无机及分析化学答案全南京大学第四版.docx
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无机及分析化学答案全南京大学第四版
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第8章习题答案
1.命名下列配合物:
(1)K2[Ni(CN)4]
(2)(NH4)2[FeCl5(H2O)]
(3)[Ir(ONO)(NH3)5]Cl2(4)Na2[Cr(CO)5]
解:
(1)四氰根合镍(Ⅱ)酸钾
(2)五氯•一水合铁(III)酸铵
(3)二氯化亚硝酸根•五氨合铱(III)
(4)五羰基合铬(-Ⅱ)酸钠(参考P172)
2.写出下列配合物(配离子)的化学式?
(1)硫酸四氨合铜(Ⅱ)
(2)四硫氰•二氨合铬(III)酸铵
(3)二羟基•四水合铝(III)离子(4)二苯合铬(0)
解:
(1)[Cu(NH3)4]SO4
(2)(NH4)[Cr(NH3)2(SCN)4]
(3)[Al(H2O)4(OH-)2]+(4)[Cr(C6H6)2]
6.试用价键理论说明下列配离子的键型(内轨型或外轨型)、几何构型和磁性大小。
(1)[Co(NH3)6]2+
(2)[Co(CN)6]3-
解:
(1)Co最外层价电子排布为:
27Co:
3d74s2
Co2+的最外层价电子排布为:
27Co2+:
3d74s0
[][][][][][][][][][][][][][]
3d74S04P04d0
[][][][][][][][][][][][][][]
SP3d2杂化、成键,形成[Co(NH3)6]2+
因为:
形成[Co(NH3)6]2+时用的是Co2+最外层4S、4P、4d空轨道以SP3d2杂化、成键,而且中心离子Co2+形成配离子的前后单电子数没变,所以:
该[Co(NH3)6]2+配合离子是外轨型,SP3d2杂化,几何构型为正八面体。
因为:
以SP3d2杂化、成键形成[Co(NH3)6]2+后,具有3个单电子,所以:
[Co(NH3)6]2+的磁矩为:
,因为具有单电子分子是顺磁性分子,无单电子分子是抗磁性分子,所以形成[Co(NH3)6]2+后,具有3个单电子,[Co(NH3)6]2+是顺磁性分子。
(2)Co最外层价电子排布为:
27Co:
3d74s2
Co3+的最外层价电子排布为:
27Co3+:
3d64s0
[][][][][][][][][]
3d64S04P0
[][][][][][][][][]
d2SP3杂化、成键,形成[Co(CN)6]3-
因为:
形成[Co(CN)6]3-时用的是Co3+内层d轨道,即(n-1)层d轨道与nS、nP空轨道以d2SP3杂化、成键,而且中心离子Co3+形成配合离子前有4个单电子,形成配合离子后没有单电子,中心离子Co3+形成配合离子前、后内层电子发生了重新排布,所以:
该[Co(CN)6]3-配合离子是内轨型,d2SP3杂化,几何构型为正八面体。
因为:
以d2SP3杂化、成键形成[Co(CN)6]3-后,没有单电子,所以:
[Co(CN)6]3-的磁矩为:
,因为具有单电子分子是顺磁性分子,无单电子分子是抗磁性分子,所以形成[Co(CN)6]3-后,没有单电子,[Co(CN)6]3-是抗磁性分子。
7.有两个化合物A和B具有同一化学式:
Co(NH3)3(H2O)2ClBr2.在一干燥器中,1molA很快失去1molH2O,但在同样条件下,B不失去H2O。
当AgNO3加入A中时,1molA沉淀出1molAgBr,而1molB沉淀出2molAgBr。
试写出A和B的化学式。
解:
∵在干燥器中,1molA很快失去1molH2O,但在同样条件下,B不失去H2O知,说明A中的H2O是外配位体,而B中的水是内配位体。
当AgNO3加入A溶液中时,1molA沉淀出1molAgBr,而1molB沉淀出2molAgBr,说明1molA中外配体为1molBr-,而1molB中外配体为2molBr-。
因此它们的化学式分别为:
A的化学式为:
[Co(NH3)3(H2O)ClBr]Br•H2O
B的化学式为:
[Co(NH3)3(H2O)2Cl]Br2
17:
在50mL0.10mol•L-1AgNO3溶液中加入密度为0.93g•cm-3、质量分数为0.182的氨水30mL后,加水冲稀到100mL,求算溶液中Ag+,[Ag(NH3)2]+和NH3的浓度是多少?
已配位在[Ag(NH3)2]+中的Ag+,占Ag+总浓度百分之几?
解:
溶液稀释后,AgNO3溶液的浓度为:
NH3的浓度为:
显然,NH3大大过量,故可认为全部的Ag+都已生成[Ag(NH3)2]+,
+
c始(mol•L-1):
0.0503.00
c终(mol•L-1):
03.0-2×0.050=2.900.050
c平(mol•L-1):
x2.90+2x≈2.900.050-x≈0.050
∵很大,∴x很小,可近似处理:
2.90+2x≈2.90;0.050-x≈0.050
∴
∴x=cAg+=3.670×10-10≈3.7×10-10(mol•L-1)
=0.050-x=0.050-3.7×10-10≈0.050(mol•L-1)
=2.90+2x=2.90+2×(3.7×10-10)≈2.9(mol•L-1)
已配位的Ag+约占总浓度Ag+的100%。
(也可计算:
)(8个9)
答:
溶液中Ag+浓度为3.7×10-10mol•L-1。
[Ag(NH3)2]+浓度约为0.050mol•L-1。
NH3浓度约为2.9mol•L-1。
已配位的Ag+约占总浓度Ag+的100%。
19.欲将14.3mgAgCl溶于1.0mL氨水中,问此氨水溶液的总浓度至少应为多少?
解:
14.3mgAgCl溶于1.0mL氨水中的浓度:
∵++
++
c始(mol•L-1):
0.1000
c终(mol•L-1):
0-2×0.100.100.10
c平(mol•L-1):
x0.10-x≈0.100.10-x≈0.10
∵=很大,∴x很小,可近似处理,0.10-x≈0.10
∴=
答:
氨水溶液的总浓度至少应为2.2mol•L-1。
21.已知Zn2++2e-=Zn,,求算[Zn(CN)4]2-+2e-=Zn+4CN-的。
解:
第一种解法:
∵生成[Zn(CN)4]2-后比更小,∴为正极。
又∵(见书P458;附录十二)
∴
第二种解法:
答:
[Zn(CN)4]2-+2e-=Zn+4CN-的为-1.259V。
第九章s区元素
5.为什么碱金属氯化物的熔点
NaCl﹥KCl﹥RhCl﹥CsCl?
而碱土金属氯化物的熔点
MgCl2﹤CaCl2﹤SrCl2﹤BaCl2?
前者阳离子电荷小,极化力弱,主要比较晶格能;
而后者阳离子电荷大,极化力较强,比较极化作用
6.锂、钠、钾在氧气中燃烧生成何种氧化物?
各氧化物与水反应情况如何?
分别生成Li2O、Na2O2、KO2;
Li2O+H2O〓2LiOH
Na2O2+2H2O(冷水)〓H2O2+2NaOH
2Na2O2+2H2O(热水)〓O2+4NaOH
2KO2+2H2O〓H2O2+2KOH+O2
8.比较下列性质的大小
⑴与水反应的速率:
MgO﹤BaO
⑵溶解度:
CsI﹤LiI;CsF﹥LiF;LiClO4﹥KClO4
⑶碱性的强弱:
Be(OH)2﹤Mg(OH)2﹤Ca(OH)2﹤NaOH)
⑷分解温度:
K2CO3﹥Na2CO3﹥MgCO3﹥NaHCO3
⑸水合能:
Be2+﹥Mg2+﹥Na+﹥K+
9.解释下列事实
⑴卤化锂在非极性溶剂中的溶解度大小的顺序为
LiI﹥LiBr﹥LiCl﹥LiF(LiI电负性差小,极性小)
⑵虽然电离能I(Li)﹥I(Na),但E⊖(Li+/Li)﹤(Na+/Na)。
(Li+水合能大)。
⑶虽然E⊖(Li+/Li)﹤(Na+/Na),但锂与水反应不如与
水反应钠激烈。
(Li熔点高,LiOH溶解度小)。
⑷锂的第一电离能小于铍的第一电离能,但锂的第
二电离能却大于铍的第二电离能。
(内层难电离)。
10.利用什么性质可以区分下列化合物?
⑴Be(OH)2Mg(OH)2
碱性、溶解度。
⑵BeCO3MgCO3
热稳定性。
⑶LiFKF
水溶性。
1.完成下列反应方程式
⑴5KBr+KBrO3+3H2SO4〓3Br2+3K2SO4+3H2O
⑵AsF5+4H2O〓H2AsO4+5HF
⑶OCl2+H2O〓2HClO
⑷3Cl2+6NaOH(热)〓NaClO3+5NaCl+3H2O
⑸Br2+2NaOH(冰水)〓NaBr+NaBrO+H2O
3.Br2能从I-溶液中取代出I,但I2又能从KBrO3溶液
中取代出Br2,这两种实验事实有无矛盾?
为什么?
Br2+2I-〓2Br-+I2
E⊖(Br2/Br-)﹥(I2/I-)
2KBrO3+5I2〓2KIO3+5Br2
E⊖(BrO3-/Br2)﹥(IO3-/I2)
不矛盾。
4.将Cl2不断地通入KI溶液中,为什么开始时溶液
呈黄色,继而有棕色沉淀产生,最后又变成无色
溶液?
开始时Cl2+2I-〓2Cl-+I2
I2在水溶液中呈棕红色,由浅至深,I2多产生
沉淀;
最后5Cl2+I2〓2IO3-+10Cl-
6.比较下列性质的大小
⑴键能:
F—F﹤Cl—Cl
⑵电子亲合能:
F﹤Cl
⑶酸性:
HI﹥HCl
⑷热稳定性:
HI﹤HCl
⑸水中溶解度:
MgF2﹤MgCl2
⑹氧化性:
HClO﹥HClO4
7.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,并加入少量固体Na2SO3于B溶液,
则蓝色又出现;当Na2SO3过量时,蓝色又褪去成
无色溶液C;再加NaIO3溶液兰色又出现。
指出
A、B、C各为何物?
并写出各步的反应方程式。
ClO-(少量)+2I-+2H2O〓I2(A)+Cl-+2OH-
I2+5ClO-(过量)+2OH-〓2IO3-(B)+5Cl-+H2O
2IO3-+5SO32-(少量)+2H+〓I2+5SO42-+H2O
I2+SO32-(过量)+H2O〓SO42-+2I-(C)+2H+
IO3-+5I-+6H+〓3I2+3H2O
8.完成下列反应方程式
⑴Na2SO3+2Na2S+6HCl〓3S+6NaCl+3H2O
⑵H2SO3+Br2+H2O〓H2SO4+2HBr
⑶2Na2S2O3+I2+H2O〓Na2S4O6+2NaI
⑷2HNO3(稀)+3H2S〓3S+2NO+4H2O
⑸2H2SO4(浓)+S〓3SO2+2H2O
⑹2Mn2++5S2O82-+8H2O〓2MnO4-+10SO42-+16H+
⑺2MnO4-+5H2O2+6H+〓2Mn2++5O2+8H2O
9.试解释
⑴为何氧单质以O2形式而硫单质以S8形式存在?
比较原子半径和键能大小。
⑵为何亚硫酸盐溶液中往往含有硫酸盐?
SO32-被空气中O2氧化。
⑶为何不能用HNO3与FeS作用来制取H2S?
HNO3氧化S2-。
⑷为何H2S通入MnSO4溶液中得不到Mn2S沉淀?
若向溶液中加入一定量氨水,就有Mn2S沉淀生成?
Mn2S溶于稀酸。
11.将下列酸按强弱的顺序排列
HMnO4HBrO3HIO3H3PO4H3AsO4H6TeO6
12古代人常用碱式碳酸铅2PbCO3•Pb(OH)2(俗称
铅白)作白色颜料作画,这种画长期与空气接触
受空气中H2S的作用而变灰暗。
用H2O2溶液涂抹
可使古画恢复原来的色彩。
使用化学方程式指出
其中的反应。
PbS+4H2O2〓PbSO4+4H2O
14.试用简便的方法鉴别
Na2S、Na2SO3、Na2SO4、Na2S2O3
加酸生成:
H2S,SO2,无现象,SO2+S
15.有一瓶白色粉末状固体,它可能是…,鉴别。
Na2CO3和Na2SO4:
加BaCl2和HCl
NaCl和NaBr:
加AgNO3
NaNO3:
棕色环实验,加浓H2SO4和FeSO4
16.完成下列反应方程式
⑴2Na(s)+2NH3(l)〓2NaNH2+H2
⑵3Cl2(过量)+NH3〓NCl3+3HCl(不过量为N2)
⑶(NH4)2Cr2O7(加热)〓N2+Cr2O3+4H2O
⑷2HNO3+S〓2NO+H2SO4
⑸4Fe+10HNO3(极稀)〓4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O
⑹2Zn(NO3)2(加热)〓2ZnO+2NO2+O2
⑺Pt+4HNO3+18HCl〓3H2[PtCl6]+4NO+8H2O
⑻NO3-+3Fe2++4H+〓3Fe3++NO+2H2O
⑼As2S3+6NaOH〓Na3AsS3+Na3AsO3+3H2O
⑽Sb2S3+3Na2S〓2Na3SbS3
17.解释下列事实
⑴N2很稳定,可用作保护气;而磷单质白磷却很活泼,在空气中可自燃。
N≡N三键稳定;白磷分子存在张力,不稳定。
⑵浓氨水可检查氯气管道是否漏气。
2NH3+3Cl2〓N2+6HCl(HCl+NH3〓NH4Cl)
⑶NaBiO3是很强的氧化剂,而Na3AsO3是较强的还原剂。
Bi(Ⅴ)惰性电子对效应,而Na3AsO4较稳定。
⑷氮族元素中有PCl5,AsCl5,SbCl5,却不存在NCl5,BiCl5。
N的最大配位数为4,Bi(Ⅴ)不稳定。
18.用简便的方法鉴定下列各组物质
⑴NO3-和NO2-:
酸性条件加KMnO4(或KI)
⑵H3PO4和H3PO3:
酸性条件加KMnO4(或Ag+)
⑶Na2HPO4和NaH2PO4:
测pH值或加CaCl2
⑷Na3AsO4和Na3AsO3:
酸性条件加KMnO4(或KI)
22.有一钠盐A,将其灼烧有气体B放出,留下残余
物C。
气体B能使带有火星的木条复燃。
残余物C
可溶于水,将该水溶液用H2SO4酸化后,分成两
份:
一份加几滴KMnO4溶液,KMnO4褪色;另
一份加几滴KI—淀粉溶液,溶液变蓝色。
问A、
B、C为何物?
并写出各有关的反应式。
A、B、C分别为NaNO3、O2、NaNO2
2NaNO3(灼烧)〓2NaNO2+O2↑
5HNO2+2MnO4-+H+〓5NO3-+2Mn2++3H2O
2HNO2+2I-+2H+〓2NO↑+I2+2H2O
23.完成下列反应方程式
⑴SiO2+4HF〓SiF4+H2O
⑵Sn(OH)2+NaOH〓NaSn(OH)3
⑶Na2SiO3+2NH4Cl〓H2SiO3+2NaCl+2NH3
⑷Pb3O4+8HCl(浓)〓3PbCl2+Cl2+4H2O
⑸SnCl2+2HgCl2〓Hg2Cl2+SnCl4
⑹SnS+Na2S2〓Na2SnS3
24.试举出下列物质两种等电子体
CO:
N2CN-
CO2:
N2ONO2+
ClO4-:
SO42-PO43-
25.写出Na2CO3溶液与下列几种盐反应的方程式
⑴BaCl2+Na2CO3〓BaCO3+2NaCl
⑵2MgCl2+2Na2CO3+H2O
〓Mg2(OH)2CO3+CO2+4NaCl
⑶2Pb(NO3)2+2Na2CO3+H2O
〓Pb2(OH)2CO3+CO2+4NaNO3
⑷2AlCl3+3Na2CO3+3H2O
〓2Al(OH)3+3CO2+6NaCl
26.比较下列性质的大小
⑴氧化性:
SnO2﹤PbO2
⑵碱性:
Sn(OH)2﹤Pb(OH)2
⑶分解温度:
PbCO3﹤CaCO3
⑷溶解度:
Na2CO3﹥NaHCO3
⑸化学活性:
-锡酸﹥-锡酸
28.某红色固体粉末A与HNO3反应得黑色沉淀B。
将沉淀过滤后,在滤液中加入K2Cr2O7溶液,
得黄色沉淀C。
在滤液B中加入浓盐酸,则有气
体D放出,此气体可使KI—淀粉试纸变蓝。
问A、
B、C、D为何物?
并写出各有关的反应方程式。
A、B、C、D分别为Pb3O4、PbO2、PbCrO4、Cl2
Pb3O4+4HNO3〓2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O
2Pb(NO3)2+K2Cr2O7+H2O
〓2PbCrO4+2HNO3+2KNO3
PbO2+4HCl(浓)〓PbCl2+Cl2+2H2O
Cl2+2I-〓2Cl-+I2
29.写出下列反应方程式
⑴B2H6在空气中燃烧
B2H6+3O2〓B2O3+3H2O
⑵B2H6通入水中
B2H6+6H2O〓2H3BO3+6H2
⑶固体Na2CO3同Al2O3一起熔融,然后将打碎的熔块放在水中,产生白色乳状沉淀。
Na2CO3+Al2O3+4H2O〓2Al(OH)3+CO2+2NaOH
⑷铝和热浓NaOH溶液作用放出气体
2Al+2NaOH+6H2O〓2Na[Al(OH)4]+3H2
⑸铝酸钠溶液中加入NH4Cl,有氨气放出,溶液有白色乳状沉淀。
Na[Al(OH)4]+NH4Cl〓Al(OH)3+NH3+NaCl+H2O
30.设计最简便的方法,鉴别下列各组物质
⑴纯碱和烧碱:
Na2CO3+BaCl2→BaCO3↓
⑵石灰石和石灰:
CaCO3+HCl→CO2↑
⑶硼砂和硼酸:
测pH值或比较水溶性(硼酸在冷水中不溶)
⑷明矾和泻盐(MgSO4•7H2O)
加过量的NaOH溶液,前者溶。
第十章ds区元素3.解释下列现象并写出反应式
⑴埋在湿土中的铜线变绿:
2Cu+O2+CO2+H2O〓Cu2(OH)2CO3
⑵银器在含H2S的空气中发黑:
4Ag+2H2S+O2〓+2Ag2S+2H2O
⑶金不溶于浓HCl或HNO3中,却溶于此两种酸的混合液中:
Au+4HCl+HNO3〓H[AuCl4]+NO+2H2O
6.用适当的方法区别下列物质
⑴镁盐和锌盐:
加过量NaOH或NH3•H2O
⑵AgCl和Hg2Cl2:
加过量NH3•H2O
⑶升汞和甘汞:
测水溶性或加NH3•H2O、SnCl2(颜色不同)
⑷锌盐和铝盐:
加过量的NH3•H2O
8.碱能否分别与Cu2+、Ag+、Zn2+、Hg2+和Hg22+反应?
若能反应,试指出反应产物及现象。
⑴Cu2++2OH-〓Cu(OH)2
⑵Ag++2OH-〓Ag2O+H2O
⑶Zn2++2OH-〓Zn(OH)2
Zn2++4OH-(过量)〓[Zn(OH)4]2+
⑷Hg2++2OH-〓HgO+H2O
⑸Hg22++2OH-〓HgO+Hg+H2O
9.氨水能否分别与Cu2+、Ag+、Zn2+、Hg2+和Hg22+反应?
若能反应,试指出产物及现象。
⑴Cu2++4NH3〓[Cu(NH3)4]2+
⑵Ag++2NH3〓[Ag(NH3)2]+
⑶Zn2++4NH3〓[Zn(NH3)4]2+
⑷HgCl2+2NH3〓Hg(NH2)Cl↓+NH4Cl
⑸Hg2Cl2+2NH3〓Hg(NH2)Cl↓+Hg↓+NH4Cl
10.I-能否分别与Cu2+、Ag+、Zn2+、Hg2+和Hg22+反应?
若能反应,试指出产物及现象。
⑴2Cu2++4I-〓2CuI↓+I2→CuI2-(I-过量)
⑵Ag++I-〓AgI↓→AgI2-(I-过量)
⑶ZnI2易溶
⑷Hg2++2I-〓HgI2↓→HgI42-(I-过量)
⑸Hg22++2I-〓HgI2↓+Hg
HgI42-(I-过量)
11.完成下列反应方程式
⑴2HgCl2+SnCl2〓Hg2Cl2+SnCl4
⑵Cu(OH)2+2OH-〓[Cu(OH)4]2+
2[Cu(OH)4]2++C6H12O6
〓Cu2O↓+C6H12O7+2OH+4H2O
2Cu(OH)2+C6H12O6+2OH-〓Cu2O↓+C6H12O7+4H2O
⑶3HgS+12HCl+2HNO3
〓3H2[HgCl4]+3S+4NO+4H2O
⑷AgBr+2Na2S2O3〓Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr
⑸Cu2O+H2SO4〓CuSO4+Cu+H2O
13.试用简便方法将下列混合离子分离
⑴Ag+和Cu2+:
加HCl
⑵Zn2+和Mg2+:
加NaOH
⑶Zn2+和Al3+:
加NH3•H2O
⑷Hg2+和Hg22+:
加HCl
14.试用简便方法将下列混合物分离
⑴AgCl和AgI:
加NH3•H2O
⑵HgCl2和Hg2Cl2:
加H2O
⑶HgS和HgI2:
加KI
⑷ZnS和CuS:
加HCl(稀)
17.有一白色硫酸盐A,溶于水得蓝色溶液。
在此溶液中加入NaOH得浅蓝色沉淀,加热B变成黑色物质C。
C可熔于H2SO4,在所得的熔于中逐渐加入KI,先有棕色沉淀D析出,后又变成红棕色溶液E和白色沉淀F。
问A、B、C、D、E、F各为何物?
写出有关反应式。
A、B、C、D、E、F分别为
CuSO4、Cu(OH)2、CuO、I2、I3-、CuI
CuSO4+2NaOH〓Cu(OH)