（1） 为什么NaNO2会加速铜和硝酸的反应速度？

（2） 为什么磷和KOH溶液反应生成的的PH3气体遇空气冒白烟？

（3） 向NaH2PO4或Na2HPO4溶液中加入AgNO3溶液会析出黄色Ag3PO4沉淀？ 答：（1）NaNO2与硝酸反应有NO2生成，NO2作为反应的催化剂起电子传递作用，而使硝酸与

铜的反应速率加快。

?HNO3?NO2?H??2NO2?H2ONO2?e??NO2?

可见，通过NO2获得还原剂Cu的电子，而使反应速率加快。 2NO2+Cu=2NO2-+Cu2+

（2）磷和KOH溶液反应生成的PH3气体中含有少量的P2H4，P2H4在空气中易自燃生成P2O3

而冒白烟。

（3）Ag3PO4的溶度积常数比AgH2PO4和Ag2HPO4都小得多，即Ag3PO4的溶解度更小，

而易从溶液中析出。

12．完成下列反应

?? (b) AsCl3?H2O??? (a) P4?HNO3??? (d) P4O10?H2O??? (c) POCl3?H2O??? (f) Zn3P2?HCl(稀 )??? (e) P4O6?H2O?答：

(a)3P4?20HNO3?8H2O?12H3PO4?20NO(b)AsCl3?3H2O?H3AsO3?3HCl(c)POCl3?3H2O?H3PO4?3HCl3Δ(d)P4O10?6H2O?HNO???4H3PO4

(e)P4O6?6H2O?4H3PO3(f)Zn3P2?6HCl(稀 )? PH3?3ZnCl2

13．试说明为什么氮可以生成二原子分子N2，而同族其它元素不能生成二原子分子的原因。 答：N的半径很小，但N原子间形成三重键，叁键的键能很高，难以断开，因而N2很不活泼。

P原子半径很大，而使P原子间的p轨道重叠很小，不能形成多重键。

14．指出下列各种磷酸中P的氧化数。

H3PO4, H4P2O7, H5P3O10, H6P4O13, H3P3O9, H4P4O12, H4P2O6, H2PHO3, HPH2O2, H3PO5, H4P2O8,

答：+5，+5，+5，+5，+5，+5，+4，+3，+1，+7，+6。 15．说明NO3，PO

?3?4，Sb(OH)6的结构。

?答：NO3-：平面三角形；PO43-：正四面体；Sb（OH）-6：正八面体

16． P4O10,中P-O键长有两种分别为139pm和162pm，试解释不同的原因。

答： P4O10分子中有两种P-O键，一种是-P=O，此键键长短，仅为139pm，还有一种为P-O-P，

此键键长为162pm。

17．如何鉴别下列各组物质：

（1）NH4Cl和NH4NO3； （2）NH4NO3和NH4NO2； （3）Na3PO4和Na2P2O7； （4）H3PO3和H3PO4； （5）H3AsO3和H3AsO4； （6）As、Sb3?3?和Bi。

3?答：（1）用AgNO3鉴别。 （2）用淀粉碘化钾试纸 （3）用AgNO3鉴别。 （4）用AgNO3鉴别。 （5）用淀粉碘化钾试纸 （6）用Na2S溶液

18．写出下列含氧酸盐的热分解产物；

（1） Na2SO4·10H2O （2） Ca(ClO4)2·4 H2O （3） Cu(NO3)2·3 H2O （4） Al2(SO4)3 （5） NaHSO4 （6） (NH4)2Cr2O7 （7） AgNO2 （8） Na2SO3 （9） KClO3 答：（1）Na2SO4，H2O；（2）CaCl2，O2，H2O（3）CuO，NO2，H2O；（4）（5）（6）N2，Cr2O3，

（7）Ag，NO2；（8）Na2S，Na2SO4（9）KCl，O2

19．比较As、Sb、Bi的硫化物和氧化物的性质。 答：As、Sb、Bi的硫化物：

As2S3 As2S5 Sb2S3 Sb2S5 Bi2S3 (1)酸碱性 两性偏酸 酸 两性 两性 碱 （2）溶解性（浓盐酸）不溶 不溶 溶解 溶解 溶解

（NaOH) 溶 溶 溶 溶 不溶 （硫化钠）溶 溶 溶 溶 不溶

（Na2SX） 溶 不溶 溶 不溶 不溶

As、Sb、Bi的氧化物：

As4O6 Sb4O6 Bi2O3

（水） 微溶 难溶 极难溶 （酸）溶解 难溶 极难溶 （碱）易溶 溶解 难溶 20．写出在碱性介质中Cl2氧化Bi(OH)3的反应方程式，并用??解释反应发生的原因。 答：Cl2?Bi(OH)3?3NaOH?NaBiO3??2NaCl?3H2O

?因为?Cl2/Cl???BiO?3/Bi(OH)，所以该反应能向右进行。

3

21．如何解释As2O3在盐酸中的溶解度随酸的浓度增大而减小后有增大的原因。 答：当酸的浓度非常低时，存在以下平衡：

As2O3+3H2O=2As（OH）3

酸的浓度的加大，不利于水解反应。 酸的浓度增大后，存在以下反应：

As2O3+8HCl=2H[AsCl4]+3H2O；

增大盐酸的浓度，有利于反应向右进行。

22．化合物A是白色固体，不溶于水，加热剧烈分解，产生一固体B和气体C。固体B不溶于水或HCl，但溶于热的稀HNO3，得一溶液D及气体E。E无色，但在空气中变红。溶液D以HCl处理时，得一白色沉淀F。 气体C与普通试剂不起作用，但与热得金属镁作用生成白色固体G。G与水作用得到另一种白色固体H及一气体J。气体J使湿润得红色石蕊试纸变蓝，固体H可溶于稀H2SO4得溶液I。 化合物A以H2S溶液处理时，得黑色沉淀K、无色溶液L和气体C。过滤后，固体K溶于浓HNO3得气体E、黄色固体N和溶液M。M以HCl处理得沉淀F。溶液L以NaOH溶液处理又得气体J。

请指出A，B，C，D，E，F，G，H，I，J，K，L，M，N所表示得物质名称。 答：A：AgN3；B：Ag；C：N2；D：AgNO3；E：NO；F：AgCl；G：Mg3N2；

H：Mg（OH）2；I：NH3；J：MgSO4；K：Ag2S；L（NH4）2S；M：S

23．举例说明什么叫惰性电子对效应？产生这种效应得原因是什么？ 答：具有价电子层构型为sp

20—6的元素，其电子对不易参与成键而常形成+（+n-2)氧化态的化

合物，而其+n氧化态的化合物要么不易形成，否则就是不稳定，这种现象叫做惰性电子对效应。

产生这种效应得原因是（1）大原子的轨道重叠不好，（2）内层电子的斥力，特别在过渡元

素后的Ga以及Tl与Pb中最为显著。

24．已知碱性介质中磷得不同氧化态间得标准电极电势为： H3PO4

?0.23VH3PO3

?0.50VP

?0.06VPH3

（2） 金溶于王水中；

（3） 在CuCl2浓溶液逐渐加入稀释时，溶液颜色有黄棕色经绿色而变为蓝色。 （4） 当SO2通入CuSO4与NaCl的浓溶液时析出白色沉淀；

（5） 往AgNO3溶液滴加KCN溶液时，先生成白色沉淀而后溶解，再加入NaCl溶液时并无AgCl沉淀生成，但加入少许Na2S溶液时却析出黑色Ag2S沉淀。 答 (1) 2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu2(OH)2CO3 (2) Au + 4HCl + HNO3 = HAuCl4 + NO + 2H2O (3) [CuCl4]2- + 4H2O = [Cu(H2O)4]2+ + 4Cl-

[CuCl4]2-为黄色 [Cu(H2O)4]2+为蓝色，而当这两种离子共存时溶液呈绿色 (4）2Cu2+ + 2Cl- + SO2 + 2H2O = 2CuCl + 4H+ + SO42- (5) Ag+ + CN- = AgCN AgCN + CN-=[Ag(CN)2]-

2[Ag(CN)2]- + S2- = Ag2S + 4CN-

2. 解释下列实验事实:

（1）焊接铁皮时，常先用浓ZnCl2溶液处理铁皮表面；

（2）HgS不溶于HCl，HNO3和(NH4)2S中而能溶于王水或Na2S中， （3）HgC2O4难溶于水，但可溶于含有Cl 离子的溶液中； （4）热分解CuCl2?2H2O时得不到无水CuCl2；

（5）HgCl2溶液中有NH4Cl存在时，加入NH3水得不到白色沉淀NH2HgCl。 答（1）ZnCl2 + H2O = H[ZnCl2(OH)]

H[ZnCl2(OH)]有显著的酸性能清除金属表面的氧化物而不损害金属表面如: FeO + 2H[ZnCl2(OH)]2 + H2O

（2）HgS不溶于HCl溶液中是因为HgS的容度积常数太小

HgS不溶于HNO3是因为它与HNO3反应生成难溶的Hg(NO3)2HgS

HgS不溶于(NH4)2S是因为(NH4)2S溶液水解为HS-，因而S2-浓度很低，不能形成配合物 HgS溶于王水，它与王水反应生成HgCl42-和S

3 HgS + 8H+ + 2NO3- + 12Cl- = 3HgCl42- + 3S + 2NO + 4H2O HgS溶于Na2S溶液反应生成可溶性的HgS22- HgS + S2- = HgS22-

（3）为H2C2O4 酸性比HCl 弱得多；而Cl-与Hg2+生成的配合物较稳定，因而HgC2O4溶于盐酸

HgC2O4 + 4HCl = H2HgCl4 + H2C2O4

（4） Cu2+离子极化能力很强， HCl又为挥发性酸，CuCl22H2O 热分解时发生水解，得不到无水CuCl2

CuCl22H2O ════Cu(OH)Cl + H2O↑ + HCl↑

（5） NH4Cl存在抑制了生成NH2-，且NH2HgCl 溶解度较大，因而不能生成NH2HgCl沉淀 HgCl2 + 4NH3 = Hg(NH3)42+ + 2Cl-

3. 试选用配合剂分别将下列各种沉淀溶解掉，并写出相应得方程式。 （1）CuCl （2）Cu(OH)2 （3）AgBr （4）Zn（OH）2（5）CuS （6）HgS

（7）HgI2 （8）AgI （9）CuI （10）NH2HgOH 答 (1) CuCl + HCl = HCuCl2

(2) Cu(OH)2 + 2OH- = Cu(OH) 42- (3) AgBr + 2S2O32- = Ag(S2O3)23- + Br- (4) Zn(OH)2 + 2OH- = Zn(OH)42-

(5) 2CuS+ 10CN- = 2Cu(CN)43- + 2S2- + (CN)2

(6) 3HgS + 8H+ + 12Cl- + 2NO3- = 3HgCl42- + 3S ↓+ 2NO↑ + 4H2O (7) HgI2 + 2I- = HgI42-

(8) AgI + 2CN- = [Ag(CN)2]- + I-

(9) CuI + 2S2O32- = Cu(S2O3)23- + I- (10) NH2HgO

4. 完成下列反应方程式: 答

(1) Hg22+ + 2OH- = HgO↓ + Hg↓ + H2O (2) Zn2+ + 2OH- = Zn(OH)2 Zn(OH)2 + 2OH- = Zn(OH)42- (3) Hg2+ + 2OH- = HgO + H2O (4) Cu2+ + 4OH- = Cu(OH)42- (5) 2Cu+ + 2OH- = Cu2O↓ + H2O (6) 2Ag+ + 2OH- = Ag2O↓ + H2O

(7) 3HgS + 2Al + 8OH- = 3Hg + 2Al(OH)4- + 3S2-

(8) 2Cu2O + 8NH3 + 8NH4+ + O2 = 4Cu(NH3)42+ + 4H2O

5. 概述下列合成步骤: （1）由CuS合成CuI； （2）由CuSO4合成CuBr；

（3）由K[Ag（CN）2]合成Ag2CrO4； （4）由黄铜矿CuFeS2合成CuF2； （5）由ZnS合成ZnCl2（无水）； （6）由Hg制备K2[HI4]； （7）由ZnCO3提取Zn；

（8）由Ag（S2O3） -溶液中回收Ag。

答：(1) 3CuS + 2HNO3 + 3H2SO4 = 3CuSO4 + 3S↓ + 2NO↑ +4H2O 2CuSO4 + 4KI = 2CuI↓ + I2 + 2K2SO4 (2) CuSO4 + Cu + 2KBr = 2CuBr↓ + K2SO4 (3) 2K[Ag(CN)2] + Zn = Ag↓ + K2[Zn(CN)4] 3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO↑ + 2H2O 2AgNO3 + K2CrO4 = Ag2CrO4↓ + 2KNO3 (4) CuFeS2 + O2 = Cu2S + 2FeS + SO2↑

Cu2S + 22HNO3 = 6Cu(NO3)2 + 3H2SO4 + 10NO↑ + 8H2O Cu(NO3)2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaNO3 Cu(OH)2 + 2HF = CuF2 + 2H2O

(5) ZnS + 2HCl + n H2O = ZnCl2nH2O + H2S ZnCl2 nH2O = ZnCl2 + n H2O

(6) 3Hg + 8HNO3 = 3Hg(NO3)2 + 2NO ↑+ 4H2O

Hg(NO3)2 + 4KI = K2[HgI4] + 2KNO3 (7) ZnCO3 + H2SO4 = ZnSO4 + CO2 ↑+ H2O 2ZnSO4 + 2H2O = 2Zn +O2↑ + H2SO4

(8) Ag(S2O3)23- + 8Cl2 + 10H2O = AgCl↓ + 15Cl- + 4SO42- + 2OH- AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl

[Ag(NH3)2]Cl + HCOOH = Ag↓ + CO2 ↑+ H2O + NH3 ↑+ HCl 2[Ag(NH3)2]+ + Zn = 2Ag↓ + [Zn(NH3)4]2-

2[Ag(NH3)2]+ + CH3CHO + 2OH- = CH3COONH4 + 2Ag↓ + 3NH3 ↑+ H2O 6. 试设计一个不用H2S而能使下述离子分离得方案 Ag+， Hg ， Cu2+， Zn2+， Cd2+， Hg2+和Al3+ 答：混合溶液 HCl ║

AgCl,Hg2Cl2 Cu2+,Zn2+,Cd2+,Hg2+,Al3+ NH3?H2O KI（过量）

HgNH2Cl +Hg Ag(NH3)2+ CuI Zn2+,Cd2+,HgI42-,Al3+ NH3?H2O

HgNH2I,HgNH2Cl,Al(OH)3 Zn(NH3)42+, Cd(NH3)42+ NaOH ║Δ Zn(OH)2 ,Cd(OH)2

HgNH2I,HgNH2Cl Al(OH)4- NaOH

Cd(OH)2 Zn(OH)42-

7. 将1.008克铜—铝合金样品溶解后，加入过量碘离子，然后用0.1052mol?dm-3Na2S2O3溶液滴定生成得碘，共消耗29.84cm-3Na2S2O3溶液，试求合金中铜得质量分数。 解: 2Cu2+ + 2I- = CuI + I2 I2 + 2S2O32- = S4O62- + 2I- 2Cu2+与I2, 2S2O32- 相当

即Cu2+与S2O32- 的量相等为: 0.1052×29.84×10-3 Cu％ = nCu?MCu/1.008×100％ = 0.1052×29.84×63.546×100％/1.008 =19.8％

8. 计算下列各个半电池反应得电极电势: （1） Hg2SO4+2e- 2Hg+SO （已知 =0.792V，K =6.76×10-7） （2） CuS Cu2S Cu （已知 =0.15V， =0.52V， K =7.94×10-36，K =1.0×10-48）

（ = —0.51V， = —0.159V， = —0.332V） （1） 解: Hg2SO4 + 2e- ＝ 2Hg + SO42- Hg22+ + SO42- = Hg2SO4

Kθsp(Hg2SO4) = [Hg22+]?[SO42-]

令 [SO42-] = 1.0mol/dm3

[Hg22+] = Kθsp(Hg2SO4) = 6.76×10-7 mol/dm3 E(Hg22+/Hg) = Eθ(Hg2SO4/Hg)

E(Hg22+/Hg) = Eθ(Hg22+/Hg) + 0.059/2lg[Hg22+] = 0.792 + 0.059/2lg(6.76×10-7) = 0.61V

即 Eθ(Hg2SO4/Hg) = 0.61V

（2） 解: 2CuS + 2e- = Cu2S + S2-

EθCuS/Cu2S = EθCu2+/Cu+ + 0.059/2lg([Cu2+]2/[ Cu+]) = EθCu2+/Cu+ + 0.059/2lg(KθspCuS/ Kθsp Cu2S) = 0.15 + 0.059/2lg[(7.94×10-36)2/1.0×10-48] = -0.50V

Cu2S + 2e- = 2Cu + S2-

EθCu2S/ Cu = EθCu+/ Cu + 0.059/2lg[Cu+]2 = EθCu+/ Cu + 0.059/2lg KθspCu2S = 0.52 + 0.059/2lg1.0×10-48 = -0.90

CuS + 2e- = Cu + S2-

EθCuS/ Cu = EθCu2+/Cu + 0.059/2lg[Cu2+] = EθCu2+/Cu + 0.059/2lg KθspCuS

=(EθCu2+/Cu + EθCu+/ Cu)/2 + 0.059/2lg KθspCuS = (0.15 + 0.52) + 0.059/2lg(7.94×10-36) = -0.70V

9. 将无水硫酸铜（Ⅱ）溶于水中，得到溶液A。用过量得NaCl溶液处理溶液A得到溶液B。当溶液B用过量得SO2处理之后再用水稀释，生成沉淀C。将沉淀滤出并用蒸馏水洗涤后，溶解于氨水得到无色溶液D，D在空气中静置时迅速变成篮紫色溶液E。如再向溶液E加入大量铜屑，则得到无色溶液F。

（a）说明溶液A和B的颜色，并写出在溶液中主要含铜组分得化学式； （b）说明沉淀C的颜色和化学式；

（c）在E中主要含铜组分的化学式时什么？

（d）简单解释当溶液D变成溶液E时所发生的变化？ （e）溶液D和溶液F在组成上有无区别？ 答

（a） A: 蓝色 Cu(H2O)42+ B: 黄色 CuCl42- （b） C: 白色 CuCl （c） E:Cu(NH3)42+

（d） 4Cu(NH3)2+ + O2 + 2H2O + 8NH3 = 4Cu(NH3)42+ + 4OH- （e） D和F 相同均为含Cu(NH3)2+离子的溶液

10. 下面两个平衡: 2Cu+ Cu2+ + Cu Hg2+ + Hg Hg

(1)在形式上是相反的，为什么会出现这种情况？

(2)在什么情况下平衡会向左移动？试各举两个实例。 答

（1） +0.17V +0.52V +0.920 +0.789 Cu2+ Cu+ Cu Hg2+ Hg22+ Hg +0.34V +0.854

（2） 2 Cu+ = Cu2+ + Cu 可加入Cu+离子的沉淀剂使平衡向左移 例:Cu2+ + Cu + 2Cl- = 2CuCl

Hg2+ + Hg = Hg22+ 可加入Hg2+离子的沉淀剂使平衡向左移 例:Hg22+ + H2S = HgS + Hg + 2H+

11. [Ag（CN）2]-的不稳定常数是1.0×10-20，若把1g银氧化并溶入含有1.0×10-1mol?dm-3CN-的1dm-3溶液中，试问平衡时Ag+的浓度是多少？ 解 [Ag(CN)2]- = Ag+ + 2CN-

K不稳 = [Ag+]?[CN-]2/[Ag(CN)2]-

K不稳非常小故 [Ag(CN)2]- = mAg/(M?V) = 1/108 = 0.009 mol/dm3 [CN-] = C CN- - 2[Ag(CN)2]- = 0.1 - 2×0.009 = 0.081 mol/dm3 [Ag+] = K不稳×[Ag(CN)2]-/ [CN-]2 = 1.4×10-20mol/dm3

12. 写出与汞有关的反应。 答

加热至沸

2Hg + O2 ══════2HgO

3 Hg + 8HNO3════ 3Hg(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O 2HgCl2 + SnCl2 + 2HCl = Hg2Cl2↓ + H2SnCl6 Hg2Cl2 + SnCl2 + 2HCl = 2Hg ↓+ H2SnCl6

NH4Cl + 2K2[HgI4] + 4KOH = Hg2NI?H2O↓ + 7KI + 3H2O Hg2Cl2 + 2NH3 = HgNH2Cl↓ + NH4Cl + Hg

13. 写出Hg2+与Hg 离子的区别与检查和检验NH的反应方程式。 答

Hg2+与Hg22+离子的区别如表所示:

试剂 Hg22+ Hg2+ KOH 生成暗褐色的Hg2O沉淀 生成黄色的HgO沉淀 KCl 生成白色的Hg2Cl2沉淀 生成可溶性的无色的HgCl2 KI 生成绿色的Hg2I2沉淀 生成桔红色的HgI2沉淀，KI过量则生成无色的K2[HgI4] NH3?H20 生成HgNH2Cl(白) + Hg(黑) 灰 生成白色的Hg(NH2)Cl沉淀

H2S 生成黑色HgS + Hg 生成黑色的HgS沉淀

SnCl2 生成灰色的Hg沉淀 生成白色的Hg2Cl2沉淀，接着变为灰色的Hg沉淀 Cu Hg沉淀在Cu表面而形成为银白色 同左 检验NH4+的反应方程式:

NH4Cl + 2K2[HgI4] + 4KOH = Hg2NI?H2O↓ + 7KI + 3H2O

K2[HgI4] 和KOH的混合溶液称为奈斯勒试剂，若溶液中有微量的NH4+存在

(7) 2FeCl3 +2KI = 2FeCl2 + I2 + 2KCl (8) Co2O3 + 6HCl = 2CoCl + Cl2 + 3H2O

(9) 2Fe(OH)3 + KCrO3 + 4KOH = 2K2FeO4 + KCl + 5H2O (10) 4K4Co(CN)6 + O2 + 2H2O = 4K3[Co(CN)6] + 4KOH

7.

???已知?Fe= -0.44V，试计算值。 ?3?2?= +0.771V，?2?/FeFe/FeFe3?/Fe解：Fe3+ + e ?Fe2+ 0.771V

Fe2+ + 2e ? Fe -0.44V Fe3+ + 3e ? Fe

E?Fe3?/Fe2??2?E?Fe2?/FeEFe/Fe?3

0.771?2?0.44???0.036V3?3?2?8. 举出鉴别Fe3+，Fe2+，Co2+和Ni2+离子常用的方法。 解：（1）鉴别Fe3+

Fe3+遇KSCN立即变血红色 Fe3+ + SCN- = FeSCN2+

Fe3+遇K4[Fe(CN)6]变蓝 Fe3+ + Fe(CN)64- + K+ =KFe[Fe(CN)6] （2）鉴别Fe2+

Fe2+遇K3[Fe(CN)6]变蓝 Fe2+ + Fe(CN)63- + K+ = KFe[Fe(CN)6] Fe2+可使酸性高锰酸钾褪色

5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O （3）鉴别Co2+

Co2+与 KSCN作用后用乙醚萃取，乙醚层为蓝色 Co2+ + 4SCN- = Co(SCN)42-

Co2+遇NaOH先有蓝色沉淀生成，沉淀逐渐转为粉红色 Co2+ + 2OH- = Co(OH)2 ↓ （4）鉴别Ni2+

Ni2+与少量的氨水反应生成绿色的沉淀氨水过量得蓝色溶液 Ni2+ + 6NH3 = Ni(NH3)62+ Ni2+与丁二酮肟在氨溶液中反应生成鲜红色的沉淀

9. 如何分离Fe3+，Al3+，Cr3+和Ni2+离子？ 解： Fe3+,Al3+,Cr3+,Ni2+

NaOH 过量

Fe(OH)3,Ni(OH)2 Al(OH)4-,Cr(OH)4-

NH3·H2O (1)H2O2,Δ;

(2)PH=4∽5,BaCl2

Fe(OH)3 Ni(NH3)42+

BaCrO4 Al3+

10. 欲制备纯ZnSO4,已知粗的溶液中含Fe（Fe3+，Fe2+）0.56g·dm-3，Cu2+0.63 g·dm-3，在

不引进杂质（包括Na+）的情况下，如何设计此工艺？写出反应方程式。 解：工艺流程图如下：

ZnSO4,Cu2+,Fe2+,Fe3+ 过滤 加Zn粉 硫酸酸化

Cu,Zn ZnSO4,Fe2+(少许Fe3+) H2SO4 酸化 过滤 通入空气 过滤 pH=3∽4

Cu↓ ZnSO4 ZnSO4 Fe(OH)3↓ 过滤 浓缩结晶 母液 ZnSO4·7H2O 除Cu：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu↓ pH 3-4

除Fe：Fe2+ + H2O Fe(OH)3↓ O2

pH 3-4

Fe3+ + H2O Fe(OH)3↓

11. 有一配位化合物，是由Co3+离子，NH3分子和 Cl离子所组成。从11.67g该配位化合物

中沉淀出Cl离子，需要8.5gAgNO3，又分解同样量的该配位化合物可得到4.48dm3氨气（标准状态下）。已知该配位化合物的分子量233.3，求它的化学式，并指出其内界、外界的组成。

解：解： 8.5g AgNO3 相当于 nCl- =

??8.5?0.05mol 1704.48 nNH3 = ?0.2mol

22.411.6g配合物中，配位数为6 故化学式为： [CoШ(NH3)4Cl2]Cl(分子量计算值为233.4) AgNO3所沉淀的Cl-离子是外界的Cl-离子

12. 纯铁丝521mg在惰性气氛中溶于过量的HCl溶液，向上述热溶液中加入253mgKNO3。反

应完毕后，溶液中剩余的Fe2+离子用浓度为16.7mol·dm

??3Cr2O7溶液进行滴定，共需重

2?铬酸盐溶液18.00cm3。试导出反应中Fe与NO3间的化学计量关系。 解： 14H + 6Fe + Cr2O7== 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O

+

2+

2? 6 1

6×0.3006 16.7×0.018=0.3006 =1.8036

原有n Fe =

0.521=0.009mol 560.253n KNO3==0.0025mol

1012+

2H + 3Fe + NO3== 3Fe + NO?+ 2H2O

+

3+

?13. 指出下列各配位化合物的磁性情况： （1）K4[Fe(CN)6] （2）K3[Fe(CN)6] （3）Ni(CO)4

（4）[Co(NH3)6]Cl3 （5）K4[Co(CN)6] （6）Fe(CO)5 解：（1）K4[Fe(CN)6]

Fe(И) 3d64s04p0,d2sp3,反磁性 （2）K3[Fe(CN)6]

Fe(Ш) 3d54s04p0,d2sp3,顺磁性 （3）Ni(CO)4 激发

Ni(0) 3d84s24p0 3d104s04p0，sp3反磁性 （4）[Co(NH3)6]Cl3

Cl(Ш) 3d64s04p0,d2sp3,反磁性 （5）K4[Co(CN)6] 激发

Co(И) 3d74s04p0 3d64s04p05s1,d2sp3, 顺磁性 （6）Fe(CO)5 激发

Fe(0) 3d64s24p0 3d84s04p0, dsp3反磁性 14. 铂系元素的主要矿物是什么？怎样从中提取金属铂？

解：答：主要矿物是原铂矿，因铂系元素性质相近，几乎六个元素共同存在，如：锇铱以

合金的形式存在于原铂矿中，由于铂系元素的稳定性所以它们在矿中以单质状态存在。

提取金属铂首先用王水处理矿石，使铂与锇、铱基本分离，铂进入溶液中，再用葡

萄糖或其他还原剂进行还原，在一定条件下能使钯及其他杂质全部析出，而铂留下，第三步是从溶液中以(NH4)2PtCl6形式析出铂，灼烧分解，熔融。 ? (NH4)2PtCl6════ Pt + 2NH4Cl + Cl2

15. 联系铂的化学性质指出在铂制器皿是否能进行有下述各试剂参与的化学反应： （1）HF (2)王水 （3）HCl + H2O2 (4)NaOH + Na2O2 (5) Na2CO3 (6) NaHSO4 (7)Na2CO3 + S 解：答： 铂制容器中能进行的有（10），（5），（6）中试剂参与的反应，因为HF，Na2CO3，

NaHSO4均不单独与Pt反应，而（2），（3），（4），（7）中试剂参与的反应不能在铂制容器进行，Pt与王水，与H2O2 + HCl，Na2O2 + NaOH ，Na2CO3 + S 均能发生反应

3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2PtCl6 + 4NO + 8H2O Pt + 2H2O2 + 6HCl = H2PtCl6 + 4H2O

Pt + 2Na2O2 = PtO2 + 2Na2O Pt + 2S = PtS2

16. 指出下列两种配合物的几何异构体数目并画出它们的结构式来： （1） [Pt(NO2)Cl2(NH3)(en)]Cl (2) [Pt(NO2)BrCl(NH3)(en)]Cl 解：（1）四种 （2）六种 17. 填空：

（1）Cr2O7（ 色） （2）CrO4 ( 色) （3）CrO5( 色)

2?2?(4)MnO4( 色) (5)MnO4 ( 色) (6)Cu2+( 色)

?2?(7)Cu(NH3) ( 色) (8)CuCl ( 色) (9) Cu(CN)4 ( 色) (10)Fe(OH)3 ( 色) (11) Fe(OH)2 ( 色) (12) Co(OH)2( 色) (13)Zn(OH)2( 色) (14)Cu(OH)2( 色) 解：（1）橙色 （2）黄色 （3）深蓝色 （4）紫色 （5）绿色 （6）蓝色 （7）深蓝色 （8）黄色 （9）蓝色 （10）红棕色 （11）白色遇O2变为蓝绿色 （12）粉红色 （13）白色（14）蓝色 第二十二章 镧系元素和锕系元素

1． 按照正确顺序写出镧系元素和锕系元素的名称和符号，并附列它们的原子顺序。 解：镧系：

元素名称

镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 镥

La Ce Pr Nb Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 锕系

锕 钍 镤 铀 镎 钚 镅 锔 锫 锎 锿 镄 钔 锘 铑

Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

2． 镧系元素的特征氧化态为+3，为什么铈、镨、铽、镝常呈现+4氧化态，而钐、铕、铥、

镱却能呈现+2氧化态？

答：镧系元素的特征氧化态都是+Ш ，这是由于镧系元素的原子第一、第二、第三电离势之和不是很大，成键时释放的能量足以弥补原子在电离时能量的消耗，因此它们的 +Ш氧化态都是稳定的。

与+Ш特征氧化态发生差异的诸元素有规律的分布在La（+Ш）、 Gd（+Ш）、Lu（+Ш）附近。这可由原子结构规律变化得到解释。La（+Ш）、 Gd（+Ш）、Lu（+Ш）分别具有4f轨道全空、半满、全满的稳定电子层结构。

镧系元素的氧化态取决于其外围的6s电子，4f和5d电子数，当它们失去两个6s电子，进而再失去一个4f电子或一个5d电子时 ，所需的电离拧并不太高，因此表现出ШB

2?

族的特征氧化态（+3）。

铈、镨、铽、镝除了生成+3氧化态外，还可以再失去一个电子，4f轨道达到或接近全满或半满，成为稳定结构故它们也常出现+4氧化态。

而钐，铕 ，铥和镱，失去两个电子后，就可以使4f轨道达到或接近半满，或全满的稳定，而常呈现出+2氧化态。

3． 解释镧系元素在化学性质上的相似性。

答：镧系元素的价电子层结构为4f1-145d0-16s2鉴于4f同5d的能量比较 近，因此在失去3个电子形成特征的+3氧化态时所需要的 能量相差不大，即使在水溶液中，由于它们的离子半径接近，使得离子的水合能也相差不大，因此无论是在电离能或电负性以及标准电极电势方面，镧系原素均较接近，说明它们的单质在任何状态下所表现出来的化学活性是相近 的，在+3氧化态时，离子构型和离子半径也相近，所以Ln3+离子的性质也极为相似。

4． 为什么叫做“镧系收缩”？讨论出现这种现象的原因和它对第6周期中镧系后面各个元

素的性质所发生的影响。

答：镧系收缩即：镧系元素的原子的半径和离子半径依次缓慢缩小的现象。

镧系手缩是因为镧系元素原子依次增加的电子填在外数第三层 的4f分层上在充填4f电子的 同时，原子核的核电荷在逐渐增加，对电子层的吸引力也逐渐增强，结果使整个电子壳层逐渐收缩。但由于4f分层离核较近，屏蔽作用较大，抵消了一部分核对外层电子的引力，核 的有效电荷虽然增大，但依次增大得不多，所以原子或离子半径虽在收缩，但减小的数值很小，除4f轨道半充满和全充满的Er和Yb，其它原子半径总的趋势都在缩小，而特征的+3价离子的半径呈现出极有规律的依次减小。

镧系收缩的 结果，使后面的各过渡元素原子半径同相应同族上面的一个元素半径几乎相等，如IVB的Zr和Hf；VB的Nb和Ta；VIB的Mo和W等原子，离子半径极为接近，性质相似很难分离。

5． 为什么镧系元素彼此之间在化学性质上的差别比锕系元素彼此之间要小的多？ 答：镧系元素 多呈现特征的+3氧化态，而且结构和半径 也都相近，因此，无论 它们的单质或化合状态的差别都比较小。至于锕系元素 ，由于价电子充填在7s，6d，5f轨道上，而轻锕系元素的6d，5f之间的能量差比镧系元素中的 5d，4f间的能量差还要小，因此，轻锕系元素比镧系元素易呈现高的氧化态，如Ac，Th，Pa，U ，Np，Pu的稳定氧化态依次为+3，+4，+5，+6，+5，+4。其余元素以+3为特征，而且锕系元素 也较镧系元素呈现出更多种的 氧化态，如铀有+3，+4，+5，+6等具有多种氧化态的特性，使锕系元素间的差别无论在单质或化合状态都比较大。

6． 为什么镧系元素形成的配合物多半是离子型的？试讨论镧系配位化合物稳定性的规律

及其原因。 答：Ln3+离子的外层结构皆属Xe型8电子 外壳，其中内层的4f电子不易参加成键，具有更高能量的轨道（5d，6s，6p）虽可参加成键，但配位场稳定化能很小（只有1千卡），这说明Ln3+离子与配体轨道之间的相互作用极弱，故不易形成共价络合物，而只能依靠Ln3+离子对配体的静电引力形成离子型络合物，但由于Ln3+的离子半径较大，对配位体的引力较弱，所以形成络合物一般说来不够稳定，可是由于镧系收缩在镧系内随中心离子对配位体的引力作用逐渐 增加，所成络合物的稳定性也就依次递增。

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