课程习题


    

第十一章

 

11-1 用氧化数法配平下列方程式。

( 1 ) KClO 3 → KClO 4 + KCl

( 2 ) Ca 5 (PO 4 )F + C + SiO 2 → CaSiO 3 + CaF 2 + P 4 + CO
( 3 ) NaNO 2 + NH 4 Cl → N 2 + NaCl + H 2 O
( 4 ) K 2 Cr 2 O 7 + FeSO 4 + H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4 ) 3 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + H 2 O
( 5 ) CsCl + Ca → CaCl 2 + Cs ↑

11-2 将下列水溶液化学反应的方程式先改写为离子方程式,然后分解为两个半反应式(答案见附表电极电势表):

( 1 ) 2H 2 O 2 =2H 2 O + O 2

( 2 ) Cl 2 + 2H 2 O=HCl + HClO

( 3 ) 3Cl 2 + 6KOH=KClO 3 + 5KC + 3H 2 O
( 4 ) 2KMnO 4 + 10FeSO 4 + 8H 2 SO 4 =K 2 SO 4 + 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + 5MnSO 4 + 8H 2 O
( 5 ) K 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 O 2 + 4H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3O 2 + 7H 2 O

11-3 用半反应法(离子 - 电子法)配平下列方程式:

( 1 ) K 2 Cr 2 O 7 + H 2 S + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + S + H 2 O

( 2 ) MnO 4 2- + H 2 O 2 → O 2 + Mn 2- ( 酸性溶液 )
( 3 ) Zn + NO 3 - + OH - → NH 3 + Zn(OH) 4 -
( 4 ) Cr(OH) 4 2- + H 2 O 2 → CrO 4 2-
( 5 ) Hg + NO 3 - + H + → Hg 2 2+ + NO

11-4 将下列反应设计成原电池,用标准电极电势判断标准下电池的正极和负极,电子传递的方向,正极和负极的电极反应,电池的电动势,写出电池符号。

( 1 ) Zn + 2Ag + = Zn 2+ + 2Ag g

( 2 ) 2Fe 3+ + Fe + =3 Fe 2+
( 3 ) Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2

(4)H 2 + Cl 2 =2HCl
( 5 ) 3I 2 + 6KOH=KIO 3 + 5KI + 3H 2 O

11-5 写出下列各对半反应组成的原电池的电极反应电池符号 ,并计算标准电动势。

( 1 ) Fe 3+ +е - = Fe 2+ ;I 2 + 2 е - =2I -

( 2 ) Cu 2+ + I - +е - = CuI 2 ; I 2 + 2 е - =2I -

( 3 ) Zn 2+ + 2 е - = Zn;2H + + 2 е - =H 2
( 4 ) Cu 2+ + 2 е - = Cu;2H + + 2 е - =H 2
( 5 ) O 2 + 2H 2 O + 4 е - =4OH - ;2H 2 O + 2 е - = H 2 + 2OH -

11-6 以标准电极电势举例来说明以下说法并非一般规律:元素的氧化态越高,氧化性就越强。元素的氧化态越低还原性就越强。氧化剂得到电子越多(氧化态降得越低)氧化性越强。还原剂失去电子越多(氧化态升得越高)还原性越强。(提示:考察氮的氧化物和含氧酸之类的价态变化丰富的半反应)。

11-7 通过计算说明,对于

半反应 H + (10 -4 mol · l -1 ) +е - = 1 ∕ 2 H 2 (g0.01bar) 和

半反应 2H + (10 -4 mol · l -1 ) + 2 е - = H 2 (g0.01bar)

电极电势是相等的。

11-8 氧化还原滴定的指示剂在滴定终点时因与滴定操作溶液发生氧化还原反应而变色。为选择用重铬酸钾滴定亚铁溶液的指示剂,请计算出达到滴定终点 (「 Fe 2+ =10 -5 mol · l -1 」 , 「 Fe 3+ =10 -2 mol · l -1 」)时 Fe 3+ +е - = Fe 2+ 的电极电势,由此估算指示剂的标准电极电势应为多大。

11-9 用能斯特方程计算来说明,使 Fe + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 的反应逆转是否有现实的可能性?

11-10 用能斯特方程计算与二氧化锰反应得到氯气的盐酸在热力学理论上的最低浓度。

11-11 用能斯特方程计算电对 H 3 A S O 4 ∕ H 3 A S O 3 在 pH= 0 , 2 , 4 , 6 , 8 ,9 时的电极电势,用计算的结果绘制 pH - 电势图,并用该图判断反应

H 3 A S O 4 + 2I - + 2H + = H 3 A S O 3 + I 2 + H 2 O

在不同酸度下的反应方向。

 

11-12 利用半反应 2H + + 2 е - =H 2
的标准电极电势和醋酸的电离常数计算半反应的标准电极电势。

2HA C + 2 е - =H 2 + 2A C -

11-13 利用半反应 Cu 2+ + 2 е - = Cu 和 Cu(NH 3 ) 2+ 4 + 2 е - = Cu + 4NH 3 的标准电极电势( -0.065V ) 计算配合反映 Cu 2+ + 4NH 3 = Cu(NH 3 ) 2+ 4 的平衡常数。

11-14 利用半反应 Ag + +е - = A g 和 AgCl 的溶度积计算半反应 AgCl +е - = Ag + Cl - 的标准电极电势。

11-15 利用水的离子积计算碱性溶液中的半反应 2H 2 O + 2 е - = H 2 + 2OH -
的标准电极电势。

11-16 利用附表电极电势标准设计一个原电池推导 H 2 S 的电离常数。

11-17 利用 Cr 2 O 7 2- + H 2 O=2CrO 4 2- + 2H +

的 K=10 14 和 Ag 2 CrO 4 的溶度积以及 Ag + +е - = Ag 的标准电极电势求 2 Ag 2 CrO 4 + 2H + -4 е - =4 Ag + + Cr 2 O 7 2- + H 2 O 的标准电极电势。

11-18 由标准自由能计算 Cl 2 (g) + 2 е - =2 Cl – (aq) 的标准电极电势。

11-19 由 Cu 2+ + 2 е - = Cu 和 Cu + +е - = Cu 的标准电极电势求算 Cu 2+ +е - = Cu + 的标准电极电势。

11-20 由 MnO 4 - + 4H + + 3 е - = MnO 2 + 2H 2 O 和 MnO 4 - +е - = MnO 4 2- 的标准电极电势以及水的离子积求 MnO 4 2- + 2H 2 O + 2 е - = MnO 2 + 4OH -
的标准电极电势。

11-21 写出以 K 2 CO 3 熔融盐为电解质的氢氧燃料电池的电极反应和电池反应。(注:在该电解质中不存在游离的 O 2- 和 HCO 3 - ,为使电解质溶液的组成保持稳定,需在空气中添加一种物质,这种物质是电池放出的反应产物)。

11-22 碱性银锌可充电干电池的氧化剂为 Ag 2 O ,电解质为 KOH 水溶液,试写出它的电极反应和电池反应。

11-23 为什么检测铅蓄电池电解质硫酸的浓度可以确定蓄电池充电是否充足?铅蓄电池充电为什么会放出气体?什么气体?

11-24 光合作用发生的总反应是:

6CO 2 (g) + H 2 O(l) → C 6 H 12 O 6 (g) + 6O 2 (g)

在 25 ℃ 下反应的 ⊿ H = 2.816 × 10 6 J · mol -1 , ⊿ S = -182J · mol -1 。假设反应的产物可以设计成一个原电池,在电池上氧气和葡萄糖分别被还原和氧化成水和二氧化碳。这样,我们可以通过光化合反应的正逆两个反应把光能转化为电能了。

•  求原电池的电动势。

•  为使上列光合反应发生需要多少摩 500nm 的光子?

•  用一个边长 10m 的充满绿藻的正方形游泳池里发生的光合作用的产物来发电,平均 1cm -3 的面积可产生 1ma 电流,求电池产生电流的功率。

11-25 通常用电解铬酸溶液的方法镀铬。电解槽的阴极是欲镀铬的物体,阳极是惰性金属,电解液是含铬酐 0.230 ㎏· dm -3 ,体积 100 dm 的水溶液。电解时使用了 1500A 电流通电 ,阴极的质量增加了 0.679 ㎏ ,阴极和阳极放出的气体的体积比 V C ∕ V A (体积是在相同条件下测定的)。问:( 1 )沉积出 0.679 ㎏ 铬耗用的电量是总用电量的百分之几?阴极和阳极放出的气体在标准状态( STP )下的体积比。( 2 )阴极和阳极放出气体的反应的电流效率分别多大?若发现你计算出的数据和题面给出的数据有差别,试解释这是你由于未考虑电镀时发生的什么过程的缘故?写出电解的总反应。若有可能,纠正你原先的计算。

11-26 久置空气中的银器会变黑,经分析证实,黑色物质是 A g2 S 。通过计算说明,考虑热力学趋势,以下哪一反应的可能性更大?

Ag + H 2 S = Ag 2 S + H 2

Ag + H 2 S + O 2 = Ag 2 S + H 2 O

11-27 高铁电池是正在研制中的可充电干电池,其设计图如图 11-10 所示:负极材料是 Zn ,氧化产物是 Zn(OH) 2 ,正极材料是 K 2 FeO 4 (易溶盐),还原产物是 Fe(OH) 3 ,电解质溶液是 KOH 水溶液,写出电池反应和电极反应。附图的电池放电曲线说明该电池与通常的碱性电池相比有什么优点?

11-28 解释如下现象:

( 1 )镀锡的铁,铁先腐蚀,镀锌的铁,锌先腐蚀。
( 2 )锂的电离势和升华热都比钠大,为什么锂的电极电势比钠更小(在金属活动顺序表中更远离氢)?
( 3 )铜和锌在元素周期系里是邻居,然而它们在金属活动顺序中的位置却相去甚远,试通过波恩 - 哈伯循环分析铜和锌的电极电势相差这么大主要是由什么能量项决定的。
( 4 )有人说,燃料电池是“一种通过燃烧反应使化学能直接转化为电能的装置”。这种说法正确吗?说明理由。燃料电池的理论效率有可能超过 100 % 吗?燃料电池
( 5 )铁能置换铜而三氯化铁能溶解铜。
( 6 ) ZnO 2 2- { 即 Zn(OH) 4 2- } 的碱性溶液能把铜转化为 Cu(OH) 4 2- 而把铜溶解。
( 7 )将 MnSO 4 溶液滴入 KMnO 4 酸性溶液得到 MnO 2 沉淀 。
( 8 ) Cu + (aq) 在水溶液中会歧化为 Cu 2+ (aq) 和铜。
( 9 ) Cr 2+ (aq) 在水溶液中不稳定,会与水反应。
( 10 )将 Cl 2 水(溶液)滴入 I - 、 B r - 的混合溶液,相继得到的产物是 I 2 、 HIO 3 和 B r2 ,而不是 I 2 、 B r2 和 HIO 3 。

11-29 以 M 代表储氢材料, MH 为负极材料, KOH 为电解质,写出镍氢电池的电极反应和电池反应。(注:镍电极上的反应参考镍镉电池)。

11-30 如若甘汞电极的电极电势为零,氧的电极电势多大?

 

 

第 12 章配位平衡

12-1 在 1L 6mol/L 的 NH 3 水中加入 0.01 mol 固体 CuSO 4 ,溶解后加入 0.01mol 固体 NaOH ,铜氨络离子能否被破坏?( K 稳 SCN [Cu ( NH 3 ) 4 2+ ]=2.09 × 10 13 , K SP [Cu(OH) 2 ]=2.2 × 10 -20 )

 

12-2 当少量 NH 4 SCN 和少量 Fe 3+ 同存于溶液中达到平衡时,加入 NH 4 F 使 [F - ]=[SCN - ]=1mol/L -1 , 问此时溶液中 [FeF 6 3- ] 和 [Fe(SCN) 3 ] 浓度比为多少?( K 稳 Fe[SCN] 3 =2.0 × 10 3 , K 稳 [FeF 6 ]=1 × 10 16 )

12-3 在理论上,欲使 1 × 10 -5 mol 的 AgI 溶于 1cm 3 氨水,氨水的最低浓度应达到多少?事实上是否可能达到这种浓度?( K 稳 [Ag(NH 3 ) 2 + ]=1.12 × 10 7 ;Ksp(AgI)=9.3 × 10 -17 )

12-4 通过配离子稳定常数和 Zn 2+ / Zn 和 Au + /Au 的电极电势计算出 Zn(CN) 4 2- /Zn 和 Au(CN) 2 - /Au ,说明提炼金的反应: Zn + 2 Au(CN) 2 - = Zn(CN) 4 2- + 2Au 在热力学上是自发的。

 

12-5 为什么在水溶液中 Co 3+ (aq) 离子是不稳定的,会被水还原而放出氧气,而 3+ 氧化态的钴配合物,例如 Co(NH 3 ) 6 3+ ,却能在水中稳定存在,不发生与水的氧化还原反应?通过标准电极电势作出解释。(稳定常数: Co(NH 3 ) 6 2+ 1.38 × 10 5 ; Co(NH 3 ) 6 3+ 1.58 × 10 35 . 标准电极电势: Co 3+ /Co 2+ 1.808V,O 2 /H 2 O1.229V,O 2 /OH - 0.401V;K b (NH 3 )=1.8 × 10 -5 )

 

12-6 欲在 1L 水中溶解 0.10molZn(OH) 2 , 需加入多少克固体 NaOH ?( Ksp[Zn(OH) 2 ]=1.2 × 10 -17 ;[Zn(OH) 4 2- ]=4.6 × 10 17 )

12-7 在 PH=10 的溶液中需加入多少 NaF 才能阻止 0.10mol/L 的 Al 3+ 溶液不发生 Al(OH) 3 沉淀?( Ksp Al(OH) 3 =1.3 × 20 -20 ; K 稳 (AlF 6 3- )=6.9 × 10 19 )

12-8 测得 Cu|Cu(NH 3 ) 4 2+ 1.00mol/L,NH 3 1.00mol/L||H + 1.00mol/L-1|H 2 1bar, Pt 的电动势为 0.03V ,试计算 Cu(NH 3 ) 4 2+ 的稳定常数。

12-9 硫代硫酸钠是银剂摄影术的定影液,其功能是溶解未经曝光分解的 AgBr 。试计算, 1.5L 1.0mol/L -1 的 Na 2 S 2 O 3 溶液最多能溶解多少克 AgBr ? {K 稳 [Ag(S 2 O 3 ) 2 3- ]=2.8 × 10 13 ; Ksp(AgBr)=5.0 × 10 -13 }

12-10 定性地解释以下现象:

( 1 )铜粉和浓氨水的混合物可用来测定空气中的含氧量。
( 2 )向 Hg(NO 3 ) 2 滴加 KI, 反过来,向 KI 滴加 Hg(NO 3 ) 2 , 滴入一滴时,都能见很快消失的红色沉淀,分别写出沉淀消失的反应。
( 3 )用乙醇还原 K 2 Cr 2 O 7 和硫酸的混合溶液得到的含 Cr 3+ 的溶液的颜色是深暗蓝紫色的,放置蒸发水分后能结晶出 KCr(SO 4 ).12H 2 O 紫色八面体晶体,若为加快蒸发水分,将该溶液加热,溶液颜色变为绿色,冷却后不再产生紫色的铬钒晶体。
( 4 ) Fe(CN 6 ) 3- 的颜色比 Fe(CN 6 ) 4- 的颜色深。
( 5 )金能溶于王水,也能溶于浓硝酸与氢溴酸的混酸。
( 6 )向浓氨水鼓入空气可溶解铜粉(湿法炼铜)。
( 7 )用粗盐酸与锌反应制取氢气时,可观察到溶液的颜色由黄转为无色。
( 8 )少量 AgCl 沉淀可溶于浓盐酸,但加水稀释溶液又变浑浊。
( 9 )向废定影液加入 Na 2 S 会得到黑色沉淀(沉淀经煅烧可以金属银的方式回收银)。
( 10 ) CuSO 4 固体可溶于 浓盐酸得到黄色溶液或溶于浓氢溴酸得到深褐色溶液,但遇氢碘酸却现象大不相同,会析出大量碘。

( 11 )电镀黄铜( Cu -Zn 合金)或银以氰化物溶液为电镀液得到的镀层最牢固,电镀液的其他配方都不及,长期以来人们为寻找替代有毒的氰化物电镀液伤透脑筋,你认为寻找替代物的方向是什么?
( 12 )有两种组成为 Co(NH 3 ) 5 Cl(SO 4 ) 的钴(Ⅲ)配合物,只分别与 AgNO 3 和 BaCl 2 发生沉淀反应,这是为什么?
( 13 ) Cu(NH 3 ) 4 2+ 呈 深蓝色而 Cu(NH 3 ) 4 2+ 却几乎无色。
( 14 ) Pb 2+ 溶液中逐滴添加 Cl - ,当 [Cl - ] ≈ 0.3mol.L -1 时,溶液中的铅()总浓度降至极限,随后随加入的 浓度增大而增大。

( 15 ) Fe 3+ 遇 SCN - 呈血红色的条件是溶液必须呈弱酸性,不能呈弱碱性,而且溶液中不应有显著量 F - 或 PO 4 3- 等离子存在,也不能存在 Sn 2+ 等还原性金属离子或 H 2 O 2 等还原剂。

 

第 13 章氢和稀有气体

 

13-1 氢作为能源,其优点是什么?目前开发中的困难是什么?

1 、解:氢作为能源,具有以下特点:

•  原料来源于地球上储量丰富的水,因而资源不受限制;

•  氢气燃烧时放出的热量很大;

•  作为燃料的最大优点是燃烧后的产物为水,不会污染环境;

•  有可能实现能量的储存,也有可能实现经济高效的输送。

发展氢能源需要解决三个方面的问题:氢气的发生,氢气的储备和氢气的利用

13-2 按室温和常压下的状态(气态 液态 固态)将下列化合物分类,哪一种固体可能是电的良导体?

BaH 2 ;SiH 4 ;NH 3 ;AsH 3 ;PdH 0.9 ;HI

13-3 试述从空气中分离稀有气体和从混合气体中分离各组分的根据和方法。

13-4 试说明稀有气体的熔点 、沸点、密度等性质的变化趋势和原因?

13-5 你会选择哪种稀有气体作为:( a )温度最低的液体冷冻剂;( b )电离能最低 安全的放电光源;( c )最廉价的惰性气氛。

 

13-6 用价键理论和分子轨道理论解释 HeH 、 HeH + 、 He 2 + 粒子存在的可能性。为什么氦没有双原子分子存在?

 

13-7 给出与下列物种具有相同结构的稀有气体化合物的化学式并指出其空间构型:

(a) ICl 4 - (b)IBr 2 - (c)BrO 3 - (d)ClF

13-8 用 VSEPR 理论判断 XeF 2 、 XeF 4 、 XeF 6 、 XeOF 4 及 ClF 3 的空间构型。

13-9 用化学方程式表达下列化合物的合成方法(包括反应条件):

(a) XeF 2 (b) XeF 6 (c) XeO 3

 

13-10 完成下列反应方程式:

(1) XeF 2 + H 2 O →

(2) XeF 4 + H 2 O →

(3) XeF 6 + H 2 O →

(4) XeF 2 + H 2 →

(5) XeF 4 + Hg →

(6) XeF 4 + Xe →

第 14 章卤素

14-1 电解制氟时,为何不用 KF 的水溶液?液态氟化氢为什么不导电,而氟化钾的无水氟化氢溶液却能导电?

14-2 氟在本族元素中有哪些特殊性?氟化氢和氢氟酸有哪些特性?

14-3 ( 1 )根据电极电势比较 KMnO 4 ﹑ K 2 Cr 2 O 7 和 MnO 2 与盐酸 (1mol.L -1 ) 反应而生成 Cl 2 的反应趋势。

( 2 )若用 MnO 2 与盐酸反应,使能顺利地发生 Cl 2 ,盐酸的最低浓度是多少?

14-4 根据电势图计算在 298K 时, Br 2 在碱性水溶液中歧化为 Br - 和 BrO 3 - 的反应平衡常数。

14-5 三氟化氮 NF 3 (沸点 -129 ℃ )不显 Lewis 碱性,而相对分子质量较低的化合物 NH 3 (沸点 -33 ℃ )却是个人所共知的 Lewis 碱。( a )说明它们挥发性差别如此之大的原因;( b )说明它们碱性不同的原因。

14-6 从盐卤中制取 Br 2 可用氯气氧化法。不过从热力学观点看, Br - 可被 O 2 氧化为 Br 2 ,为什么不用 O 2 来制取 Br 2 ?

 

14-7 通 Cl 2 于消石灰中,可得漂白粉,而在漂白粉溶液中加入盐酸可产生 Cl 2 ,试用电极电势说明这两个现象。

14-8 下列哪些氧化物是酸酐: OF 2 ﹑ Cl 2 O 7 ﹑ ClO 2 ﹑ Cl 2 O ﹑ Br 2 O 和 I 2 O 5 ?若是酸酐,写出由相应的酸或其它方法得到酸酐的反应。

14-9 如何鉴别 KClO ﹑ KClO 3 和 KClO 4 这三种盐?

14-10 以 I 2 为原料写出制备 HIO 4 ﹑ KIO 3 ﹑ I 2 O 5 和 KIO 4 的反应方程式。

 

14-11 ( 1 ) I 2 在水中的溶解度很小,试从下列两个半反应计算在 298K 时 , I 2 饱和溶液的浓度。

I 2 (s) + 2e - ≒ 2I - ; Φ θ = 0.535V

I 2 (aq) + 2e - ≒ 2I - ; Φ θ = 0.621V

( 2 )将 0.100mol I 2 溶解在 1.00L 0.100mol.L -1 KI 溶液中而得到 I 3 - 溶液 。 I 3 - 生成反应的 Kc 值为 0.752 ,求 I 3 - 溶液中 I 2 的浓度。

14-12 利用电极电势解释下列现象: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 ,然后酸化之并加少量固体 Na 2 SO 3 于 B 溶液,则 A 的蓝色复现,当 Na 2 SO 3 过量时蓝色又褪去成为无色溶液 C ,再加入 NaIO 3 溶液蓝色的 A 溶液又出现。指出 A ﹑ B ﹑ C 各为何种物质,并写出各步的反应方程式。

14-13 写出碘酸和过量 H 2 O 2 反应的方程式,如在该体系中加入淀粉,会看到什么现象?

14-14 写出三个具有共价键的金属卤化物的分子式,并说明这种类型卤化物的共同特性。

14-15 什么是多卤化物?与 I 3 - 离子比较,形成 Br 3 - ﹑ Cl 3 - 离子的趋势怎样?

 

14-16 什么是卤素互化物?

( a )写出 ClF 3 ﹑ BrF 3 和 IF 3 等卤素互化物中心原子杂化轨道,分子电子构型和分子构型。
( b )下列化合物与 BrF 3 接触时存在爆炸危险吗?说明原因。

SbF 5 ; CH 3 OH ; F 2 ; S 2 Cl 2
( c )为什么卤素互化物常是反磁性共价型而且比卤素化学活性大?

14-17 实验室有一卤化钙,易溶于水,试利用浓 H 2 SO 4 确定此盐的性质和名称。

14-18 请按下面的实例,将溴﹑碘单质﹑卤离子及各种含氧酸的相互转化和转化条件绘成相互关系图。

 

 

 

 

第 15 章氧族元素

15-1 空气中 O 2 与 N 2 的体积比是 21:78 ,在 273K 和 101.3kPa 下 1L 水能溶解 O 2 : 49.10 mL ,N 2 :23.20mL 。问在该温度下溶解于水的空气所含的氧与氮的体积比是多少?

 

15-2 在标准状况下, 750mL 含有 O 3 的氧气,当其中所含 O 3 完全分解后体积变为 780mL ,若将此含有 O 3 的氧气 1L 通入 KI 溶液中,能析出多少克 I 2 ?

15-3 大气层中臭氧是怎样形成的?哪些污染物引起臭氧层的破坏?如何鉴别 O 3 ,它有什么特征反应?

15-4 比较 O 3 和 O 2 的氧化性﹑沸点﹑极性和磁性的相对大小。

15-5 少量 Mn 2+ 可以催化分解 H 2 O 2 其反应机理届时如下: H 2 O 2 能氧化 Mn 2+ 为 MnO 2 ,后者又能使 H 2 O 2 氧化,试从电极电势说明上述解释是否合理,并写出离子反应方程式。

15-6 写出 H 2 O 2 与下列化合物的反应方程式, K 2 S 2 O 8 ﹑ Ag 2 O ﹑ O 3 ﹑ Cr(OH) 3 在 NaOH 中﹑ Na 2 CO 3 (低温)。

15-7 SO 2 与 Cl 2 的漂白机理有什么不同?

15-8 ( 1 )把 H 2 S 和 SO 2 气体同时通入 NaOH 溶液中至溶液呈中型,有何结果?

( 2 )写出以 S 为原料制备以下各种化合物的反应方程式, H 2 S ﹑ H 2 S 2 ﹑ SF 6 ﹑ SO 3 ﹑ H 2 SO 4 ﹑ SO 2 Cl 2 ﹑ Na 2 S 2 O 4 。

15-9 ( 1 )纯 H 2 SO4 是共价化合物,却有较高的沸点( 657K ),为什么?

( 2 )稀释浓 H 2 SO4 时一定要把 H 2 SO4 加入水中边加边搅拌而稀释浓 HNO 3 与浓盐酸没有这么严格规定,为什么?

15-10 将 a mol Na 2 SO 4 和 b mol Na 2 S 溶于水,用稀 H 2 SO4 酸化,若 a:b 大于 1/2 ,则反应产物是什么?若小于 1/2 ,则反应产物是什么?若等于 1/2 ,则反应产物又是什么?

15-11 完成下面反应方程式并解释在反应( 1 )过程中,为什么出现由白到黑的颜色变化?

( 1 ) Ag + + S 2 O 3 2- ( 少量 ) →
( 2 ) Ag + + S 2 O 3 2- ( 过量 ) →

 

15-12 硫代硫酸钠在药剂中常用做解毒剂,可解卤素单质﹑重金属离子及氰化物中毒。请说明能解毒的原因,写出有关的反应方程式。

15-13 石灰硫磺合剂(又称石硫合剂)通常是以硫磺粉﹑石灰及水混合。煮沸﹑摇匀而制得的橙色至樱桃色透明水溶液,可用做杀菌﹑杀螨剂。请给予解释,写出有关的反应方程式。

15-14 电解硫酸或硫酸氢氨制备过二硫酸时,虽然Φ θ (O 2 /H 2 O)(1.23V) 小于Φ θ (S 2 O 8 2- /SO 4 )(2.05V) ,为什么在阳极不是 H 2 O 放电,而是 HSO 4 - 或 SO 4 - 放电?

15-15 在酸性的 KIO 3 溶液中加入 Na 2 S 2 O 3 ,有什么反应发生?

15-16 写出下列各题的生成物并配平。

( 1 ) Na 2 O 2 与过量冷水反应;

( 2 )在 Na 2 O 2 固体上滴加几滴热水;
( 3 )在 Na 2 CO 3 溶解中通入 SO 2 至溶液的 PH=5 左右;
( 4 ) H 2 S 通入 FeCl 3 溶液中;
( 5 ) Cr 2 S 3 加水;
( 6 )用盐酸酸化多硫化铵溶液;
( 7 ) Se 和 HNO 3 反应。

15-17 列表比较 S ﹑ Se ﹑ Te 的 + Ⅳ和 + Ⅵ 氧化态的含氧酸的状态﹑ 酸性和氧化还原性。

15-18 按下表填写各种试剂与四种含硫化合物反应所产生的现象。

 

15-19 画出 SOF 2 ﹑ SOCl 2 ﹑ SOBr 2 的空间构型。他们的 O -S 键键长相同吗?请比较它们的 O-S 键键能和键长的大小。

15-20 现将硫极其重要化合物间的转化关系列成下表,请试用硫的电势图解释表中某些化学反应的原因。例如在酸性介质中,硫化氢为何能将亚硫酸(或二氧化硫)还原为单质硫?为何硫与氢氧化钠反应能生成硫化钠等。

 

 

 

第 16 章氮磷砷

16-1 请回答下列有关氮元素性质的问题:

( 1 )为什么 N-N 键的键能( 167kJ.mol -1 )比 P-P 键( 201 kJ.mol -1 )的小?而 N ≡ N 键的键能( 942 kJ.mol -1 )又比 P ≡ P 键( 481 kJ.mol -1 )的大?
( 2 )为什么氮不能形成五卤化物?
( 3 )为什么 N 2 的第一电离能比 N 原子的小?

 

16-2 请回答下列问题:

( 1 )如何出去 N 2 中少量 NH 3 和 NH 3 中的水气?
( 2 )如何除去 NO 中微量的 NO 2 和 N 2 O 中少量 NO 的?

16-3 以 NH 3 与 H 2 O 作用时质子传递的情况,讨论 H 2 O ﹑ NH 3 和质子之间键能的强弱;为什么醋酸在水中是一弱酸,而在液氨溶剂中却是强酸?

16-4 将下列物质按碱性减弱顺序排序,并给予解释。

NH 2 OH NH 3 N 2 H 4 PH 3 AsH 3

16-5 请解释下列事实:

•  为什么可用浓氨水检查氯气管道的漏气?

•  过磷酸钙肥料为什么不能和石灰一起贮存?

•  由砷酸钠制备 As 2 S 3 ,为什么需要在浓的强酸性溶液中?

16-6 请解释下列有关键长和键角的问题:

( 1 )在 N 3 - 离子中,两个 N-N 键由相等的键长,而在 NH 3 中两个 N-N 键长却不相等;
( 2 )从 NO + ﹑ NO 到 NO - 的键长逐渐增大;
( 3 ) NO 2 + ﹑ NO 2 ﹑ NO 2 - 键角(∠ ONO )依次为 180 0 ﹑ 134.3 O ﹑ 115.4 O 。
( 4 ) NH 3 ﹑ PH 3 ﹑ AsH 3 分子中的键角依次为 107 O ﹑ 93.08 O ﹑ 91.8 O ,逐渐减小。

16-7 已知 F 2 ﹑ Cl 2 ﹑ N 2 的离解能( D )分别为 192.5 kJ.mol -1 ﹑ 242.6kJ.mol -1 ﹑ 946kJ.mol -1 ;平均键能 N-Cl ﹑ N-F 分别为 192.5kJ.mol -1 ﹑ 276kJ.mol -1 。试计算 NF 3 (g) 和 NCl 3 (g) 的标准生成焓,说明何者稳定?指出在波恩 - 哈伯循环中哪几步的能量变化对稳定性影响较大?(本题忽略 NCl 3 (l) 和 NCl 3 (g) 之间的相变热效应。)

16-8 为了测定铵态氮肥中的含氮量,称取固体样品 0.2471g ,加过量 NaOH 溶液并进行蒸馏,用 50.00Ml 0.1050mol.L -1 HCl 吸收蒸出的氨气,然后用 0.1022mol.L -1 NaOH 溶液滴定吸收液中剩余的 HCl ,滴定中消耗了 11.69 ml NaOH 溶液,试计算肥料中氮的百分含量。

16-9 为什么 PF 3 可以和许多过渡金属形成配合物,而 NF 3 几乎不具有这种性质? PH 3 和过渡金属形成配合物的能力为什么比 NH 3 强?

16-10 红磷长时间放置在空气中逐渐潮解,与 NaOH ﹑ CaCl 2 在空气中潮解,实质上有什么不同?潮解的红磷为什么可以用水洗涤来进行处理?

16-11 在同素异形体中,菱形硫和单斜硫有相似的化学性质,而 O 2 与 O 3 ,黄磷与红磷的化学性质却有很大差异,试加以解释。

16-12 回答下列有关硝酸的问题:

•  根据 HNO 3 的分子结构,说明 HNO 3 为什么不稳定?

•  为什么久置的浓 HNO 3 会变黄?

•  欲将一定质量的 Ag 溶于最少量的硝酸,应使用何种浓度(浓或稀)的硝酸?

16-13 若将 0.0001 mol H 3 PO 4 加到 PH=7 的 1L 缓冲溶液中(假定溶液的体积不变),计算在此溶液中 H 3 PO 4 ﹑ H 2 PO 4 - ﹑ HPO 4 2- 和 PO 4 3- 的浓度。

16-14 试从平衡移动的原理解释为什么在 Na 2 HPO 4 或 NaH 2 PO 4 溶液中加入 AgNO 3 溶液,均析出黄色的 Ag 3 PO 4 沉淀?析出 Ag 3 PO 4 沉淀后溶液的酸碱性有何变化?写出相应的反应方程式。

16-15 试计算浓度都是 0.1 mol.L -1 的 H 3 PO 4 ﹑ NaH 2 PO 4 ﹑ Na 2 HPO 4 和 Na 3 PO 4 各溶液的 pH 。

16-16 AsO 3 3- 能在碱性溶液中被 I 2 氧化成 AsO 4 3- ,而 H 3 AsO 4 又能在酸性溶液中被 I - 还原成 H 3 AsO 3 ,二者是否矛盾?为什么?

16-17 试解释下列含氧酸的有关性质:

•  H 4 P 2 O 7 和 (HPO 3 ) n 的酸性比 强。

( 2 ) HNO 3 和 H 3 AsO 4 均有氧化性,而 H 3 PO 4 却不具有氧化性。
( 3 ) H 3 PO 4 ﹑ H 3 PO 3 ﹑ H 3 PO 2 三种酸中, H 3 PO 2 的还原性最强。

 

16-18 画出下列分子结构图:

P 4 O 12 4- PF 4 + As 4 S 4 AsS 4 3- PCl -

 

16-19 画出结构图,表示 P 4 O 10 和不同物质的量的 H 2 O 反应时 P-O-P 键断裂的情况,说明反应的产物。

16-20 完成下列物质间的转化:

( 1 ) NH 4 NO 3 -NO HNO 2 NH 4 +

(2) Ca 3 (PO 4 ) 2 P 4 PH 3 H 3 PO 4

( 3 ) As 2 O 3 Na 3 AsO 4 Na 3 AsS 4

16-21 鉴别下列各组物质:

( 1 ) NO 2 - 和 NO 3 - ( 2 ) AsO 4 3- 和 PO 4 3-

( 3 ) AsO 4 3- 和 AsO 3 2- ( 4 ) PO 4 3- 和 P 2 O 7 4-

( 5 ) H 3 PO 4 和 H 3 PO 3 ( 6 ) AsO 4 3- 和 AsS 4 3-

16-22 完成并配平下列反应的方程式:

( 1 ) NH 4 Cl +NaNO 2 →

( 2 ) NO 2 - +ClO - +OH - → Cl -

( 3 ) N 2 H 4 +H 2 O 2 →

( 4 ) NH 2 OH + Fe 3+ → N 2 O

( 5 ) HN 3 + Mg →

( 6 ) KNO 3 +C + S →

( 7 ) AsH 3 + Br 2 + KOH → K 3 AsO 4

( 8 ) PH 3 +AgNO 3 + H 2 O →

( 9 ) HPO 3 2- + Hg 2+ +H 2 O →

( 10 ) H 2 PO 2 - + Cu 2+ + OH - →

( 11 ) [Ag(NH 3 ) 2 ] + + AsO 3 3- + OH - →

( 12 ) Na 3 AsO 4 + Zn +H 2 SO 4 →

 

16-23 有一种无色气体 A ,能使热的 CuO 还原,并逸出一种相当稳定的气体 B ,将 A 通过加热的金属钠能生成一种固体 C ,并逸出一种可燃性气体 D 。 A 能与 Cl 2 分步反应,最后得到一种易爆的液体 E 。指出 A ﹑ B ﹑ C ﹑ D 和 E 各为何物?并写出各过程的反应方程式。

16-24 第Ⅴ A 族和第Ⅵ A 族氢化物在沸点时的蒸发焓如下:

 


△ r H θ /kJ.mol -1 △ r H θ /kJ.mol -1

 

NH 3 233 H 2 O 406

PH 3 14.6 H 2 S 18.7

AsH 3 16.7 H 2 Se 19.3

SbH 3 21.0 H 2 Te 23.1

 


以每族氢化物蒸发焓对其摩尔质量作图,假定 NH 3 和 H 2 O 不存在氢键时,估计它们的蒸发焓各是多少?在液氨和 H 2 O 中,何者具有较强的氢键?

 

第 17 章碳硅硼

 

17-1 对比等电子体 CO 与 N 2 的分子结构及主要物理﹑化学性质。

17-2 概述 CO 的实验室制法及收集方法。写出 CO 与下列物质起反应的方程式并注明反应的条件:( 1 ) Ni ;( 2 ) CuCl ;( 3 ) NaOH ;( 4 ) H 2 ; (5)PdCl 2

17-3 某实验室备有 CCl 4 干冰和泡沫灭火器 [ 内为 Al 2 (SO 4 ) 3 和 NaHCO 3 ] ,还有水源和砂。若有下列失火情况,各宜用哪种方法灭火并说明理由:

(1) 金属镁着火;( 2 )金属钠着火;

(3) 黄磷着火;( 4 )油着火;( 5 )木器着火

17-4 标准状况时, CO 2 的溶解度为 170mL/ 100g 水:

( 1 )计算在此条件下,溶液中 H 2 CO 3 的实际浓度;

( 2 )假定溶解的 CO 2 全部转变为 H 2 CO 3 ,在此条件下,溶液的 PH 是多少?

17-5 将含有 Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 的固体混合物 60.0g 溶于少量水后稀释到 2.00L ,测得该溶液的 PH 为 10.6 ,试计算原来的混合物中含 Na 2 CO 3 及 NaHCO 3 各有多少克?

17-6 试分别计算 0.1mol.L -1 NaHCO 3 和 0.1mol.L -1 (NH 4 ) 2 CO 3 溶液的 PH 。(提示: NH 4 HCO 3 按弱酸弱碱盐水解计算。)(已知: NH 3 .H 2 O K b =1.77 × 10 5 ; H 2 CO 3 K1=4.3 × 10 -7 ,K2=5.61 × 10 -11 )

17-7 在 0.2 mol.L -1 的 Ca 2+ 盐溶液中,加入等浓度﹑等体积的 Na 2 CO 3 溶液 ,将得到什么产物?若以 0.2 mol.L -1 的 Cu 2+ 代替 Ca 2+ 盐,产物是什么?再以 0.2 mol.L -1 的 Al 3+ 盐代替 Ca 2+ 盐,产物又是什么?试从浓度积计算说明。

17-8 比较下列各对碳酸盐热稳定性的大小

( 1 ) Na 2 CO 3 和 BeCO 3 (2) NaHCO 3 和 Na 2 CO 3 ( 3 ) MgCO 3 和 BaCO 3 ( 4 ) PbCO 3 和 CaCO 3

17-9 如何鉴别下列各组物质:

( 1 ) Na 2 CO 3 ,Na 2 SiO 3 ,Na 2 B 4 O 7 .10H 2 O
( 2 ) NaHCO 3 , Na 2 CO 3
( 3 ) CH 4 ,SiH 4

17-10 怎样净化下列两种气体:

( 1 )含有少量 CO 2 ﹑ O 2 和 H 2 O 等杂质的 CO 气体;
( 2 )含有少量 H 2 O ﹑ CO ﹑ O 2 ﹑ N 2 及微量 H 2 S 和 SO 2 杂质的 CO 2 气体。

17-11 试说明下列现象的原因:

•  制备纯硼或硅时,用氢气做还原剂比用活泼金属或炭好;

•  硼砂的水溶液是缓冲溶液;

•  装有水玻璃的试剂瓶长期敞开瓶口后,水玻璃变浑浊;

•  石棉和滑石都是硅酸盐,石棉具有纤维性质,而滑石可做润滑剂。

17-12 试说明下列事实的原因:

•  常温常压下, CO 2 为气体而 SiO 2 为固体;

•  CF 4 不水解,而 BF 3 和 SiF 4 都水解;

•  BF 3 和 SiF 4 水解产物中,除有相应的含氧酸外,前者生成 BF 4 - ,而后者却是 SiF 6 2- 。

17-13 试说明硅为何不溶于氧化性的酸(如浓硫酸)溶液中,却分别溶于碱溶液及 HNO 3 与 HF 组成的混合溶液中。

 

17-14 试解释下列现象:

•  甲烷既没有酸也没有碱的特性;

•  硅烷的还原性比烷烃强;

•  卤化物比氢化物容易形成链;

•  BH 3 有二聚物 B 2 H 6 ,而 BX 3 却不形成二聚体。

17-15 说明下列物质的组成 制法及用途:

( 1 )泡花碱;
( 2 )硅胶;
( 3 )人造分子筛

17-16 为什么 BH 3 的二聚过程不能用分子中形成氢键来解释? B 2 H 6 分子中的化学键有什么特殊性?“三中心二电子键”和一般的共价键有什么不同?

17-17 B 6 H 10 的结构中有多少种形式的化学键?各有多少个?

17-18 H 3 BO 3 和 H 3 PO 3 组成相似,为什么前者为一元路易斯酸,而后者则为二元质子酸,试从结构上加以解释。

17-19 画出下列分子(离子)的结构图:

Si 4 O 12 8- ,B 3 N 3 H 6 ,[B 4 O 5 (OH) 4 ] 2- ,(BO 2 ) n n- ,SiF 6 2-

 

17-20 写出以硼砂为原料制备下列物质的反应方程式:

•  硼砂,( 2 )三氟化硼,( 3 )硼氢化钠

17-21 完成并配平下列反应:

( 1 ) Si + HNO 3 + HF → ( 2 ) Na 2 B 4 O 7 + HCl +H 2 O →

( 3 ) BF 3 + Na 2 CO 3 + H 2 O → ( 4 ) Ca 2 Si + HCl →

( 5 ) H 3 BO 3 + NaOH → ( 6 ) Be 2 C + H 2 O →

( 7 ) SiO 2 + C + Cl 2 → ( 8 ) B 2 H 6 + Cl 2 →

( 9 ) H 3 BO 3 +C 2 H 5 OH → ( 10 ) Si 2 H 6 + H 2 O →

( 11 ) B 2 H 6 + NH 3 → ( 12 ) B 2 H 6 + LiH →

( 13 ) Na 2 SO 4 + C + SiO 2 →

 

17-22 试计算:

( 1 )把 1.5g H 3 BO 3 溶于 100ml 水中,所得溶液 PH 为多少?

( 2 )把足量 Na 2 CO 3 加入 75 吨纯的硬硼钙石中,假定转化率为 85% ,问所得硼砂的质量是多少?(已知 H 3 BO 3 K 1 =7.3 × 10 -10 )

17-23 两种气态硼氢化物的化学式和密度如下: BH 3 在 290 K 和 53978 Pa 时的密度为 0.629g .L -1 ; B 2 H 5 在 292 K 和 6916 Pa 时的密度为 0.1553 g .L -1 。这两种化合物的相对分子质量各是多少?写出它们的分子式。

17-24 有人根据下列反应式制备了一些硼烷:

4BF 3 + 3LiAlH 4 → 2B 2 H 6 + 3LiF + 3AlF3

若产率为 100% ,用 5g BF 3 和 10.0g LiAlH 4 反应能得到多少克 B 2 H 6 ?制备时,由于用了未经很好干燥的乙醚,有些 B 2 H 6 与水反应损失了,若水的量为 0.2g ,试计算损失了多少克 B 2 H 6 ?

17-25 体积为 50mL 的 CO ﹑ CO 2 和 H 2 组成的混合气体与 25mL O 2 ,在室温及 1.01 × 10 3 kPa 压力下点燃,爆炸后在上述同样的温度和压力测得气体总体积为 37mL 。把这 37mL 气体用 KOH 溶液吸收,最后剩下 5mL 不能吸收的气体,计算原混合气体中各组分气体的体积分数。

 

 

 

 

第 18 章非金属元素小结

18-1 按周期表位置,绘出非金属单质的结构图,并分析它们在结构上有哪些特点和变化规律?

18-2 为什么氟和其它卤素不同,没有多种可变的氧化态?

18-3 小结 p 区元素的原子半径电离能电子亲和能和电负性,按周期性递变规律的同时,还有哪些反常之处?说明其原因。

18-4 概括非金属元素的氢化物有哪些共性?

18-5 已知下列数据:

△ f G m θ (H 2 S,aq)=-27.9kJ.mol -1

△ f G m θ (S 2- ,aq)=85.8 kJ.mol -1

△ f G m θ (H 2 Se,aq)=22.2 kJ.mol -1

△ f G m θ (Se 2- ,aq)=129.3 kJ.mol -1

试计算下列反应的△ rG m θ 和平衡常数 K :

( 1 ) H 2 S(aq) → 2H + (aq)+ S 2- (aq)
( 2 ) H2Se(aq) → 2H + (aq)+Se 2- (aq)

两者中哪一个酸性较强。

18-6 试从 HA 酸在电离过程中的能量变化分析影响其酸性强度的一些主要因素。

18-7 试从结构观点分析含氧酸强盗和结构之间的关系。用鲍林规则判断下列酸的强弱:

( 1 ) HClO ( 2 ) HClO 2 ( 3 ) H 3 AsO 3 ( 4 ) HIO 3 ( 5 ) H 3 PO 4

( 6 ) HBrO 3 ( 7 ) HMnO 4 ( 8 ) H 2 SeO 4 ( 9 ) HNO 3 ( 10 ) H 6 TeO 6

18-8 试解释下列各组酸强度的变化顺序:

( 1 ) HI ﹥ HBr ﹥ HCl ﹥ HF
( 2 ) HClO 4 ﹥ H 2 SO 4 ﹥ H 3 PO 4 ﹥ H 4 SiO 4
( 3 ) HNO 3 ﹥ HNO 2
( 4 ) HIO 4 ﹥ H 5 IO 6
( 5 ) H 2 SeO 4 ﹥ H 5 TeO 6

 

18-9 判断下表中各含氧酸盐的溶解性(填“易溶”,“可溶”,“难溶”)。

阳离子阴离子

Ag +

Cu 2+

Al 3+

K +

NH 4 +

Ca 2+

CO 3 2-

NO 3 -

SO 4 2-

PO 4 3-

H 2 PO 4 -

ClO 3 -

 

 

 

 

 

 

18-10 已知下列数据

 

△ sol H θ /kJ.mol -1

S θ /J.K -1 .mol -1

Na 2 CO 3

CaCO 3

Na + (aq)

Ca 2+ (aq)

CO 3 2- (aq)

-24.69

-12.13

138.8

92.9

58.41

-53.1

-56.9

试计算 Na 2 CO 3 和 CaCO 3 溶解过程的标准自由能变化(△ sol G m θ ),并对它们在水中的溶解性作出判断,分析两者水溶性不同的原因。

18-11 试比较下列各种物质的热稳定性,并作出解释。

( 1 ) Ca(HCO 3 ) 2 ,CaCO 3 , H 2 CO 3 ,CaSO 4 ,CaSiO 3
( 2 ) AgNO3, HNO 3 ,KNO 3 ,KClO 3 ,K 3 PO 4

18-12 用 BaCO 3 ﹑ CaCO 3 以及它们的组成氧化物的标准生成焓计算 BaCO 3 和 CaCO 3 的分解焓,并从结构上解释为什么 BaCO 3 比 CaCO 3 稳定?

18-13 用表 18-18 中各元素最高氧化态含氧酸(包括氧化物)的ψ θ 为纵坐标,各元素的原子序数为横坐标,作出 p 区各族元素含氧酸的氧化性强度曲线,并从曲线图形分析各周期及各族非金属元素最高氧化态含氧酸氧化性的变化规律。

 

18-14 试解释下列各组含氧酸(盐)氧化性的强弱:

( 1 ) H 2 SeO 4 ﹥ H 2 SO 4 ( 稀 )(2)HNO 2 ﹥ HNO 3 ( 稀 ) ( 3 )浓 H 2 SO 4 ﹥稀 H 2 SO 4 ( 4 ) HClO ﹥ HBrO ﹥ HIO ( 5 ) HClO 3 (aq) ﹥ KClO 3 (aq)

18-15 何谓次极周期性?为什么它在 p 区第二 ﹑第四﹑第六周期中表现出来?为什么它主要表现在最高氧化态化合物的性质(稳定性和氧化性)上?

18-16 试解释下列现象:

( 1 )硅没有类似于石墨的同素异性体。
( 2 )氮没有五卤化氮 NX 5 ,却有 + Ⅴ 氧化态的 N 2 O 5 ﹑ HNO 3 及其盐,这二者是否矛盾?
( 3 )砷的所有三卤化物均已制得,而五卤化物只制得 AsF 5 和 AsCl 5 ,而且后者极不稳定。
( 4 )硫可形成 n=2 ~ 6 的多硫链,而氧只能形成 n=2 的过氧链。

 

 

 

 

 

 

 

 

第 19 章金属通论

 

19-1 举例说明哪些金属能从( 1 )冷水,( 2 )热水,( 3 )水蒸气,( 4 )酸,( 5 )碱中置换

出氢气,写出有关的反应式并说明反应条件。

19-2 已知在 973K 时,

2CO + O 2 = 2CO 2 ; △ r G θ = -398 kJ.mol -1

2Ni + O 2 = 2NiO; △ r G θ =-314 kJ.mol -1

试计算该温度下 CO + NiO = Ni +CO 2 的△ r G θ 值,并对照图 19-1 说明在该温度下能否用 CO 还原 NiO 制取 Ni 。

19-3 下图是几种金属硫化物的埃林汉姆图。( 1 )请解释图中各条线形状变化的意义;( 2 )据图,若从硫化物中提取金属,适宜的还原剂和温度条件各如何?

(1)1/ 2C + S = 1/2 CS 2

(2)Hg + S = HgS
(3)2/3 Bi +S = 1/3 Bi 2 S 3
(4)H 2 +S = H 2 S
(5)Pb +S = PbS


19-4 已知 733K 时,

2Mn + O 2 = 2MnO;

△ r G θ =-670kJ.mol -1

2C +O2 =2CO; △ r G θ =-350 kJ.mol -1

1773K 时, 2Mn + O 2 = 2MnO;

△ r G θ =-510 kJ.mol -1

2C +O 2 =2CO; △ r G θ =-540 kJ.mol -1

试计算在 773K 和 1773K 时反应:

Mn(s) + C(s) = Mn(s)+ CO(g)

的△ r G θ ,说明用 C(s) 还原 MnO(S) 应在高温还是低温条件下进行?

19-5 金属的晶体结构有哪几种主要类型?它们得空间利用率和配位数各是多少?对金属性质的影响又如何?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第 20 章 s 区金属(碱金属与碱土金属)

 

20-1 简要说明工业上生产金属钠﹑烧碱和纯碱的基本原理。

20-2 以重晶石为原料,如何制备 BaCl 2 ﹑ BaCO 3 ﹑ BaO 和 BaO 2 ?写出有关的化学反应方程式。

20-3 写出下列反应的方程式:

•  金属钠与 H 2 O ﹑ Na 2 O 2 ﹑ NH 3 ﹑ C 2 H 5 OH ﹑ TiCl 4 ﹑ KCl ﹑ MgO ﹑ NaNO 2 的反应;

•  Na 2 O 2 与 H 2 O ﹑ NaCrO 2 ﹑ CO 2 ﹑ Cr 2 O 3 ﹑ H 2 SO 4 (稀)的反应;

20-4 完成下列各步反应方程式:

( 1 ) MgCl 2 Mg Mg(0H) 2

MgCO 3 Mg(NO 3 ) 2 MgO

 

( 2 ) CaCO 3 CaO Ca (NO 3 ) 2

 


CaCl 2 Ca Ca(OH)2

20-5 含有 Ca 2+ ﹑ Mg 2+ 和 SO 4 2- 离子的粗盐如何精制成纯的食盐,以反应式表示。

20-6 试利用铍﹑镁化合物性质的不同鉴别下列各组物质:

•  Be(OH) 2 和 Mg(OH) 2 ;

•  BeCO 3 和 MgCO 3 ;

•  BeF 2 和 MgF 2 。

20-7 商品氢氧化钠中为什么常含杂质碳酸钠?如何检验?又如何除去?

20-8 以氢氧化钙为原料,如何制备下列物质?以反应方程式表示之。

•  漂白粉;( 2 )氢氧化钠;( 3 )氨;( 4 )氢氧化镁。

20-9 为什么选用过氧化钠做潜水密封舱中的供氧剂?为什么选用氢化钙做野外氢气发生剂?请写出有关方程式。

20-10 写出下列物质的化合式:

光卤石 明矾 重晶石 天青石 白云石 方解石

苏打 石膏 萤石 芒硝 元明粉 泻盐

20-11 下列反应的热力学数据如下:

MgO(s) + C(s, 石墨 ) = CO(g) +Mg(g)

试计算:( 1 )反应的热效应 ( 2 )反应的自由能变 ;( 3 )在标准条件下,用 C ( s ,石墨)还原 MgO 制取金属镁时,反应自发进行的最低温度是什么?

20-12 如何鉴别下列物质?

( 1 ) Na 2 CO 3 ﹑ NaHCO 3 和 NaOH;

•  CaO ﹑ Ca(OH) 2 和 CaSO 4

20-13 已知 Mg(OH) 2 的 Ksp= 1.8 × 10 -11 , NH 3 .H 2 O 的 K b =1.8 × 10 -5 ,计算反应:

Mg(OH) 2 + 2NH 4 + ≒ Mg 2+ +2 NH 3 .H 2 O

 

的平衡常数 K ,讨论 Mg(OH) 2 在氨水中的溶解性。

20-14 往 BaCl 2 和 CaCl 2 的水溶液中分别依次加入:( 1 )碳酸铵;( 2 )醋酸;( 3 )铬酸钾,各有何现象发生 ? 写出反应方程式。