人卫版无机化学习题答案

第一章 溶液和胶体

Solution and Colloid

一 习题答案

1. 求0.01㎏NaOH、0.10㎏(?Ca2+)、0.10㎏(?Na2CO3)的物质的量。 解 NaOH、?Ca2+和?Na2CO3的摩尔质量分别为：

M（NaOH）= 40g·mol-1 M（?Ca2+）= 20g·mol-1 M（?Na2CO3）= 53g·mol-1 所以，它们的物质的量分别为： n(NaOH)=

mol

2. 将5.0g NaOH、NaCl、CaCl2分别置于水中，配成500ml溶液，试求溶液物质的量浓度c(NaOH)、c(NaCl)、c(?CaCl2) 。

解 NaOH、NaCl和?CaCl2的摩尔质量分别为：

M（NaOH）=40g·mol-1；M（NaCl）=58.5g·mol-1；M（?CaCl2）=55.5g·mol-1 所以，它们的物质的量浓度分别为： c(NaOH)=

5.0/40500/10000.01?100040=0.25mol;n(?Ca2+)=

0.10?100020=5.0mol;n(?Na2CO3)=

0.10?100053=1.9

=0.25(mol·L

-1

5.0/58.5);c(NaCl) =500/1000=0.17(mo·L-1)

5.0/55.5c(?CaCl2) =500/1000= 0.18 (mol·L-1)

3. 1 Each00K contains plasma blood ml+ of 20Cl and mg - of366 of amount mg .Count their mmol unit the concentration , with substace··L-1 .

Key： of amount The K of concentration substace+ Cl and - are ：

20/39c(K+) =0.100= 5.13 (mmol·L-1) 366/35.5c(Cl -) =0.100= 103 (mmol·L-1)

4. 试将30.0g蔗糖(C12H22O11)试样，配成下列各种溶液：

(1)ρ(C12H22O11) = 105g·L-1 (2) c(C12H22O11) = 0.10mol·L-1 (3) b(C12H22O11) = 0.10mol·㎏-1

(4) x(C12H22O11) = 0.0186 应怎样配制？

解 M(C12H22O11) = 342g·mol-1

30.0（1）V =105= 0.286 (L) = 286 (ml)

准确称取30.0g蔗糖，用适量蒸馏水溶解后，加水稀释至286ml，混匀，即可配制成105g·L-1的蔗糖溶液。

30.0/342 （2）V =0.10= 0.877 (L) = 877 (ml)

准确称取30.0g蔗糖，用适量蒸馏水溶解后，加水稀释至877ml，混匀，即可配制成0.10mol·L-1的蔗糖溶液。

30.0/342（3）m(H2O) =0.10= 0.877 (kg) = 877 (g)

准确称取30.0g蔗糖，溶于877g蒸馏水中，混匀，即可配制成0.10mol·kg -1的蔗糖溶液。

30.0/342（4）x(C12H22O11) =[30.0/342]?[m(H2O)/18.0]= 0.0186

m(H2O) = 83.22 (g)

准确称取30.0g蔗糖，溶于83.22g蒸馏水中，混匀，即可配制成x(C12H22O11) = 0.0186的蔗糖溶液。

5. 质量分数为3％的某Na2CO3溶液，密度为1.05g·ml-1 ，试求溶液的c(Na2CO3)、x(Na2CO3)和b(Na2CO3)。

解 M(Na2CO3) = 106g·mol-1

1.05?1000?0.03106 c(Na2CO3) == 0.297 (mol·L-1)

3/106x(Na2CO3) =(3/106)?(97/18)= 0.005

3/106b(Na2CO3) =97/1000= 0.292 (mol·kg –1)

6 .什么叫稀溶液的依数性？难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间有什么联系？

答 溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压力等性质只与溶质、溶剂微粒数的比值有关，而与溶质的本性无关，因为这类性质的变化规律只适用于稀溶液，所以统称为稀溶液的依数性。

难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间关系密切，知道一种依数性则可以求出另一种依数性：

?p?Tb?Tf?K=Kb=Kf=R?T= bB

7. 293K时水的饱和蒸气压为2.338kPa，在100g水中溶解18g葡萄糖(C6H12O6，M = 180g·mol-1)，求此溶液的蒸气压。

解 葡萄糖溶液中水的摩尔分数为：

100/18 x (H2O) =(18/180)?(100/18)= 0.982

葡萄糖溶液的蒸气压为：

p = p0 x (H2O) = 2.338×0.982 = 2.30 (kPa)

8. 有两种溶液在同一温度时结冰，已知其中一种溶液为1.5g尿素[CO(NH2)2]溶于200g水中，另一种溶液为42.8g某未知物溶于1000g水中，求该未知物的摩尔质量（尿素的摩尔质量为60 g·mol-1）。

解 由于两溶液在同一温度下结冰，则△T f（尿素）= △T f（未知物）

1.5/6042.8/MK f×200/1000= K f×1000/1000

M（未知物）= 342.4 (g·mol-1)

即该未知物的摩尔质量为342.4 g·mol-1。

9. 测得人体血液的凝固点降低值△T f = 0.56K，求在310 K时人体血液的渗透压。

?Tf解 查表知K f（H2O）= 1.86 K·㎏·mol-1 ，由于Kf0.56Π1.86=8.314?310

Π=R?T，则

Π= 776kPa

10. 排出下列稀溶液在310 K时，渗透压由大到小的顺序 (1) c(C6H12O6) = 0.20mol·L-1 (2) c(NaCl) = 0.20mol·L-1 (3) c(Na2CO3) = 0.20mol·L-1

解 在相同温度下，溶液的渗透压力与渗透浓度成正比，因此，可以通过比较溶液渗透浓度的大小，确定溶液渗透压力的大小。 三种溶液的渗透浓度分别为：

cos(C6H12O6) = c(C6H12O6) = 0.20 (mol·L-1) cos (NaCl) = 2c(NaCl) = 2×0.20= 0.40 (mol·L-1) cos (Na2CO3) = 3c(Na2CO3) = 3×0.20= 0.60 (mol·L-1)

所以，溶液的渗透压力由大到小的顺序为(3)＞(2)＞(1)。

11. 生理盐水、50g·L-1的葡萄糖(C6H12O6)溶液、12.5g·L-1的碳酸氢钠(NaHCO3)溶液和18.7g·L-1的乳酸钠(NaC3H5O3)溶液均为临床上常用的等渗溶液。现取其体积，按下列配方配成三种混合液：

11(1) 2(50g·L-1C6H12O6) +2(生理盐水) 12(2) 3(18.7g·L-1NaC3H5O3) +3(生理盐水) 12(3) 3(12.5g·L-1NaHCO3) +3(生理盐水)

试通过计算回答上述三种混合液是等渗、低渗还是高渗溶液？

11解 (1) 2(50g·L-1C6H12O6) +2(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为： 15019.0 cos =2×180+2×2×58.5

= 0.293 (mol ·L-1 ) = 293 (mmol·L-1)

所以该混合溶液为等渗溶液。

12(2) 3(18.7g·L-1NaC3H5O3) +3(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为：

118.729.0cos =3×2×112+3×2×58.5

= 0.316 (mol·L-1) = 316 (mmol·L-1)

所以该混合溶液为等渗溶液。

12(3) 3(12.5g·L-1NaHCO3) +3(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为： 112.529.0cos =3×2×84+3×2×58.5

= 0.304 (mol·L-1) = 304 (mmol·L-1)

所以该混合溶液为等渗溶液。

12. 将1.01g胰岛素溶于适量水中配制成100ml溶液，测得298K时该溶液的渗透压力为4.34kPa，试问该胰岛素的分子量为多少？

m1.01解 M（胰岛素）= ?VRT =4.34?0.1× 8.314×298

=5.77×103 (g·mol-1)

所以胰岛素的分子量为5.77×103。

13. 将0.02 mol·L-1的KCl溶液12ml和0.05 mol·L-1的AgNO3溶液100ml混合以制备AgCl溶胶，试写出此溶胶的胶团结构式。

解 用KCl溶液和AgNO3溶液制备AgCl溶胶的反应式为：

AgNO + K3C l= AgC +l KNO3

其中KCl和AgNO3的物质的量分别为：

n (KCl) = 0.02×0.012 = 2.4×10-4 (mol) n (AgNO3) = 0.05×0.100 = 5.0×10-3 (mol)

由于AgNO3过量，因此生成的AgCl溶胶为正溶胶，其胶团结构式为：

[(AgCl)m·nAg +·(n-x)NO3-]x+·x NO3-

14. 溶胶具有稳定性的原因有哪些？用什么方法可破坏其稳定性。 答 溶胶具有相对稳定性的原因是：

(1) 胶团双电层中的吸附离子和反离子都是溶剂化的，胶粒被溶剂化离子所包围，形成了一层溶剂化保护膜。溶剂化膜既可以降低胶粒的表面能，

答案： 1、错 2、无关 3、错 4、C 5、D

6、15、减小、减小 7、错 8、B 9、8×10-8、 7.10 10、减小、增大 11、D

12、Ka? = 10-6

第三章 沉淀溶解平衡

Dissolution Precipitation Equilibrium

一 习题答案

1．溶度积常数的意义是什么？离子积和溶度积有何区别？溶度积与前述几个平衡常数（Ka、Kb、Kw）比较有何异同？

略。

2．已知Mg(OH)2的Ksp是5.7×10-12，若溶液中Mg2+浓度为1.0×10-4mol·L-1，OH-浓度为2.0×10-4 mol·L-1，下列哪种判断沉淀生成的方式是正确的？

⑴ (1.0×10-4)(2.0×10-4)2 = 4.0×10-12＜Ksp不沉淀 ； ⑵ (1.0×10-4)(2×2.0×10-4)2 =1.6×10-11＞Ksp生成沉淀。 解：（2）正确。

3．已知室温下PbI2的溶解度为S mol·L-1，则其Ksp为S3还是4S 3？ 解：Ksp=4s3

4．判断下列说法是否正确？

⑴ 两种难溶电解质，Ksp大者，溶解度必也大；

⑵ AgCl的Ksp=1.76×10-10，Ag3PO4的Ksp=1.05×10-10，在Cl-和PO43-浓度相同的溶液中，滴加AgNO3溶液，先析出 Ag3PO4沉淀；

⑶ 在一定温度下，AgCl饱和溶液中Ag+及Cl-浓度的乘积是常数； ⑷ 沉淀转化的方向是由Ksp大的转化为Ksp小的。

解：(1)不正确，（2）不正确，（3）正确，（4）不正确。

5．在下列难溶物中，哪些不能通过Ksp计算得到可靠的溶解度数值：BaCO3、Fe(OH)3、Fe2S3、BaSO4、AgCl、BaCrO4。

解：BaCO3、Fe(OH)3、Fe2S3。

6．溶度积规则的内容是什么？使用时应注意什么问题？什么叫沉淀溶解平衡中的同离子效应？盐效应？

略。

7．PbCl2在0.130 mol·L-1的Pb(Ac)2溶液中的溶解度是5.7×10-3 mol·L-1，计算在同温度下PbCl2的Ksp。

解：沉淀平衡时有：

PbCl2(s) Pb2+ + 2Cl-

S 0.130+S 2S ≈0.130 即 [Pb2+]≈0.130mol·L-1

[Cl-]=2S = 2×5.7×10-3 (mol·L-1)

∴Ksp（AgCl）= [Pb2+][ Cl-]2

= 0.130×(2×2.57×10-3)2 = 1.69×10-5 or 1.76

8．在 0.0015 mol·L-1的MnSO4溶液10ml中，加入0.15 mol·L-1氨水5ml，能否生成Mn(OH)2沉淀？如在上述MnSO4溶液中先加0.49g固体(NH4)2SO4，然后再加0.15 mol·L-1氨水5ml，是否有沉淀生成？ 解：查表得 Ksp(Mn(OH)2)= 2.06×10-14 Kb(NH3·H2O) = 1.79×10-5

⑴ 混合液中 c(Mn2+)= 0.0015×10/15 = 0.0010 (mol·L-1) c(NH3.H2O)= 0.15×5/15 = 0.050(mol·L-1) 由NH3·H2O离解产生的[OH-]为：

[OH-]≈=9.5×10-4(molL-1)Kbc=1.79×10-5×0.05

2--42-10

IP = c（Mn2+）·c（0H）= 0.0010×(9.5×10)= 9.0×10

∵IP＞ Ksp(Mn(OH)2)（2.06×10-14） ∴有Mn(OH)2沉淀生成

⑵ 由(NH4)2SO4离解产生的 [NH4+]为

[NH4+]=(0.49/132)×2-1=0.49(molL)-315×10

(NH4)2SO4的加入对氨水的离解产生同离子效应：

+ -NH+ HO NH + OH324

0.05-x 0.49+x x ≈0.05 ≈0.49

[OH ]=-

Kb[NH3][NH4+]

-11.79×10-5×0.05=1.83×10-6(molL)=0.49

IP = c（Mn2+）·c2（0H-）= 0.0010×(1.83×10-6)2= 3.35×10-15 ∵IP＜ Ksp(Mn(OH) 2)（2.06×10-14） ∴没有Mn(OH)2沉淀生成

9．在0.10 mol·L-1的FeCl2溶液中，通入H2S气体，制成饱和溶液，欲使Fe2+不生成FeS沉淀，溶液中的pH值最大为多少？

解：查表得Ksp(FeS) = 1.59×10-19 H2S的Ka1 = 5.1×10-8, Ka2 = 1.2×10-15 方法一：

要使Fe2+不形成沉淀，[S2-]需用小于：

[S ] =2-

Ksp(FeS)[Fe2+]1.59×10-19==1.59×10-18(molL-1)0.10

而H2S饱和溶液的浓度为[H2S] = 0.10mol·L-1

H2S 2H+ + S2-K=Ka1Ka2= 6.12×10-23

[H+]2[S2-]=Ka1Ka2=6.8×10-23[H2S]

代入数据得：

0.10=6.12×10-23 [H + ] 2×1.59×10-18

解得[H+] = 1.96×10-3(mol·L-1) pH= 2.71 即溶液中最大pH值应为2.71 方法二：

用HCl溶解0.10mol MS(s)所需的[H+]计算

[H+ ]=

(5.1×10-8)×(1.20×10-15)×0.10×0.10 = 1.59×10-19

= 1.96×10-3(mol·L-1) pH= 2.71 即溶液中最大pH值应为2.71

Ka1Ka2[H2S][M+ ]Ksp(MS)10．若溶液中Mg2+和Fe3+浓度皆为0.10 mol·L-1，计算说明能否利用氢氧化物的分步沉淀使二者分离？

解：查表得Ksp(Fe(OH)3) = 2.64×10-39 Ksp(Mg(OH)2) = 5.66×10-12

根据溶度积原理，使Fe3+完全沉淀所需OH-的最低浓度为

3K(Fe(OH))3sp32.64×10-39-[OH ]==[Fe3+]1×10-6-11=1.38×10　(molL-1)

pOH= 10.86 pH=3.14

Mg2+不沉淀，溶液中OH-的最高浓度为 [OH-] =0.10

= 7.5×10-6(mol·L-1)

Ksp(Mg(OH)2)=2+[Mg] 5.66×10-12

pOH= 5.12 pH=8.88

只要将OH-浓度控制在1.38×10-11~7.5×10-6 mol·L-1之间，即pH控制

在3.14~8.88之间，即可使Fe3+和Mg2+分离。若用NaOH 来控制这样的条

件是困难的，NH4+~NH3缓冲液可满足这个要求。 11．解释下列现象：

⑴ CaC2O4溶于盐酸而不溶于醋酸；

⑵ 将H2S通入ZnSO4溶液中，ZnS沉淀不完全；但如在ZnSO4溶液中先加入NaAc，再通入H2S，则ZnS沉淀相当完全。

解：（1）C2O4的酸性比盐酸弱而比醋酸强。 （2）提示：由于pH的原因。

2?

二 自习习题

1. 已知Ks?(Ag2CrO4)=1.12×10-12, Ks?(AgCl)=1.77×10-10，K?s(AgI)=8.51×10-17,在含有CrO42-,Cl-和I-离子的（三者浓度均为0.1mol·kg-1）的溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，先生成( )沉淀，其次生成( )沉淀,最后生成( )。用简单计算解释之。

2. 用水稀释含有大量CaCO3固体的水溶液时，CaCO3的溶度积_____，溶解

度_______, 溶解量_______。 3. 25℃时，Ks?[Ca(OH)2] = 4.0×10-6，Ca(OH)2的饱和溶液中b(Ca2+)=_______，

b(OH-)=_______，Ca(OH)2的溶解度_______。 4. 下面叙述中，正确的是( )

A、溶度积大的化合物溶解度一定大

B、向含AgCl固体的溶液中加适量的水使AgCl溶解又达到平衡时，AgCl溶度积不变，其溶解度也不变

C、将难溶电解质放入纯水中，溶解达平衡时，电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积

D、AgCl水溶液的导电性很弱，所以AgCl为弱电解质。 5. 下列试剂中能使CaSO4(s)溶解度增大的是( )

A、CaCl2 B、Na2SO4 C、NH4Ac D、H2O 6. 同离子效应使难溶电解质的溶解度_______。

答案：

1、AgI、AgCl、Ag2CrO4、解:生成Ag2CrO4沉淀所需最低Ag+浓度为：

(1.12×10-12/0.1)0.5 =3.35×10-6 生成AgCl沉淀所需最低Ag+浓度为： 1.77×10-10/0.1 = 1.77×10-9 mol·kg-1 生成AgI沉淀所需最低Ag+浓度为: 8.51×10-17/0.1 = 8.51×10-16 mol·kg-1 2、不变、不变、增多 3、0.01mol·kg-1、0.02 mol·kg-1、S = 0.01 mol·kg-1 4、B 5、C

cln0?k1tc 据 有：k1＇=

1c0110.00ln?ln?2.53?10?4(min?1)tc1009.75

110.00ln?2.56?10?4(min?1)同理，由 t2 = 200 min 可得：k1＂= 2009.50

∴ k1 = ( k1＇+ k1＂) / 2 = 2.54 ×10 - 4

(2) 半衰期

t?t1/2?0.6930.693??2728(min)?4k12.54?10

(3)

c1ln0?1596(min)2k1c03

11．在301K时，鲜牛奶大约4小时变酸，但在278K冰箱内可保持48小时。假定反应速率与变酸时间成反比，试估算牛奶变酸反应的活化能。 解：已知：T1 = 278 K , t1 = 48 h ,T2 = 301 K , t2 = 4 h ;

依题意：v ∝ 1 / t

设反应速率方程为：v = k·cn 则有： k2

?k1?v2/cnv1/cn?v2t1?v1t2?Ea??2.303RT1T2k2lg(T2?T1)k12.303RT1T2tlg1(T2?T1)t22.303?8.314?278?30148lg?75.2(kJ?mol?1)(301?278)412．人体内某一酶催化反应的活化能是50.0 kJ·mol-1。试计算发烧40℃的病人与正常人（37℃）相比该反应的反应速率加快的倍数。 解：已知： Ea = 50.0 kJ·mol-1 , T1 = 310 K , T2 = 313 K ,

∵ v ∝ k

lnv2?lnk2?Ea?(T2?T1)v1k1RT1T2

50.0?103?(313?310)??0.1859 2.303?8.31?310?313v2?1.20 (倍)v∴ 1

13．尿素的水解反应如下：

CO（NH2）2 + H2O ? 2NH3 + CO2

无酶存在时反应的活化能为120 kJ·mol-1。当尿素酶存在时，反应的活化能降为46kJ·mol-1。设有、无酶存在时反应的频率因子A值相同。

试计算：（1）在298K时，由于尿素酶的催化作用，反应速率是无酶存在时的多少倍？

（2）无酶存在时，温度要升高到何值时才能达到酶催化时的反应速

率？

解： 已知： Ea1 = 120 kJ·mol-1 ，Ea2 = 46 kJ·mol-1 ，T = 298 K （1）设反应速率方程为：v = k·cn , 则 v2 / v1 = k2 / k1 据

有

(2 )

lnk??Ea?lnARTlnk2??lnk1??Ea2RT2Ea1RT1?lgA?lgA 依题意： T2?T1 ? 298 K ： k2Ea1?Ea2ln?k1RT120?103?46?103??29.8688.314?298k2·/k1?9.4?1012?v2/v1?9.4?1012k2Ea?T2?T1????ln??k1R?T1T2??T2?298Rk?ln2298?T2Eak1120?103?T2?777.3(K)?8.314lg9.4?1012?2.07?10?3

二 自习习题

1、碳燃烧反应为基元反应，其方程式为C(s)+O2 (g)→CO2 (g) 则其反应速率方程式为( )

A、υ=kc(C)c(CO2) B、υ=kc(O2)c(CO2) C、υ=kc(CO2) D、υ=kc(O2)

2、升高温度，可增加反应速度，主要因为( )

A、增加了分子总数 B、增加了活化分子百分数

C、降低了活化能 D、促进平衡向吸热方向移动 3、已测得高温时焦炭与二氧化碳反应 C+CO2→2CO的活化能为167kJ·mol-1。则当反应温度自900K升高到1000K 时，1000K的反应速率为原来的( ) 倍。 4、加入催化剂，能使反应速率加快，则其平衡常数也随之增大。正确与否( )

5、质量作用定律适用于( )

A、化学方程式中反应物和产物的系数均为1的反应 B、一步完成的简单反应

C、任何实际上能够进行的反应

6、用活化分子和活化能的概念来理解影响反应速率的因素时：反应物浓度增

大，是由于( ) ，提高反应温度，是由于( ) , 催化剂的存在，( ) ，因而都可提高反应速率。 7、反应速率常数k，可表示( ) 时的反应速率。k 值不受( ) 的影响而受( ) 的

影响。

答案： 1、D 2、B 3、9.3 4、错 5、B

6、单位体积内活化分子数增多、更多的分子获得了能量而成为活 化分子,即活化分子分数增加、降低了活化能 7、一定温度下，反应物为单位浓度、浓度、温度

第七章 氧化还原与电极电势

Oxidation-Reduction and Electromotive Force

一 习题答案

1. 用离子-电子法配平下列氧化还原反应式

（1）Cr2O72－ + Fe2+ → Cr3+ + Fe2+ + H2O (酸性介质) （2）Mn2+ + BiO3－ + H+ → MnO4－ + Bi3+ + H2O （3）H2O2 + MnO4－ + H+ → O2 + Mn2+ + H2O

解：（1）Cr2O72－ + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O

（2）2Mn2+ + 5BiO3－ + 14H+ = 2MnO4－ + 5Bi3+ + 7H2O （3）5H2O2 + 2MnO4－ + 6H+ = 5O2 + 2Mn2+ + 8H2O

2. 根据标准电极电势表，将下列氧化剂、还原剂按照由强到弱分别排列成序： Hg2+ Cr2O72－ H2O2 Sn Zn Br－ 解：氧化剂由强到弱：H2O2> Cr2O72－> Hg2+

还原剂由强到弱：Zn > Sn > H2O2> Br－

3. 查出下列电对的?＃值，判断哪一种物质是最强的氧化剂？哪一种物质是最强的还原剂？

（1）MnO4－/ Mn2+ MnO4－/MnO2 MnO4－/MnO42－ （2）Cr3+/Cr CrO2－/Cr Cr2O72－/Cr3+ CrO42－/Cr(OH)3 解： （1）MnO4是最强的氧化剂，MnO42是最强的还原剂。

－

－

（2）Cr2O72－是最强的氧化剂，Cr是最强的还原剂。

4. 若下列反应在原电池中正向进行，试写出电池符号和电池电动势的表示式。

（1）Fe + Cu2+（2）Cu2+ + Ni

Fe2+ + Cu Cu + Ni2+

解： （1）（－）Fe | Fe2+ (1 mol·L－1) || Cu2+ (1mol·L－1) | Cu（＋） E = ? (+) －? (－)

2?0.0592[Cu]2?2lg[Fe] = ?＃(Cu2+/Cu) － ?＃(Fe2+/Fe) + （2）（－）Ni | Ni2+ (1mol·L－1) || Cu2+ (1mol·L－1) | Cu（＋）

E = ? (+) －? (－)

2?[Cu]0.05922?2lg[Ni] = ?＃(Cu2+/Cu) － ?＃(Ni2+/Ni) +

5. 求出下列原电池的电动势，写出电池反应式，并指出正负极。

（1）Pt | Fe2+(1mol·L－1) , Fe3+(0.0001mol·L－1) || I－(0.0001 mol·L－1)，I2(s) | Pt （2）Pt | Fe3+(0.5 mol·L－1)，Fe2+(0.05 mol·L－1) || Mn2+(0.01 mol·L－1)，

H+(0.1 mol·L－1)，MnO2（固）| Pt

解：（1）Pt | Fe2+(1mol·L－1) , Fe3+(0.0001mol·L－1) || I－(0.0001 mol·L－1)，I2(s) | Pt

设右边为正极，左边为负极

E = ? (+) －? (－)

1[Fe3?]?2? = φ＃(I2/I－) + 0.0592lg[I]－?＃(Fe3+/Fe2+)－0.0592 lg[Fe]

1 = 0.535－0.771＋0.0592lg0.0001?0.0001

=0.238V > 0

∴假设正确，电池反应式为 I2 + 2Fe2+ = 2I－ + 2Fe3+

（2） Pt | Fe3+(0.5 mol·L1)，Fe2+(0.05 mol·L1) || Mn2+(0.01 mol·L1)，H+(0.1

－

－

－

mol·L－1)，MnO2（固）| Pt 设右边为正极，左边为负极 E = ? (+) －? (－)

1[Fe3?]0.05922?2?＃＃2+3+2+[Mn][Fe] 2=φ(MnO2/Mn)+lg－?(Fe/Fe)－0.0592 lg

=0.3406V > 0

∴假设正确，电池反应式为 MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ = Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O 6. 将铜片插入盛有0.5mol·L－1CuSO4溶液的烧杯中， 银片插入盛有0.5mol·L－1 AgNO3溶液的烧杯中，组成一个原电池。 （1）写出原电池符号；

（2）写出电极反应式和电池反应式； （3）求该电池的电动势。

解： （1）（－）Cu | Cu 2+ (0.5 mol·L－1) || Ag + (0.5 mol·L－1) | Ag（＋）

2．将氧化还原反应 Fe + Hg2Cl2 = FeCl2 + 2Hg装配成原电池写出其电池符号: （ ）。

3．测量KMnO4水溶液在碱性，中性，酸性介质中的氧化能力以在酸 性介质中（ ），因为在酸性介质中的电极电势（ ）。

4．下列表达式中正确的是（ ）。

A、LnKC、lgK

5． 由公式lgK

?θ

zEθ= 0.0592V

B、lgKθ= 0.0592VD、LnKθ= zE

θ

zEθ= 0.0592VzE0.0592V

zEθ=

0.0592V可见，溶液中氧化还原反应的平衡常数K?（ ）。

A、与浓度无关 B、与浓度有关

C、与反应书写有关 D、与反应书写无关

6．已知 E ?（I2/I-）=0.53V， E ?（Fe3+/Fe2+）=0.77V， 反应 I-+Fe3+→1I2+Fe2+ 的E?及反应方向为（ ）。

A、0.24V正向 B、0.24V逆向 C、1.30V正向 D、-1.30V逆向

7．金属与水反应时，金属的E?值须小于 （ ）。 A：-0.83V； B：-0.413V； C：0 V；

8．金属与碱反应的必要条件有 ( )

A、E?[M(OH)n/M]<-0.83V; B、 E?(Mn+/M) <-0.413V C、金属具有两性； D、 E?(Mn+/M) < 0 V 9．O2+2H2O+4e→4OH-， 其E ?=0.401V；?O2+H2O+2e→2OH- E?= 0.401V，相同。这是因为E?是由物质的（ ）决定的,（ ）而变化。 10．对反应 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3来说，ΔrG ?=- zE ?F中的z应等于（ ）。 A、3 B、12 C、6 D、24

11．已知下列反应均按正反应方向进行。 2FeCl3 + SnCl2 = SnCl4 + 2FeCl2

2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4 = 2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O

上述两个反应中几个氧化还原电对的电极电势的相对大小从大到小的排列顺序是（ ）

A、 E?（MnO4-/Mn2+）> E?（Fe3+/Fe2+） > E?（Sn4+/Sn2+） B、 E?（Fe3+/Fe2+） > E?（MnO4-/Mn2+）> E?（Sn4+/Sn2+） C、 E?（Sn4+/Sn2+） > E?（MnO4-/Mn2+）> E?（Fe3+/Fe2+）

12．改变电极反应式中计量数的倍数后，其电极电势的数值也将 随之改变，

正确与否？( )。

13．Zn的浓差电池符号为（-）Zn|Zn2+（1.0mol.kg-1）|| Zn2+（0.001mol.kg-1）|Zn(+)

判断正确与否？( ) 。

14．在KMnO4溶液中加入稀H2SO4，振荡后，再加入Na2SO3溶液，充分振荡后，溶液的 颜色变为（ ）,其离子方程式:

15.在O2分子中氧的氧化数和共价数均为2。判断对错（ ）。

16. 阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应为2H2 +O2?2H2O ，介质为75%的KOH溶液，则该电池的正极反应为 ，负极反应为 。

17. 在Re2Cl92-中Re的氧化数是_____。在HS3O10中S的氧化数是___。

18. 已知：Ag+ + e- = Ag E ?= 0.799 V

Ag2C2O4 + 2e- = 2Ag +C2O42- E?= 0.49 V 当b(Ag+) = 0.10 mol·kg-1，b(C2O42-) = 1.00 mol·kg-1时，由Ag+/Ag和Ag2C2O4/Ag两个半电池组成原电池。

(1) 写出该原电池的电池符号及电池反应方程式，并计算电池的电动势。 (2) 计算Ag2C2O4的溶度积常数。

答案：

1、C

2、（-）Fe| Fe2+||Cl-| Hg2Cl2 | Hg | Pt（+） 3、最强、最大 4、C

5、C 和A 6、A 7、B 8、A

9、本性、不随反应书写形式 10、B 11、A 12、错 13、对

14、紫色褪去、2Mn04- + 6H+ +5SO32- = 2Mn2+ +3H2O+5SO42- 15、错

16、 O2 + 2H2O + 4e-4OH-，

H2 + 2OH-2H2O + 2e-

17、+3.5 ， +6

18.(1)(-)Ag｜Ag2C2O4｜C2O42-(b?)‖Ag+(0.10 mol·kg-1)｜Ag (+) 电池反应方程式是：2Ag+ +C2O42- = Ag2C2O4 E (Ag+/Ag) = E ?(Ag+/Ag) + 0.0592lg[Ag+] = 0.799 + 0.0592 lg(0.10) = 0.74 (V)

E = E (Ag+/Ag) –E?(Ag2C2O4/Ag) = 0.74-0.49 = 0.25(V) (2) 2Ag+ +C2O42- = Ag2C2O4

lgK?= = = 10.4

K?= 3 × 1010

KSP(Ag2C2O4) = 1/K?(3 × 1010) = 3 × 10-11

第八章原子结构和元素周期表

Atomic Structures and Element Period Table

一 习题答案

1. 如何理解电子的波动性？电子波与电磁波有什么不同？

解： 略。

2. 如果电子的速度是7×105 m·s-1，那么该电子束的de Broglie波长应该是多少？

解： λ = 1039 pm 。 ??1039pm

3. 设子弹质量为10克，速度为1000 m·s-1，试根据de Broglie式和测

不准关系式，用计算说明宏观物质主要表现为粒子性，它们的运动服从经典力学规律（设子弹速度的测不准量为△vx=10-3 m·s-1）。

-26??6.6?10nm,很小，可忽略，说明子弹等宏观物质主要表现为粒子解：

性。

?29 Δx?6.6?10m，很小，可忽略，说明子弹有确定的运动轨道。

4. 写出下列各能级或轨道的名称：

⑴ n = 2，l = 1 ⑵ n = 3， l = 2 ⑶ n = 5，l = 3

⑷ n = 2， l = 1， m = -1 ⑸ n = 4， l = 0， m = 0

解：⑴ 2p能级 ⑵ 3d能级 ⑶ 5f能级 ⑷ 2py轨道 ⑸ 4s轨道 5. 氮的价层电子排布是2s22p3，试用4个量子数分别表明每个电子的运动状态。

解： 2，0，0，1/2； 2，0，0，-1/2；

2，1，0，+1/2； 2，1，1，+1/2； 2，1，-1，+1/2 。 6. 以下各“亚层”哪些可能存在？包含多少轨道？ ⑴ 2s ⑵ 3f ⑶ 4p ⑷ 5d

解：⑴ 1个轨道，n = 2，l = 0，m只能为0，即有1个轨道。 ⑵ 无此亚层，n = 3，l只能为0，1，2，不能为3。 ⑶ 3个轨道，n = 4，l = 1，m能为0，+1，-1，有3个轨道。

⑷ 5个轨道，n = 5，l = 2，m能为0，±1，±2，有5个轨道 7. 按所示格式填写下表： 原子序数 49 解：

原子序电子排布式 数 10 24 80 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p1 1s22s22p63s23p63d54s1 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2 5s25p1 2s22p6 4f145d106s2 5 2 4 ⅢA 0 ⅥB 价层电子排布 周期 族 电子排布式 1s22s22p6 价层电子排布 3d54s1 周期 6 族 ⅡB

8. 不参考周期表，试给出下列原子的电子排布式和未成对电子数：

⑴ 第4周期第七个元素； ⑵ 第4周期的稀有气体元素

⑶ 原子序数为38的元素的最稳定离子；

⑷ 4p轨道半充满的主族元素。

解：第4周期是第一个长周期，其中开始出现含3d电子的元素。其外层电子

层数等于周期数4。

⑴ 第七个元素，除4s电子充满外，还应有5个3d电子，电子排布式为：[Ar]3d54s2， 未成对电子数为5。

⑵ 本周期最后一个元素，3d、4s、4p电子均因全充满，电子排布式为[Ar]3d104s24p6， 未成对电子数为0；

⑶ 第4周期最后一个元素序数为36，所以Z=38的元素，应是第5周期第2个元素， 其电子排布为[Kr]5s2,其最稳定的离子应为+2价离子，电子排布式为[Kr]，未成对电子数为0；

⑷ 这应是第4周期的主族元素，3d和4s均应已充满，所以，它的电子排布式应为

[Ar]3d104s24p3，未成对的电子数为3。

9. 写出下列离子的电子排布式：Ag+、Zn2+、Fe3+、Cu+ 。 解：Ag+:[Kr]4d10 Zn2+:[Ar]3d10 Fe3+:[Ar]3d5 Cu+:[Ar]3d10

10. 将下列原子按电负性降低的次序排列，并解释理由： As、F、S、Ca、Zn 解：F、S、As、Zn、Ca

11. 基态原子价层电子排布满足下列条件之一的是哪一类或哪一个元素？ ⑴ 具有2个p电子；

⑵ 有2个量子数为n = 4，l = 0的电子，有6个量子数为n = 3和l = 2的电子；

⑶ 3d为全充满，4s只有一个电子的元素。

解：⑴ ns2np2 ⅣA主族 ⑵ 3d64s2 Fe ⑶ 3d104s1 Cu 12. Give the values of n and l for the following subshells: ⑴ 2s ; ⑵ 4f ; ⑶ 5d .

解：⑴ 3,0 ⑵ 4,3 ⑶ 5,2 13. Give the electron configuration of the valence shells of

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