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
KMnO4+SO32-+H2O=2MnO2+SO42-+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VO
V2O
(V3O
V10O
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)2MnO(OH)2为暗褐色
(2)Hg(OH)2=HgO+H2OHgO为黄色
(3)Cu(OH)2=CuO+H2OCuO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Cr2O
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
2Cr(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
离子和Al
共存时,怎样分离它们?
Zn
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
BaCrO4Al3+,Zn2+
NH3.H2O
Al(OH)3Zn(NH3)42+
14.在含有Cl
和CrO
离子的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液,若[Cl
]及[CrO
]均为10
mol·dm
那么谁先沉淀?
两者能否基本分离出来。
解:
KspAgCl=1.8×10-10KspAg2CrO4=2.0×10-12
=[Ag+][Cl-]=[Ag+]2[CrO42-]
故先得到AgCl沉淀
若使AgCl沉淀[Ag+]=
使Ag2CrO4沉淀[Ag+]=
故当Ag2CrO4产生沉淀时
[Cl-]=
100%=99.6%
故可基本分离
15.用H2S或硫化物设法将下列离子从它们的混合溶液中分离出来。
Hg
,Al3+,Cu2+,Ag+,Cd2+,Ba2+,Zn2+,Pb2+,Cr3+
解:
Al(OH)3、Cr(OH)3
(加盐酸)Al3+、Cr3+、Zn2+
Hg2S、CuS、Ag2S、CdS、PbS
(加浓盐酸)
Cd2+、Pb2+
(加氨水)
HgS+Hg、CuS、Ag2S
(加硝酸)Ag+、Cu2+
(Cl
)
Ba2+
16.指出下列化合物的颜色,并说明哪些是d-d跃迁,哪些是电荷跃迁引起的?
Cu(NH3)4SO4(深蓝色),[Mn(CN)6](SO4)2(深紫色),
顺式-[Co(NH3)4Cl2]Cl(紫色),反式-[Co(NH3)4Cl2]Cl(绿色),
K2[MnBr4](黄绿色),Mn(H2O)6(SO4)(浅红色),
KFe[Fe(CN)6](深蓝色),Ag2CrO4(橙红色)
BaFeO4(深红色),Na2WS4(橙色)
Au[AuCl4](暗红色),Cu[CuCl3](棕褐色)
解:
(1)深蓝色
(2)深紫色(3)紫色(4)绿色
(5)黄绿色(6)浅红色(7)深蓝色(8)橙红色
(9)洋红色(10)橙色(11)暗红色(12)棕褐色
(9),(10),(11)为电荷跃迁引起,其余皆为d-d跃迁所致。
17.根据2CrO
+2H+
Cr2O
+H2OK=10
试求在1mol·dm
铬酸钾溶液中,pH值是多少时
(1)铬酸根离子褐重铬酸根离子浓度相等;
(2)铬酸根离子的浓度占99%;
(3)重铬酸根离子的浓度占99%。
解:
(1)解:
设Cr2O72-浓度为xmol•dm-3
2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O
2xx
21
[CrO42-]=[Cr2O72-]则:
1-2x=xx=1/3mol•dm-3
得:
pH=-lg[H+]=6.76
18.把重铬酸钾溶液褐硝酸银溶液混合在一起时,析出什么沉淀?
解:
生成Ag2CrO4(砖红色)沉淀
Cr2O72-+4Ag++H2O=2Ag2CrO4↓+2H+
19.为了从溶解有20g六水合氯化铬(Ⅲ)的水溶液重快速沉淀出氯,需要75ml2mol·dm
的硝酸银溶液,请根据这些数据写出六水合氯化铬(Ⅲ)的配位式(结构式)。
解:
设结构式为[Cr(H2O)6Cl(3-x)]Clx则1mol该物可电离出xmol的Cl-
Cl-+Ag+=AgCl
0.15mol75×2×10-3mol
11
六水合氯化铬的量为:
20g/266.45g/mol=0.075mol
则:
x/1=0.15/0.075=2
即结构式为:
[Cr(H2O)6Cl]Cl2
20.为什么碱金属的重铬酸盐在水溶液重的pH<7?
解:
因为在溶液中存在2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O所以碱金属的重铬酸盐显酸性。
21.溶液的pH值怎样影响铬酸根离子、钼酸根离子和钨酸根离子的组成?
在什么介质中能够存在CO,MO,MO离子?
解:
pH降至弱酸性时CrO42-、MoO42-、WO42-会逐渐聚合成多酸根离子。
在酸性介质中。
22.根据记忆,写出从钨锰铁矿制备金属钨粉的整个反应过程。
解:
6MnWO4+6Na2CO3+O2=2Mn3O4+6Na2WO4+6CO2
Na2WO4+2HCl=H2WO4+2NaCl
H2WO4+2NH3•H2O=(NH4)2WO4+2H2O
(NH4)2WO4=2NH3↑+WO3+H2O
WO3+3H2=W+3H2O
23.利用标准电极电势,判断下列反应的方向:
6MNO
+10Cr
+11H2O
5Cr2O
+6Mn2++22H+
解:
EθMnO4-,Mn2+=1.51V
EθCr2O72-,Cr3+=1.33V
EθMnO4-,Mn2+>EθCr2O72-,Cr3+
故反应向右进行
24.试求下列反应的平衡常数,并估计反应是否可逆
MnO
+5Fe2++8H+
Mn2++5Fe3++4H2O
解:
EθMnO4-,Mn2+=1.51V
EθFe3+,Fe2+=0.771V
LgK=
得:
K=4.24×1062故反应不可逆
25.用二氧化锰作原料,怎样制备:
(1)硫酸锰;
(2)锰酸钾;(3)高锰酸钾。
解:
MnO2+H2SO4+H2O2=MnSO4+O2↑+2H2O
2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O
2K2MnO4+Cl2=2KMnO4+2KCl
26.根据下列电势图
MnO
MnO2
Mn
IO
I2
I
写出当溶液的PH=0时,在下列条件下,高锰酸钾和碘化钾反应的方程式:
(1)碘化钾过量;
(2)高锰酸钾过量。
解:
(1)2MnO4-+10I-+16H+=2Mn2++5I2+8H2O
(2)6MnO4-+5I-+18H+=6Mn2++5IO3-+9H2O
27.什么是同多酸和杂多酸?
写出仲酸铵,12—钨磷酸钠的分子式。
绘图表示仲钼酸根,12—钨磷酸根的结构。
解:
同多酸:
若干水分子和二个以上同类酸酐组成的酸
杂多酸:
若干水分子和二个以上不同类酸酐组成的酸
仲钼酸铵:
(NH4)6(Mo7O24)
12-钨磷酸钠Na3[P(W12O40)]
28.称取10.00g含铬和锰的刚样,经适当处理后,铬和锰被氧化为Cr2O
和MnO
的溶液,共250.0cm3。
精确量取上述溶液10.00cm3,加入BaCl2溶液溶液并调节酸度使铬全部沉淀下来,得到0.0549gBaCrO4。
另取一份上述溶液10.00cm3,在酸性介质中用Fe2+溶液0.075mol·dm-3)滴定,用去15.95cm3。
计算刚样铬和锰的质量分数。
解:
Cr%=
%
Mn%=
=1.50%
29.某溶液1dm3,其中含有KHC2O4·H2C2O4·2H2O50.00g。
有一KMnO4溶液40.00cm3可氧化若干体积的该溶液,而同样这些体积的溶液刚好30.00cm3的0.5mol·dm-3NaOH溶液。
试求:
(1)该溶液的C2O
离子和H+的浓度;
(2)KMnO4溶液的浓度(mol·dm-3)。
解:
(1)nH+=nOH
=0.5×0.03=0.015mol
[H+]=0.015mol/L
(2)被30Ml0.5NNaOH溶液中和的KHC2O4•2H2O质量为:
W=n×M=30×0.5×10-3×254.2/3
=1.271g
被40mLxmol•dm-3KMnO4溶液氧化的KHC2O4•2H2O的质量为:
W=40•x•254.2/4×10-3=2.542xg
两者相等:
1.271g=2.542xg
得:
[MnO4-]=0.50mol•dm-3
30.根据物质的标准生成热,求算下列反应的热效应
(NH4)2Cr2O7(s)
N2
(g)+C2O3(g)+H2O
(g)
已知:
△H
=-1807.49K·moi-1
△H
=-1129.68K·moi-1
△H
=-97.49K·moi-1
解:
∆H=-∆H(NH4)2Cr2O7+4∆HH2O+∆HCr2O3
=-(-1807.49)+4×(-97.49)+(-1129.68)
=287.85KJ•mol-1