武汉大学版无机化学课后习题答案(第三版)(下册)

16. 完成并配平下列反应式：

（1）H2S+H2O2? （2）H2S+Br2? （3）H2S+I2? （4）H2S+O2?

（5）H2S+ClO?+

3+H?

（6）Na2S+Na2SO3+H+? （7）Na2S2O3+I2? （8）Na2S2O3+Cl2? （9）SO2+H2O+Cl2? （10）H2O2+KMnO4+H+? （11）Na2O2+CO2? （12）KO2+H2O? （13）Fe(OH)2+O2+OH-? （14）K2S2O8+Mn2++H++NO?3? （15）H2SeO3+H2O2?

答：（1）H2S+H2O2=S+2H2O

H2S+4H2O2（过量）=H2SO4+4H2O

（2）H2S+Br2=2HBr+S

H2S+4Br2（过量）+4H2O=8HBr+H2SO4 （1） H2S+I2=2I-+S+2H+ （2） 2H2S+O2=2S+2H2O （3） 3H2S+ClO3-=3S+Cl-+3H2O （4） 2S2-+SO32-+6H+=3S+3H2O （5） 2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI

（6） Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl （7） SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl

（8） 5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++5O2+8H2O （9） 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 （10） 2KO2+2H2O=2KOH+O2+H2O2 （11） 4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3 （12） 5S2O82-+2Mn2++8H2O=10SO42-+2MnO4-+16H+（13） H2SeO3+H2O2=H2SeO4+H2O

1

17．在标准状况下，50cm3含有O3的氧气，若其中所含O3完全分解后，体积增加到52 cm3。如

将分解前的混合气体通入KI溶液中，能析出多少克碘？分解前的混合气体中O3的体积分数是多少？

解：5.68mg ,8.1%

18．每升含12.41克Na2S2O3·5 H2O的溶液35.00 cm3，恰好使50.00 cm3的I?3溶液退色，求碘溶

液的浓度？

解：I3-+2S2O32-=S4O62-+3I-

1.75×10-2mol/L

19．下述反应在298K时的△H?-1m为284.5kJ·mol

3O22O3

已知此反应平衡常数为10-54，试计算该反应的△G??m和△Sm。

解：307.97kJ /mol, -78.76k-1.J.mol-1

20．利用电极电势解释在H2O2中加入少量Mn2+，可以促进H2O2分解反应的原因。

答：??MnO2/Mn2?= 1.23V

HO?22作为氧化剂时?H2O2/H2O=1.776V

H2O2能氧化Mn2+ Mn2+ + 2H2O2 == MnO2 + 2H2O

H?2O2作为还原剂?O2/H2O2= 0.68V〈 1.23V H2O2能还原MnO2 MnO2 + 2H2O2 == Mn2+ + O2 + 2H2O 总反应式为 2HMnO2O2 2

O2 ? + 2H2O

第十四章

1． 用MO理论讨论N2和NO分子中的成键情况，并指出两者键级是多少？

答：N2 ：

KK?2*22222s?2s?2p?y2p?z2p 键级3 NO：

KK?22s?*22s?222*12p?y2p?z2p?2p 键级2.5。

2．解释下列问题：

（1）虽然氮的电负性比磷高，但是磷的化学性质比氮活泼？ （2）为什么Bi(V)的氧化能力比同族其他元素强?

2

答：(1) 氮的电负性比P高，但氮不如P活泼，这是由俩者单质的结构不同决定的。

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。P-P单键键能很小，很容易断开。特别白磷的P-P-P键角小张力大，更活泼。

(2) Bi(v)的氧化能力比同族其他元素强的多，出现了充满4f、5d，而4f、5d对电子的屏蔽作用较

小，而6s具有较大的穿透能力，所以6s电子能级显著降低，不易失去，有“惰性电子对效应”。失去2 个6s电子的 Bi(v 更倾向于得到2个电子形成更稳定的Bi3+。

3．试从分子结构上比较NH3、HN3、N2H4和NH2OH等的酸碱性。 答：NH3结构见书648 HN3结构见书658

N2H4结构见书655 NH2OH结构见书658

得出酸性 HN3> NH2OH > N2H4> NH3 碱性相反。

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

?-1

???-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

3

?

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)2NaNO?3???2NaNO2?O2?(2)NH?4NO3???N2O??2H2O(3)NHNO?42???N2??H2O(4)CuSO?4.5H2O???CuSO4?5H2O(5)Cu(NO)?32.3H2O???Cu(OH)NO3?HNO3?2H2O Cu(OH)NO?3???CuO?HNO34HNO?3???4NO2??O2??2H2O(6)3NaN?3???4N2??Na3NNa???3N?6Na?N2?8．从下列物质中选出那些互为等电子体：C

2?2，O2，O?2，O

2?2, N2，NO，NO+，CN-和N2H?3，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 ???

NH?4Cl?HNO2 ???

KI?HNO2???

KClO?3?HNO2 ??? KMnO?4?HNO2 ???

答：

并

4

?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

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

5

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）As3?、Sb和Bi3?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

6

（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；

7

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s2p0—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

试绘制碱性介质中磷得氧化态-自由能关系图。 答：

200G/kJ·mol △-1150100500-2024氧化数

第十五章

1． 碳单质有哪些同素异形体？其结构特点及物理性质如何？ 答：石墨，金刚石，富勒烯

2． 实验室里如何制取二氧化碳气体？工业上如何制取二氧化碳？ 答：实验室制法：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2?+H2O

??CaO?CO2? 工业制法：CaCO3???

3． 图15-6中，三条直线相交于一点，这是必然的还是偶然的，试讨论其原因。 答：这是必然的

4． 分别向0.20mol·dm

?3高温煅烧的Mg

2?和Ca

2?的溶液加入等体积的0.20 mol·dm

?3的Na2CO3溶液，产

生沉淀的情况如何，试讨论其规律性。

8

答：分别有Mg（OH）2和CaCO3生成

5． CCl4不易发生水解，而SiCl4较易发生水解，其原因是什么？

答：C为第二周期元素，只有2s，2p轨道可以成键，最大配位数为4，CCl4无空轨道可以接受水的

配位，因此不水解。

Si 为第三周期元素，形成SiCl4后还有空的3d轨道，d轨道接受水分子中氧原子的孤电子对，形成配位键而发生水解。

6． 通过计算回答下述问题：

（1） 在298K，1.01×105Pa下生成水煤气的反应能否自发进行？（2）用△rS值判 断，提高温度对生成水煤气反应是否有利？（3）在1.01×105Pa下生成水煤气的反应体系达到平衡时温度有多高？ 解：（1）提示：由ΔGm<0来判断。 （2）因为C?H2O(g)?CO(g)?H2(g)，该

应温度有利于反应向右进行。

7． 比较CO和CO2的性质。如何除去CO中含有的少量CO2？如何除去CO2中含有的少量CO？ 答：通过赤热的碳粉；通过赤热的CuO粉末。

ΔS>0，又因为ΔG=ΔH-TΔS，所以提高反

??HCO?32[H?]2[H]?[H]K1?K1K2K1K2?2?;?HCO??3[H?]K1[H]?[H]K1?K1K2?2?;

提示：

?CO?2?3[H?]2?[H?]K1?K1K2?2?

8． 计算当溶液的pH分别等于4，8，12时，H2CO3，HCO3，CO3所占的百分数。 解：pH=4

CO2的饱和状态下，H2CO3的pH=3.9，HCO3的pH=8.1，CO3的pH=12.6 pH=4时，体系中主要成分为[H2CO3]，[CO3]可忽略 H2CO3==H+ + HCO3 m 10

?4?2??2? n (m+n=1)

10?4xnn?7?3 =4.2×10 所以=4.2×10

mm[H2CO3%]=99.4%，[ HCO3%]=0.06% HCO3== H+ + CO3

?2??

9

10?4x 0.6% 10 x =Ka2

0.6%?4 所以x=2.4×10?10%。

pH=8，12同理。

9． 烯烃能稳定存在，而硅烯烃H2Si=SiH2却难以存在。其原因是什么？

答：碳的原子半径较小，除形成?键外，p轨道按肩并肩在较大重叠，能形成稳定的?键，因而，碳

原子间可形成单键，双键，甚至三键，烯烃，炔烃都很稳定。

而硅原子半径较大，p轨道肩并肩重叠很少，很难形成稳定的?键，因而，硅原子间大多数只能

形成单键，而难形成双键，硅烯烃难以稳定存在。

10． 从水玻璃出发怎样制造变色硅胶？ 答：将Na2SiO3溶液与酸混合生成凝胶。

Na2SiO3+2H+=SiO2.H2O+2Na+

调节酸和Na2SiO3的用量，使生成的硅凝胶中含有8%~10%的SiO2，将凝胶静止老化一天后，用

热水洗去可溶盐。将凝胶在60~70℃烘干后，徐徐升温至300℃胶干燥活化前，用COCl2溶液浸泡，再干燥活化即得变色硅胶。 11． 答：

用化学反应方程式表示单质硅的制备反应，单质硅的主要化学性质，二氧化硅的制备和性质。

SiO2?2C?2Cl2?SiCl4?2COSiCl4?2Zn?Si?2ZnCl212． 什么是沸石分子筛？试述其结构特点和应用？

答：自然界中存在的某些网络状的硅酸盐和铝酸盐具有笼形结构，这些均匀的笼可以有选择地吸附

一定大小的分子，这种作用叫做分子筛作用。通常把这样的天然硅酸盐和铝酸盐叫做沸石分子筛。

A型分子筛中，所有硅氧四面体和铝氧四面体通过共用氧原子联结成多元环。

13． 实验室中配制SnCl2溶液时要采取哪些措施？其目的时什么？

4+2+

答：加入一些Sn粒，以防止被空气氧化成Sn；加入稀盐酸是为了防止Sn的水解。 14．

单质锡有哪些同素异形体，性质有何差异？?-锡酸和?-锡酸的制取和性质方面有何异同？

答：锡有：灰锡，白锡，脆锡。

15． 试述铅蓄电池的基本原理。

答： 放电时：负极 PbSO4 + 2e== PbSO4 + 2e

正极 PbO2 + 4H+ + SO4 + 2e == PbSO4 + 2H2O

充电时：阳极 PbSO4 + 2H2O == PbO2 + 4H+ + SO4 + 2e

10

2?2?????

阴极 PbSO4 + 2e?== PbSO4 + 2e?

16． 铅的氧化物有几种，分别简述其性质？如何用实验方法证实Pb3O4中铅有不同价态？ 答：铅的氧化物有：PbO2，Pb2O3，Pb3O4，PbO

应用以下反应：Pb3O4?4HNO3?2Pb（NO3）2?PbO2??2H2O

17． 在298K时，将含有Sn(ClO4)2何Pb(ClO4)2的某溶液与过量粉末状Sn-Pb合金一起振荡，测

得溶液中平衡浓度[Sn2+]/[Pb2+]为0.46。

??已知 ?Pb2?/Pb=-0.126V，计算?Sn2?/Sn值。

解：Pb?Sn2??Sn?Pb2?

?0.05916[Sn2?]lg?0; 达到平衡时,E=0,即E?E?2?2[Pb]所以,?Sn?2?/Sn?(?0.126)?0.059160.46lg?0 21??Sn2?/Sn??0.136ev

18． 完成并配平下列化学反应方程式：

(1) Sn+HCl→ (2) Sn+Cl2→ (3) SnCl2+FeCl3→ (4) SnCl4+H2O→

(5) SnS+Na2S2→ (6) SnS3+H+→ (7) Sn+SnCl4→ (8) PbS+HNO3→

(9) Pb3O4+HI(过量)→ (10)Pb2++OH-(过量)→ 答：

2?

11

1)Sn?2HCl?SnCl2?H2?2)Sn?2Cl2?SnCl43)SnCl2?2FeCl3?SnCl4?2FeCl24)3SnCl4?3H2O?SnO2?H2O?2H2SnCl65)SnS?Na2S2?Na2SnS32?6)SnS3?2H??SnS2?H2S

7)Sn?SnCl4?2SnCl28)3PbS?8HNO3?3Pb(NO3)2?3S??2NO??4H2O??9)Pb3O4?15I??8H??3PbI24?I3?4H2O10)Pb2??4OH?(过量）?Pb（OH）4；Pb（OH）42?2??ClO??PbO2??Cl??2OH??H2O

19． 现有一白色固体A，溶于水产生白色沉淀B，B可溶于浓盐酸。若将固体A溶于稀硝酸中，

得无色溶液C。将AgNO3溶液加入C中，析出白色沉淀D。D溶于氨水中得到溶液E， E酸化后又产生白色沉淀D。

将H2S气体通入溶液C中，产生棕色沉淀F，F溶于(NH4)2Sx形成溶液G。酸化溶液G，得到黄色沉淀H。

少量溶液C加入HgCl2溶液得白色沉淀I，继续加入溶液C，沉淀I逐渐变灰，最后变为黑色沉淀J。

试确定字母A，B，C，D，E，F，G，H，I，J各表示什么物质。

答：A:SnCl2 B:Sn(OH)Cl; C:Sn(NO3)2; D:AgCl; E:Ag(NH3)2Cl; F:SnS ; G:(NH4)2SnS3 H:SnS2;

I:Hg2Cl2; J:Hg

第十六章

1． 下表中给出第二、三周期元素的第一电离能数据（单位kJ·mol

为什么比左右两元素的都低？ 第二周期 电离能 第三周期 电离能 Li 520 Na 496 Be 900 Mg 738 B 801 Al 578 C 1086 Si 787 N 1402 P 1012 O 1314 S 1000 F 1681 Cl 1251 Ne 2081 Ar 1521 答：因为B，Al元素基态原子的价

?1）试说明B,Al的第一电离能

电子层结构为：ns2np1，最外层的一个电子容易失去而形成全充满的稳定结构。 2． 在实验室中如何制备乙硼烷，乙硼烷的结构如何？ 答：氢负离子置换法：

3LiAlH4+4BF3?乙醚???2B2H6+3LiF+3AlF3

??2B2H6+3NaBF4 3NaBH4+4BF3??

12

乙醚

B2H6 的结构见课本P778

3． 说明三卤化硼和三卤化铝的沸点高低顺序，并指出蒸汽分子的结构。 答：三卤化物的熔沸点顺序见课本P780

三卤化硼的蒸气分子均为单分子，AlF3的蒸气为单分子。而AlCl3的蒸气为二聚分子，其结构见课本P781

4． 画出B3N3H6（无机苯）的结构。 答：

5． B10H14的结构中有多少种形式的化学键？各有多少个？ 答：B10H14的结构

6． 为什么硼酸是一种路易斯酸？硼砂的结构应怎样写法？硼砂水溶液的酸碱性如何？

答：硼酸为缺电子化合物，中心原子B上还有一个空的p轨道，能接受电子对，因而为路易斯酸； 硼砂的结构式见课本P787； 硼砂水溶液显强碱性。

7． 试用化学反应方程式表示从硼砂制备下列各化合物的过程：

（1）H3BO3 (2) BF3 (3) NaBH4

答：将硼砂浓溶液与浓硫酸作用后冷却得H3BO3

Na2[B4O5(OH)4]?H2SO4?3H2O?4H3BO3?Na2SO4；

8． 怎样从明矾制备(1) 氢氧化铝，（2）硫酸钾，（3）铝酸钾？写出反应式。

答：将明矾KAl（SO4）2 12H2O溶于水，加入适量KOH溶液得到Al（OH）3沉淀；

Al3++3OH-=Al（OH）3?

过滤蒸发浓缩即得到K2SO4

将Al（OH）3与KOH作用得无色溶液，蒸发浓缩后即得到KAlO2

9． 写出下列反应方程式：

（1） 固体碳酸钠同氧化铝一起熔烧，将熔块打碎后投入水中，产生白色乳状沉淀？ （2） 铝和热浓NaOH溶液作用，放出气体；

（3） 铝酸钠溶液中加入氯化铵，有氨气产生，且溶液中有乳白色凝胶状沉淀； （4） 三氟化硼通入碳酸钠溶液中。 答：（1）Na2CO3+Al2O3=2NaAlO2+CO2?

NaAlO2+2H2O=Al(OH)3?+NaOH

（2）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

（3）Na[Al(OH)4]+NH4Cl=Al(OH)3?+NH3?+NaCl+H2O

13

（4）8BF3+3Na2CO3+3H2O=2Na Al(OH)4+3H2?

10． 在金属活动顺序表中Al在Fe之前，更在Cu之前，但Al比Fe抗腐蚀性强，这是为什么？

Cu可以和冷的浓硝酸反应，而Al却不能，这是为什么？ 答：Al虽然是活泼金属，但由于表面上覆盖了一层致密的氧化物膜，使铝不能进一步同氧和水作用而具有很高的稳定性。

在冷的浓硫酸和浓硝酸中，铝的表面被钝化而不发生作用。

11． 硫通铝在高温下反应可得到Al2S3，但在水溶液中Na2S和铝盐作用，却不能生成Al2S3，为

什么？试用化学反应方程式表示。 答：Al2S3+H2O=Al（OH）3?+H2S?

12． 讨论氮化硼在结构上和石墨的异同点，在性质上与氮化铝、碳化硅的异同点。 答：氮化硼的结构上与石墨一样。

13． 说明InCl2为什么式反磁性物质？TlI3为什么不能稳定存在？

答：InCl2化合物是由In+和In3+构成，即InCl2可以写成In[InCl4]，In+和In3+都无单电子，因而InCl2

是反磁性的。

TII3不能稳定存在可以由“惰性电子对效应”解释。

14． 已知??= Tl?/Tl —0.34V，??Tl3?/Tl?= 1.25V，计算??Tl3?/Tl之值，并计算298K时3Tl+(aq)

2Tl + Tl3+(aq)反应的平衡常数。

解：由3? ?2?????3?3???TI/TITI/TITI/TI?解得?TI3?/TI?=0.72V

15． Tl（Ⅰ）的化合物和Ag(I)的化合物有哪些相似形，并说明原因。

答：I+ 和Ag+的半径相似，电荷相同，极化能力相近，因而两者化合物有相似之处；

（1） 化合物的难溶性

TICl和AgCl 均为白色难溶化合物，TI2S，Ag2S均为难溶化合物 （2） TICl和AgCl等卤化物见光易分解 它们也有许多不同之处，如： （1） 氢氧化物稳定性不同

AgOH室温下不稳定，易分解为Ag2O，而TIOH较稳定，TIOH溶液为强碱，与KOH相似。 （2） Ag+易生成稳定配合物，而Tl+不易生成稳定配合物。 （3） Ag+有较强的氧化性，而Tl+有一定的还原性。

14

Tl+可以代替K+成矾，而Ag+则不能。

16． 填空： 2 （1） 1 O2 Ga Cl2 HNO3 S 333 4 6 Na2CO3 5 Ga(OH)?4 H2O 7

（2） 1 I2 Tl H2SO4 2 CO2 3 OH? 4 HS?5 △ △ 6 7 △ Cl2 OH? 8 9

答（1）1.Ga2O3 2.GaCl3 3.Ga(NO3)3 4. Ga2S3 5.通电 6.OH? 7.Ga(OH)3

（2）1.TlI 2.Tl2CO3 3.TlOH 4.Tl2SO4 5.TlCl 6.Tl2O 7.Tl2S 8.Tl2O3 9.TlCl3

17． 非金属单质在常温常压下的存在状态有哪些规律？这些非金属单质的结构有哪些特点？答：非金属单质在常温常压下的存在状态基本上是气态和液态，固态很少。

15

16. 为什么在水溶液中，Co3+离子能氧化水，[Co（NH3）6]3+却不能氧化水？

35-5?2?K稳，Co（NH3）6=1.38×105；K稳Co（NH3）3=1.58×10；K，NH3=1.8×10 b6??Co3?/Co2?=1.808V；?O2/H2O=1.229V；?O2/OH? =0.401V

??解：在水溶液中，

E?(Co3?/Co2?)>E?(O2/H2O)

故Co3+能氧化水

4Co3++2H2O=4Co2+O2↑+4H+

E[Co(NH3)6/Co(NH3)6?3?2?[Co3?]]?E(Co/Co)?0.059lg[Co2?]?3?2??E?(Co3?/Co2?)?0.059lgK稳[Co(NH3)6]K稳[Co(NH3)6]?2??2?1.38?105?1.81?0.059lg?0.04V351.58?10设[NH3]?1.0mol?dm?3则：[OH?]?1.0?1.8?10?5?4.24?10?3mol?dm?3O2?4H2O?4e??4OH?0.059p(O2)/p?0.0591E(O2/OH)?E(O2/OH)?lg?0.401?lg?0.45V?4?3444[OH](4.24?10)???

E?[Co(NH3)6/Co(NH3)6]

3?2? 故 Co（NH3）63+不能氧化水

17. 在1.0mol·dm-3得HCl溶液中加入0.010mol·dm-3得Fe（NO3）3后，溶液中有关配离子中哪种

配离子浓度最大？（已知该体系逐级稳定常数为：k1=4.2，k2=1.3，k3=0.040，k4=0.012） 解：因各级稳定常数都比较小，Cl过量很多故可以认为：

[Cl-] = 1.0 mol?L-1

[Cl-] + [FeCl2+] + 2[FeCl2+] + 3[FeCl3] + 4[FeCl4-] =1.0 mol?L-1 [Fe3+] + [FeCl2+] + [FeCl2+] + [FeCl3] + [FeCl4-]=0.010 mol?L-1

-

[FeCl2?]k1??4.2 [FeCl2+] = 4.2[Fe3+]

[Fe3?][Cl?]?[FeCl2]+3+

?1.3 k2? [FeCl] = 1.3×4.2[Fe] 22??[FeCl][Cl]

31

=5.5[Fe3+] k3?[FeCl3][FeCl2][Cl?]??0.040 [FeCl3] = 0.040[FeCl2+]

= 0.04×1.3×4.2[Fe3+] =0.22[Fe3+]

[FeCl4]?0.012 [FeCl4-]=0.012[FeCl3] k4??[FeCl3][Cl]=0.012×0.04×1.3×4.2[Fe3+] =0.0026[Fe3+]

则：[Fe3+] + 4.2[Fe3+] + 5.5[Fe3+] +0.22[Fe3+] + 0.0026[Fe3+]=0.010mol?L-1

可得：[Fe3+]=9.2×10-4 mol?L-1

由此可以得到：FeCl2+的浓度最大

第二十章

1. 钛的主要矿物是什么？简述从钛铁矿制取钛白得反应原理。 解：钛的主要矿物有钛铁矿FeTiO2

反应原理：

FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O

TiOSO4 + 2H2O =TiO2?H2O↓ + H2SO4 TiO2?H2O = TiO2 + H2O

2. 解释TiCl3和[Ti（O2）OH（H2O）4]+

有

?解：TiCl3显色是因为产生了电核跃迁，[Ti(O2)OH(H2O)4]+有色是因为O22-离子变形性较强，d—d跃

迁所引起。

32

3. 完成并配平下列反应方程式。

（1） Ti + HF ?

（2） TiO2 + H2SO4 ? （3） TiCl4 + H2O ? （4） FeTiO3 + H2SO4 ? （5） TiO2 + BaCO3 ? （6） TiO2 + C + Cl2 ?

解：(1) Ti + 5HF = H2TiF6 + 2H2↑

(2) TiO2 + H2SO4 = TiOSO4 + H2O (3) TiCl4 + 2H2O = TiO2 + 4HCl (4) FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O (5) TiO2+ BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ (6) TiO2 + 2C + 2Cl2 = TiCl4 + 2CO↑

4. 完成下列反应

（1） TiI4在真空中强热；

（2） FeTiO3和碳得混合物在氯气中加热；

（3） 向含有TiCl6得水溶液加入过量得氨；

（4） 向VCl3的水溶液加入过量的氨； （5） 将VCl2的固体加到HgCl2水溶液中。 解：(1) TiI4 = Ti + 2I2

(2) 2FeTiO3 + 6C + 5Cl2 = 2FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO (3) TiCl62- + NH3 = [Ti(NH3)6]4+ + 6Cl- (4) VCl3 + Na2SO3 = (5) VCl2 + HgCl2=

5. 根据下列实验写出有关的反应方程式：将一瓶TiCl4打开瓶塞时立即冒白烟。向瓶中加入浓HCl

溶液和金属锌时生成紫色溶液，缓慢地加入NaOH溶液直至溶液呈碱性，于是出现紫色沉淀。沉淀过滤后，先用HNO3处理，然后用稀碱溶液处理，生成白色沉淀。 解：TiCl4 + 3H2O = H2TiO3 + 4HCl↑

2TiCl4 +Zn = 2TiCl3↓ + ZnCl2

TiCl3 + 3NaOH = Ti(OH)3 + 3NaCl

3Ti(OH)3 + 7HNO3 = 3TiO(NO3) + 2 NO ↑+ 8H2O TiO2+ + 2OH- + H2O = Ti(OH)4↓

6. 利用标准电极电势数据判断H2S，SO2，SnCl2和金属Al能否把TiO2+离子还原成Ti3+离子？ 解：由查表得：

2?E?TiO2/Ti3??0.1V,E?SO4ES/H2S?0.141V,ESn

??4?2?/H2SO3?0.20V2?/Sn?0.15V,EAl?3?/Al??0.67V

因为EθAl3+/Al

33

7. 概述下列合成反应地步骤

（1） 由MnSO4制备K5Mn（CN）6； （2） 由MnO2制备K3Mn（CN）6； （3） 由MnS制备KMnO4； （4） 由MnCO3制备K2MnO4； （5） 由BaMnO4制备金属锰。

解：(1) MnSO4 + 6KCN = K4[Mn(CN)6] + K2SO4

(2) 4MnO2+6H2SO4 = 2Mn2(SO4)3+6H2O+O2

Mn2(SO4)3+12KCN=2K3Mn(CN)6+3K2SO4

(3) MnS + 2O2 = MnO2 + SO2

2MnO2 + 4KOH +O2 = 2K2MnO4 + 2H2O 2K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + 2KOH + H2

(4) MnCO3 + 2HNO3 = Mn(NO3)2 + H2O + CO2

Mn(NO3)2 = MnO2 + 2NO2

2MnO2 + 4KOH +O2 = 2K2MnO4 + 2H2O

(5) BaMnO4+K2SO4 = K2MnO4+BaSO4

K2MnO4+CO2=KMnO4+MnO2+2K2CO3

2-2-- KMnO4+SO3+H2O=2MnO2+SO4+2OH（中性条件下） 3MnO2=Mn3O4+O2（加热） Mn3O4+8Al = 4Al2O3+9Mn

8．向铬酸钾的水溶液通入CO2时，会发生什么变化？ 解：溶液由黄色变为橙色

9．完成并配平下列反应方程式

（1） V2O5 + NaOH??? （2） V2O5 + HCl??? （3） VO43- + H+(过量) ??? （4） VO2+ + Fe2+ + H+??? （5） VO2+ + H2C2O4 + H+???

解：(1) V2O5 + 2NaOH = 2NaCO3 + H2O V2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2O

(2) V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3H2O (3) VO43- + 4H+(过量) = VO2+ + 2H2O (4) VO2+ + Fe2+ + 2H+ = VO2++ Fe3++ H2O

(5) 2VO2+ + H2C2O4 + 2H+ = 2VO2+ + 2CO2↑ + 2H2O

10．钒酸根离子在水溶液中的组成取决于哪些因素？这些因素怎样影响平衡 VO43?V2O7

4?

34

(V3O9, V10O28等)。

解：取决于（1） 溶液的pH值，随着pH值的下降，聚合度增大，但若加入足够量 的酸，溶液中存

在稳定的VO2+离子 。

（2）钒酸根浓度的大小，浓度低于10-4mol?dm-3时，溶液中存在的仅为单体钒酸根和酸式

钒酸根离子，若浓度大于10-4mol?dm-3，则当酸度过高，pH值约为2时，会沉淀出红棕色的五氧化二钒水合物。

11． 新生成的氢氧化物沉淀为什么会发生下列变化

（1） Mn(OH)2几乎是白色的，在空气中变为暗褐色？ （2） 白色的Hg(OH)2立即变为黄色？

（3） 蓝色的Cu(OH)2，加热时为什么变黑？

解：(1) 2Mn(OH)2 + O2 = 2MnO(OH)2 MnO(OH)2为暗褐色

(2) Hg(OH)2 = HgO + H2O HgO为黄色 (3) Cu(OH)2 = CuO + H2O CuO为黑色

12．根据下述各实验现象，写出相应的化学反应方程式

（1） 往Cr2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，先析出葱绿色絮状沉淀，后又溶解，此 时加入溴水，溶液就由绿色变为黄色。用H2O2代替溴水，也得到同样结果。 （2） 当黄色BaCrO4沉淀溶解在浓HCl溶液中时得到一种绿色溶液。

（3） 在酸性介质中，用锌还原Cr2O7时，溶液颜色由橙色经绿色而变成蓝色。放置时又变回绿色。

（4） 把H2S通入已用H2SO4酸化的K2Cr2O7溶液中时，溶液颜色由橙变绿，同时析出乳白色

沉淀。

解：(1) Cr3+ + 3OH- = Cr(OH)3↓

Cr(OH)3 + OH- = Cr(OH)4-

Cr(OH)4- +Br2 = Br- + CrO42- + H2O

2 Cr(OH)4- + 3H2O2 + 2OH- = 2CrO42- + 8H2O (2) 2BaCrO4 + 2H+ = Cr2O72- + 2Ba2+ + H2O

Cr2O72- + 6Cl- + 14H+ = 2Cr3+ + 3Cl2↑ + 7H2O (3) Cr2O72- + 3Zn + 14H+ = 2Cr3+ + 3Zn2+ + 7H2O 2Cr3+ + Zn = 2Cr2+ + Zn2+

4Cr2+ + O2 + 4H+ = 4Cr3+ + 2H2O

6H2S + Cr2O72- + 8H+ = 2Cr3+ + 6S↓ + 7H2O 13．若Cr

3?3?6?2?离子和Al

3?共存时，怎样分离它们？Zn

2?离子也共存时，怎样分离？

解： Cr3+, Al3+, Zn2+

(1) H2O2,OH-(过量),?

(2) 调节pH=4—5，BaCl2

BaCrO4 Al3+,Zn2+ NH3.H2O

35

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