课程习题


    

第 21 章 p 区金属

 

21-1 分别举例说明 Sn( Ⅱ ) 的还原性和 Pb( Ⅳ ) 的氧化性。

21-2 完成下列转化过程,用方程式表示之。

( 1 ) Sn → SnCl 2 ≒ Sn(0H) 2 → Na 2 Sn(OH) 6
( 2 ) PbCO 3 ,PbS,PbSO 4 ,PCrO 4
( 3 ) Al ≒ Al 2 O 3 ← Al(OH) 3 → NaAlF 6

21-3 已知 Al 2 O 3 和 Fe 2 O 3 的标准生成热分别为 -1670kJ.mol -1 和 -822 kJ.mol -1 ,计算 Al 与 Fe 2 O 3 反应的反应热,由计算结果说明了什么?

21-4 下列方程式为什么与实验事实不符?

•  2Al(NO 3 ) 3 + Na 2 CO 3 = Al 2 (CO 3 ) 3 +6NaNO 3

•  PbO 2 +HCl = PbCl 4 + H 2 O

•  * Bi 2 S 3 +3S 2 2- =BiS 4 3- + S

21-5 利用标准电极判断锡从铅(Ⅱ)盐置换出铅的过程能否进行到底。

21-6 今有六瓶无色液体,只知它们是 K 2 SO 4 ﹑ Pb(NO 3 ) 2 ﹑ SnCl 2 ﹑ SbCl 3 ﹑ Al 2 (SO 4 ) 3 和 Bi(NO 3 ) 3 溶液,怎样用最简便的办法来鉴别它们?写出实验现象和有关的离子方程式。

21-7 有一种白色固体混合物,可能含有 SnCl 2 ﹑ SnCl 4 .5H 2 O ﹑ PbCl 2 ﹑ PbSO 4 等化合物,从下列实验现象判断哪几种物质是确实存在的,并用反应式表示实验现象。

( 1 )加水生成悬浊液 A 和不溶固体 B ;
( 2 )在悬浊液 A 中加入少量盐酸则澄清,滴加碘淀粉溶液可以褪色;
( 3 )固体 B 易溶于稀盐酸,通入 H 2 S 得黑色沉淀,沉淀与 H 2 O 2 反应转变为白色。

21-8 ( 1 )利用下列数据:

Al 3+ + 3e - = Al(S); Φ A θ = -1.662 V

Al(OH) 4 - + 3e - = Al(S)+4OH - ; Φ B θ =-2.30 V

计算反应 Al 3+ +3e - = Al(OH) 4 - 的平衡常数。

( 2 )用标准电极电势说明下列反应中哪个能正相进行。计算正向进行反应的 和平衡常数。

PbO 2 + 4H + + Sn 2+ → Pb 2+ + Sn 4+ + 2H 2 O

Sn 4+ + Pb 2+ +2H 2 O → Sn 2+ + PbO 2 + 4H +

21-9 往 10ml 0.1mol.L -1 的 Pb(NO 3 ) 2 溶液中加入 10ml 0.1mol.L -1 的氨水,计算说明是否有 Pb(OH) 2 沉淀生成。 [Pb(OH) 2 的溶解度为 0.0155g / 100g 水。 ]

21-10 在铝盐溶液中滴加碱溶液,并充分搅拌,当刚有氢氧化铝沉淀生成时,溶液中 Al 3+ 离子浓度为 0.36mol.L -1 ,问开始沉淀时溶液的 PH 是多少? [ 已知 Ksp(Al(OH) 3 )=1.9 × 10 -33 ]

21-11 试从热力学数据计算下列反应的 ,对这些反应进行的可能性做出判断,并比较锗﹑锡 ﹑铅的高氧化态和低氧化态的稳定性。

( 1 ) GeO 2 + Ge = 2GeO
( 2 ) SnO 2 + Sn = 2SnO
( 3 ) PbO 2 + Pb = 2PbO

21-12 根据标准电极电势判断用 SnCl 2 做还原剂能否实现下列过程,写出有关的反应方程式。

( 1 )将 Fe 3+ 还原为 Fe ;

( 2 )将 Cr 2 O 7 2- 还原为 Cr 3+ ;

( 3 )将 I 2 还原为 I - 。

21-13 完成下列转化过程,以方程式表示之。

( 1 ) Na 3 SbO 3 ≒ Sb(0H) 3 ≒ SbCl 3 ≒ SbOCl

Na 3 SbS 4 Sb 2 S 3 ≒ Na 3 SbS 3

NaBiO 3

( 2 ) Bi(OH) 3 ≒ Bi(NO 3 ) 3 ≒ (BiO)(NO 3 )

Bi 2 S 3

 

( 3 ) Na[Ga(OH) 4 ] Ga GaCl 3

 


Ga(OH) 3

 

21-14 回答下列问题:

•  实验室配制及保存 SnCl 2 溶液时应采取哪些措施?写出有关的方程式。

( 2 )如何用实验方法证实 Pb 3 O 4 中铅有不同价态?

( 3 )金属铝步溶于水,为什么它能溶于 NH 4 Cl 和 Na 2 CO 3 溶液中?

 

 


 

 

第 22 章 ds 区金属

 

22-1 为什么 Cu( Ⅱ ) 在水溶液中比 Cu( Ⅰ ) 更稳定, Ag( Ⅰ ) 比较稳定, 易形成 + Ⅲ氧化态化合物?

22-2 简述:( 1 )怎样从闪锌矿冶炼金属锌?( 2 )怎样从辰砂制金属汞?

22-3 电解法精炼铜的过程中,粗铜(阳极)中的铜溶解,纯铜在阴极上沉积出来,但粗铜中的 Ag ﹑ Au ﹑ Pt 等杂质则不溶解而沉于电解槽底部形成阳极泥, Ni ﹑ Fe ﹑ Zn 等杂质与铜一起溶解,但并不在阴极上沉积出来,为什么?

22-4 有一份硝酸铜和硝酸银的混合物,试设计一个分离他们的方案。

 

22-5 1ml 0.2 mol.L -1 溶液中含有 Cu 2+ 5mg ,若在室温及 101.325kPa 下通入 H 2 S 气体至饱和,析出 CuS 沉淀,问达平衡时,溶液中残留的 Cu 2+ 离子浓度(用 mg.ml -1 表示)为多少?

 

22-6 用反应方程式说明下列现象:

•  铜器在潮湿空气中慢慢生成一层绿色的铜锈;

•  金溶于王水;

•  在 CuCl 2 浓溶液中逐渐加水稀释时,溶液颜色由黄棕经绿色而变为蓝色;

•  当 SO 2 通入 CuSO 4 与 NaCl 浓溶液中时析出白色沉淀;

•  往 AgNO 3 溶液中滴加 KCN 溶液时,先生成白色沉淀后溶解,再加入 NaCl 溶液时并无 AgCl 沉淀生成,但加入少许 Na 2 S 溶液时却析出黑色 Ag 2 S 沉淀;

•  热分解 CuCl 2 .2H 2 O 时得不到无水 。

22-7 有一黑色固体化合物 A ,它不溶于水﹑稀醋酸和氢氧化钠,却易溶于热盐酸中,生成一种绿色溶液 B ,如溶液 B 与铜丝一起煮沸,逐渐变棕黑得到溶液 C 。溶液 C 若用大量水稀释,生成白色沉淀 D 。 D 可溶于氨溶液中,生成无色溶液 E 。 若暴露于空气中,则迅速变成蓝色溶液 F 。往溶液 F 中加入 KCN 时,蓝色消失,生成溶液 G 。往溶液 G 中加入锌粉,则生成红棕色沉淀 H 。 H 不溶于稀的酸和碱,可溶于热硝酸生成蓝色溶液 I 。往溶液 I 中慢慢加入 NaOH 溶液生成蓝色胶冻沉淀 J 。将 J 过滤﹑取出。然后强热,又生成原来化合物 A 。试判断上述各字母所代表的物质,并写出相应的各化学反应方程式。

22-8 解释下列实验事实:

( 1 )铁能使 Cu 2+ 还原,铜能使 Fe 3+ 还原,这两件事实有矛盾?并说明理由;
( 2 )焊接铁皮时,先常用浓 ZnCl 2 溶液处理铁皮表面;
( 3 ) HgS 不溶于 HCl ﹑ HNO 3 和( NH 4 ) 2 S 中而能溶于王水或 Na 2 S 中;
( 4 ) HgC 2 O 4 难溶于水,但可溶于含有 Cl - 离子的溶液中;
( 5 ) HgCl 2 溶液中在有 NH 4 Cl 存在时,加入 NH 3 水得不到白色沉淀 HgNH 2 Cl 。

22-9 利用下列△ f G θ 数据计算 AgCl 的 Ksp 。

AgCl(s) == Ag + (aq) + Cl - (aq)

△ f G θ /kJ.mol -1 -109.72 77.11 -131.17

22-10 将 1.0080g 铜 - 铝合金样品溶解后,加入过量碘离子,然后用 0.1052mol.L -1 NaS 2 O 3 溶液滴定生成的碘,共消耗 29.84ml NaS 2 O 3 溶液,试求合金中铜的质量百分含量。

22-11 计算下列各个半电池反应的电极电势:

( 1 ) HgSO 4 + 2e - ≒ 2 Hg + SO 4 2-

 

 

[ 已知φ θ (Hg 2 2+ /Hg)=0.792V ,Ksp(HgSO 4 )=6.67 × 10 -7 ]
φ 1 θ

( 2 ) CuS φ 2 θ Cu 2 S φ 3 θ Cu

 

[ 已知 φ θ (Cu 2+ /Cu)=0.15V, φ θ (Cu + /Cu) =0.52V,Ksp(CuS)=7.94 × 10 -36 ,Ksp(Cu 2 S)= 1.0 × 10 -48 , φ θ (CuS/Cu)=-0.51V, φ θ (Cu 2 S/Cu)=-0.159V ]

22-12 将 1.4820g 固态纯的金属氯化物样品溶于水后,加过量 AgNO 3 进行沉淀。将所得沉淀经过滤﹑干燥称其质量为 2.8490g ,求该氯化物中氯的含量是多少?写出该氯化物的化学式。

22-13 往 0.01mol.L -1 Zn(NO 3 ) 2 溶液中通入 H 2 S 至饱和,当溶液 PH ≧ 1 时,就可析出 ZnS 沉淀,但若往含 1.0 mol.L -1 CN - 离子的 0.01 mol.L -1 Zn(NO 3 ) 2 溶液中通入 H 2 S 饱和时,则需在 PH ≧ 9 条件下,才可析出 ZnS 沉淀。试计算 Zn(CN) 4 2- 的不稳定常数。(注意,计算中并不需要未给出的其它数据。)

 

22-14 ( 1 )为什么 Cu + 不稳定﹑易歧化,而 Hg 2 2+ 则较稳定。试用电极电势的数据和化学平衡的观点加以阐述;

( 2 )在什么情况下可使 Cu 2+ 转化为 Cu + ,试各举一例;

( 3 )在什么情况下可使 Hg( Ⅱ ) 转化为 Hg( Ⅰ ) ; Hg( Ⅰ ) 转化为 Hg( Ⅱ ) ,试各举三个反应方程式说明。

22-15CuCl 2 ﹑ AgCl ﹑ Hg 2 Cl 2 都是难溶于水的白色粉末,试区别这三种金属氯化物。

22-16 试扼要列出照相术中的化学反应。

22-17 ( 1 )怎样从黄铜矿 CuFeS 2 制备 CuF 2 ;

( 2 )从 [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] 3- 溶液中回收 Ag ;

( 3 )从 ZnS 制备 ZnCl 2 (无水);

( 4 )怎样从 Hg(NO 3 ) 2 制备① Hg 2 Cl 2 ; ② HgO ; ③ HgCl 2 ; ④ HgI 2 ; ⑤ K[HgI 4 ]

22-18 分离下列各组混合物:

•  CuSO 4 和 ZnSO 4 ( 2 ) CuSO 4 和 CdSO 4

( 3 ) CdS 和 HgS ( 4 ) Hg 2 Cl 2 和 HgCl 2

22-19 欲溶解 5.00g 含有 Cu 75.0% ﹑ Zn 24.4% ﹑ Pb 0.6% 的黄铜,理论上需密度为 1.13g .cm -3 的 27.8% HNO 3 溶液多少毫升(设还原产物为 NO )?

22-20 试设计一个不用 而能使下述离子分离的方案: Ag + ﹑ Hg 2 2+ ﹑ Cu 2+ ﹑ Zn 2+ ﹑ Cd 2+ ﹑ Hg 2+ 和 Al 3+ 。

 

22-21 试设计一个可用 H 2 S 能将含有 Cu 2+ ﹑ Ag + ﹑ Zn 2+ ﹑ Hg 2+ ﹑ Bi 3+ ﹑ Pb 2+ 离子的混合溶液进行分离和鉴定的方案。

22-22 为了测定难溶盐 Ag 2 S 的溶度积,可做以下 : 实验装如下原电池,银片做电池的正极,插入 0.1mol.L -1 的 AgNO 3 溶液中,并将 H 2 S 气体不断通入 AgNO 3 溶液中至饱和。做电池负极的锌片插入 0.1mol.L -1 的 ZnSO 4 溶液中,并将氨气不断通入 ZnSO 4 溶液中直至游离氨 NH 3 的浓度达到 0.1 mol.L -1 为止,再用盐桥连接。测得该电池电动势为 0.852V 。试求 Ag 2 S 的 K sp 值。 [ 已知φθ (Ag + /Ag)=0.80V , φθ (Zn 2+ /Zn)=-0.76V , 饱和时 [H 2 S]=0.1 mol.L -1 ; H 2 S 的 K 1 =8.9 × 10 -8 ;K 2 =1.2 × 10 -13 ; K 稳 [Zn ( NH 3 ) 4 ] 2+ =3.8 × 10 8 ]

 

22-23 ( 1 )用一种方法区别锌盐和铝盐;

•  用两种方法区别锌盐和镉盐;

•  用三种方法区别镁盐和锌盐。

22-24 比较锌族元素和碱土金属的化学性质。

22-25 比较铜族元素和锌族元素的性质,为什么说锌族元素较同周期的铜族元素活泼?

 

第 23 章 d 区金属(一)第四周期 d 区金属

 

23-1 试以原子结构理论说明:

( 1 )第四周期过渡金属元素再性质上的基本共同点;

( 2 )讨论第一过渡系元素的金属性﹑氧化态﹑氧化还原稳定性以及酸碱稳定性变化规律;

( 3 )阐述第一过渡系金属水合离子颜色及含氧酸根颜色产生的原因。

23-2 Sc 2 O 3 在哪些性质上与 Al 2 O 3 相似,为什么?

23-3 简述从钛铁矿制备钛白颜料的反应机理,写出反应方程式。试从热力学原理讨论用氯化法从 TiO 2 制金属钛中为什么一定要加碳?

23-4 根据以下实验说明产生各种现象的原因并写出有关反应方程式。

( 1 )打开装有四氯化钛的瓶塞,立即冒白烟;

( 2 )向此瓶中加入浓盐酸和金属锌时,生成紫色溶液;

( 3 )缓慢地加入氢氧化钠至溶液呈碱性,则析出紫色沉淀;

( 4 )沉淀过滤后,先用盐酸,然后用稀碱溶液处理,有白色沉淀生成。

23-5 完成下列反应方程式:

( 1 )溶于氢氟酸;

( 2 )向含有 TiCl 6 2- 的水溶液中加入 NH 4 + 离子;

( 3 )二氧化钛与碳酸钡共熔;

( 4 )以钒铅矿为原料采用氯化焙烧法制五氧化二钒;

( 5 )氧化二钒分别溶于盐酸﹑氢氧化钠 ﹑氨水溶液

( 6 )钒酸铵热分解。

 

23-6 试述 H 2 O 2 在钛﹑钒定量分析化学中的作用,写出有关反应方程式。若钛﹑钒共存时,如何鉴定?

23-7 酸性钒酸盐溶液加热时,通入 SO 2 生成蓝色溶液,用锌还原时,生成紫色溶液,将上述蓝色和紫色溶液混合时得到绿色溶液,写出离子反应方程式。

23-8 钒(Ⅴ)在强酸性溶液和强碱性溶液中各以何种形式存在?试从质子化和缩合平衡讨论随着 PH 逐渐下降,其酸根中钒与氧原子数比值的变化以及 PH 与 钒的总浓度变化规律。

23-9 根据所述实验现象,写出相应的化学反应方程式:

•  加热时如同火山爆发;

( 2 )在硫酸铬溶液中,逐渐加入氢氧化钠溶液,开始生成灰蓝色沉淀,继续加碱,沉淀又溶解,再向所得溶液中滴加溴水,直到溶液的绿色转化为黄色;

•  性介质中,用锌还原 Cr 2 O 7 2- 时, 溶液的颜色变化是:橙色 - 绿色 - 蓝色,反应完成后又变为绿色;

•  往用硫酸酸化了的重铬酸钾溶液中通入硫化氢时,溶液由橙红色变为绿色,同时有浅黄色沉淀析出;

•  往 KCr 2 O 7 溶液中加入 BaCl 2 溶液时有黄色沉淀产生,将该沉淀溶解在浓盐酸溶液中时得到一种绿色溶液;

•  重铬酸钾与硫一起加热得到绿色固体。

 

23-10 铬的某化合物 A 是橙红色溶于水的固体,将 A 用浓盐酸处理产生黄绿色刺激性气体 B 和生成暗绿色溶液 C 。在 C 中加入 KOH 溶液先生成蓝色沉淀 D ,继续加入过量 KOH 溶液则沉淀消失,变成绿色溶液 E 。在 E 中加入 H 2 O 2 加热则生成黄色溶液 F , F 用稀酸酸化,又变为原来的化合物 A 的溶液。问 A ﹑ B ﹑ C ﹑ D ﹑ E ﹑ F 各是什么物质,写出每步变化的反应方程式。

23-11 在含有 CrO 4 2- 离子和 Cl - 离子(它们的浓度均为 1.0 × 10 -3 mol.L -1 )的混合溶液中逐滴地加入 AgNO 3 溶液,问何种物质先沉淀,两者能否分离开?

23-12 已知 2CrO 4 2- + 2H + ≒ Cr 2 O 7 2- + H 2 O K=1.0 × 10 14

( 1 )求 1 mol.L -1 铬酸盐溶液中,铬酸根离子的浓度占 90% 时,溶液的 PH ;

( 2 )求 1 mol.L -1 铬酸盐溶液中,重铬酸根离子的浓度占 90% 时,溶液的 PH 。

23-13 从重铬酸钾出发制备:( 1 )铬酸钾,( 2 )三氧化二铬,( 3 )三氧化铬,( 4 )三氯化铬,写出反应方程式。

 

23-14 75ml 2mol.L -1 的硝酸银溶液恰使溶有 20g 六水合氯化铬(Ⅲ)中的氯完全生成 AgCl 沉淀,请根据这些数据写出六水合氯化铬(Ⅲ)的化学式(结构式)。

23-15 以软锰矿为原料,制备锰酸钾﹑ 高锰酸钾﹑ 二氧化锰 和锰,写出反应方程式。

23-16 取不纯的软锰矿 0.3060g ,用 60ml 0.054 mol.L -1 草酸溶液和稀硫酸处理,剩余的草酸用 10.62ml KMnO 4 溶液除去, 1ml KMnO 4 溶液相当于 1.025ml 草酸溶液。试计算软锰矿中含 MnO 2 的质量分数。

23-17 选择适当的试剂和反应条件,完成下图所示的各种物质间的转化,写出全部反应方程式,找出其中哪些可通过歧化反应来实现。

23-18 有一锰的化合物,它是不溶于水且很稳定的黑色粉末状物质 A ,该物质与浓硫酸反应得到淡红色溶液 B 。且有无色气体 C 放出。向 B 溶液中加入强碱得到白色沉淀 D 。此沉淀易被空气氧化成棕色 E 。若将 A 与 KOH ﹑ KClO 3 一起混合熔融可得一绿色物质 F ,将 F 溶于水并通入 CO 2 ,则溶液变成紫色 G ,且又析出 A 。试问 A ﹑ B ﹑ C ﹑ D ﹑ E ﹑ F ﹑ G 各为何物,并写出相应的方程式。

23-19 向一含有三种阴离子的混合溶液中滴加 AgNO 3 溶液至不再有沉淀生成为止。过滤,当用稀硝酸处理沉淀时,砖红色沉淀溶解得到橙红色溶液,但仍有白色沉淀。滤液呈紫色,用硫酸酸化后,加入 Na 2 SO 3 ,则紫色逐渐消失。指出上述溶液中含哪三种阴离子,并写出有关反应方程式。

23-20 讨论下列问题:

( 1 )根据锰的电势图和有关理论,讨论 MnO 4 2- 离子稳定存在时的 PH 最低应为多少? OH - 浓度为何值?

( 2 )试从生成焓﹑电极电势﹑ 电离能的数据,讨论锰(Ⅱ)不如铁(Ⅲ)稳定的原因;

( 3 )在 MnCl 2 溶液中加入过量 HNO 3 ,再加入足量 NaBiO 3 溶液中出现紫色后消失;

( 4 )保存在试剂瓶中的 KMnO 4 溶液中出现棕色沉淀。

 

23-21 用反应方程式说明下列实验现象:

( 1 )绝对无氧条件下,向含有 Fe 2+ 的溶液中加入 NaOH 溶液后,生成白色沉淀,随后逐渐成红棕色;

•  过滤后的沉淀溶于盐酸得到黄色溶液;

•  向黄色溶液中加几滴 KSCN 溶液,立即变血红色,再通入 SO 2 ,则红色消失;

•  向红色消失的溶液中滴加 KmnO 4 溶液,其紫色会褪去;

•  最后加入黄血盐溶液时,生成蓝色沉淀。

 

25-22 解释下列问题

钴(Ⅲ)盐不稳定而其配离子稳定,钴(Ⅱ)盐则相反;

(1) 当 Na 2 CO 3 溶液与 FeCl 3 溶液反应时,为什么得到的是氢氧化铁而不是碳酸铁?

(2) 为什么不能在水溶液中由 Fe 3+ 盐和 KI 制得 FeI 3 ?

(3)Fe 与 Cl 2 可得到 FeCl 3 ,而 Fe 3+ 与 HCl 作用只得到 FeCl 2 ;

(4)Co 和 Ni 的相对原子质量与原子序数的顺序为何相反?

(5)CoCl 2 与 NaOH 作用所得沉淀久置后再加浓 HCl 有氯气产生?

 

25-23 金属 M 溶于稀 HCl 生成 MCl 2 ,其磁矩为 5.0 B.M 。在无氧条件下, MCl 2 与 NaOH 作用产生白色沉淀 A , 接触空气逐渐变成红棕色沉淀 B ,灼烧时, B 变成红棕色粉末 C 。 C 经不完全还原,生成黑色的磁性物质 D 。 B 溶于稀 HCl 生成溶液 E 。 E 能使 KI 溶液氧化出 I 2 ,若在加入 KI 前先加 NaF ,则不会析出 I 2 。若向 B 的浓 NaOH 悬浮液中通氯气,可得紫红色溶液 F ,加入 BaCl 2 时就析出红棕色固体 G 。 G 是一种很强的氧化剂。试确认 M 及由 A 到 G 所代表化合物,写出反应方程式,画出各物质之间相互转化的相关图。

23-24 有一钴的配合物,其中各组分的含量分别为钴 23.16% ,氢 4.71% ,氮 33.01% ,氧 25.15% ,氯 13.95% 。如将配合物加热则失去氨,失重为该配合物质量的 26.72% 。试求该配合物中有几个氨分子,以及该配合物的最简式?

23-25 举出鉴别 Fe 3+ ﹑ Fe 2+ ﹑ Co 2+ 和 Ni 2+ 离子的常用方法。

23-26 试设计一最佳方案,分离 Fe 3+ ﹑ Al 3+ ﹑ Cr 3+ 和 Ni 2+ 离子?

23-27 ( 1 ) Cr 3+ ﹑ Mn 2+ ﹑ Fe 3+ ﹑ Fe 2+ ﹑ Co 2+ ﹑ Ni 2+ 中哪些离子能在水溶液中氨合?

(2)Ti 3+ ﹑ V 3+ ﹑ Cr 3+ ﹑ Mn 3+ 中哪些离子能在水溶液中会歧化,写出歧化反应式。

23-28 写出下列元素在强酸性及强碱性溶液中分别存在的最简单形式(一般不考虑缩合)。

Ti( Ⅳ ),V( Ⅴ ),Cr( Ⅵ ),Cr( Ⅲ ),Mn( Ⅱ ),Mn( Ⅶ ),Fe( Ⅲ )

 

23-29 请将下列物质根据顺反磁性进行分类。

(1)[Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 .H 2 O (2)K 4 [Fe(CN) 6 ].3H 2 O

(3) K 3 [Fe(CN) 6 ] (4)[Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 (5)Ni(CO) 4

23-30 一种不锈钢是 Ni ﹑ Cr ﹑ Mn ﹑ Fe 的合金,试设计一种简单的定性分析方法。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第 24 章 d 区金属(二)第五、六周期 d 区金属

24-1 简述第五、六周期 d 区金属与第四周期 d 区金属的主要差别。

24-2 为什么锆、铪及其化合物的物理、化学性质非常相似,如何分离锆和铪?

24-3 举出铌、钽及其化合物性质的主要差别以及分离铌和钽的方法?

24-4 锌汞齐能将钒酸盐中的钒(Ⅴ)还原至钒(Ⅱ),将铌酸盐的铌(Ⅴ)还原至铌(Ⅳ),但不能使钽酸盐还原,此实验结果说明了什么规律性?

24-5 试以钼和钨为例说明什么叫同多酸?何谓杂多酸,举例说明。

24-6 选择最合适的方法实现下列反应:

( 1 )溶解金属钽;

( 2 )制备氯化铼;

( 3 )溶解 WO 3 。

24-7 选择最合适的制备路线和实验条件制备下列物质:

( 1 )以锆矿石为原料制备金属锆;

( 2 )以铌铁矿为原料制备金属铌;

( 3 )以辉钼矿为原料制备金属钼;

( 3 )以黑钨矿为原料制备金属钨。

24-8 依据铂的化学性质指出铂器皿中是否能进行有下述各试剂参与的化学反应:

( 1 ) HF ( 2 )王水 ( 3 ) HCl+H 2 O 2

( 4 ) NaOH+Na 2 0 2 ( 5 ) Na 2 CO 3 ( 6 ) NaHSO 4

( 7 ) Na 2 CO 3 +S ( 8 ) SiO 2

24-9 完成本章图 24-13 铂系金属分离图中各步反应方程式。

24-10 完成并配平下列反应:

(1) ZrCl 4 + H 2 O →

(2)(NH 4 )[ZrF 6 ] →
(3)Nb 2 O 5 + NaOH →
(4) MoO 3 + NH 3 .H 2 O →

(5)(NH 4 ) 2 MoO 4 + H 2 S + HCl →
(6)RuO 4 + HCl →
(7)Pt+ HNO 3 + HCl →
(8) (NH 4 ) 2 PtCl 6 →
(9)K 2 PtCl 6 + K 2 C 2 O 4 →

(10)PdCl 2 + KOH →

24-11 比较铂系元素与铁系元素的异同?

 

24-12 Tc 2 O 7 与 Re 2 O 7 的结构有何不同?

24-13 完成下列变化,写出反应方程式:

(1)Nb 2 O 5 → NbCl 5 → NbOCl 3 → Na 2 NbOCl 5

(2)MoO 3 → MoO 4 2- → MoCl 3

(3)Pt → PtF 6 → Xe[PtF 6 ]
(4)Rh → RhCl 3 → RhI 3
(5)Pt → H 2 PtCl 6 → (NH 4 ) 2 PtCl 6 → Pt

24-14 指出下列化合物的结构:

( 1 ) [Nb 6 O 19 ] 8- ( 2 ) ZrO 2 ( 3 ) [Mo 7 O 24 ] 6-

24-15 一纯的铂化合物,经测定相对分子质量为 301 ,化合物中含 Pt 64.8% ,Cl 23.6% ,NH 3 5.6% ,H 2 O 6.0% :

( 1 )指出此化合物的分子式;

( 2 )画出可能的结构式;

( 3 )讨论各种结构的相对稳定性。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第 25 章 f 区金属镧系与锕系金属

25-1 解释下列名词概念:

•  什么叫镧系元素?锕系元素?过渡元素?

•  什么叫镧系收缩?锕系收缩?

25-2 镧系元素和锕系元素在价电子层结构上有什么相似之处?在氧化态上有何差异?原因何在?

25-3 解释下列问题:

( 1 )为什么镧系元素的特征氧化态是 + Ⅲ ?

( 2 )钍﹑镤﹑铀为什么出现多种氧化态?
( 3 )钍﹑镤﹑铀的主要氧化态为 + Ⅳ﹑ + Ⅴ﹑ + Ⅵ,为什么不把它们分别归入第四﹑五﹑六副簇中?

25-4 写出由独居石制备钍的主要反应方程式。

25-5 写出由沥青矿制备铀的主要反应方程式。

25-6 举例说明锕系元素与镧系元素以及与 d 过渡元素的相似之处?

 

25-7 完成下列反应方程式:

ThF 4 Th

( 1 ) Th ThO 2 Th(NO 3 ) 4 Th(C 2 O 4 ) 4 4-

 


ThCl 4


( 2 ) UO 2 (NO 3 ) 2 UO 3 UO 2 UF 4 UF 6 UO 2 F 2

 

 


Na 2 U 2 O 7 U

25-8 哪些锕系元素是自然界中存在的?哪些是人工合成的?

 

 

 

 

第 26 章 无机合成化学简介

26-1 无机合成化学在国民经济的发展中有什么重要意义?

 

26-2 无机合成化学包括哪些内容?

26-3 试述制备单质的主要方法。

26-4 试述制备卤化物﹑硫化物﹑氮化物﹑碳化物﹑氧化物的主要方法。

26-5 什么是水热合成﹑光化学合成 ﹑等离子体合成? 试举例说明。

26-6 获得高温﹑低温 ﹑高压﹑高真空的方法有哪些?各举三例。

26-7 什么是化学转移反应?什么是化学气相沉积?

26-8 如何从矿石中制取纯化合物?什么是干法﹑湿法?各举例说明。

26-9 讨论化学污染的来源有哪些?怎样进行防治?

 

 

 

第 27 章特殊类型的无机化合物

27-1 列举 V ﹑ Cr ﹑ Fe 和 Ni 的单核金属羰基配合物,写出它们的分子式,并指出哪些符合 EAN 规则?

27-2 为什么羰基配合物中过渡金属可以是零氧化态,甚至是负氧化态(如 [Co(CO) 4 ] - ﹑ [V(CO) 6 ] - 等)?

27-3 讨论并解释在 V(CO) 6 - ﹑ Cr(CO) ﹑ Mn(CO) + 系列中 CO 的伸缩振动频率的变化趋势(提示:它们之间的 键都比较弱,从形成反馈 键的强弱的角度分析)。

27-4 画出 Fe 2 (CO) 9 ﹑ Ru(CO) 12 和 Rh 4 (CO) 12 的结构。

 

27-5 解释下列现象:

( 1 ) CO 和 N 2 是等电子体,但 N 2 比 CO 生成配合物的能力差;

( 2 ) CO 和 NO 为配体的钛的化合物一般难以形成;

( 3 ) Mn 的配合物可以 Mn 2 (CO) 10 的形式存在,也可以 Mn(CO) 5 H ﹑ Mn(CO) 5 Cl 的形式存在,却不存在 Mn(CO) 5 ,为什么?

 

27-6 通过计算说明,下列配合物是否满足有效原子序数规则?中性分子指出中心原子的氧化态。

( 1 ) [Cr(C 6 H 6 )(CO) 3 ] ; (2)Mn(CO) 4 (NO); (3)[Co(NH 3 ) 6 ] 3+

 

27-7 写出下列反应的化学方程式:

•  在 PtCl 2 的盐酸溶液中通入乙烯,然后加入 KCl 制备蔡斯盐;

•  用茂化钠与 FeCl 2 在四氢呋喃中反应制备二茂铁;

•  六羰基合铬部分 CO 被 C 6 H 6 取代的反应;

•  金属钠与 V(CO) 6 的反应。

27-8 说明 π - 酸配合物和π配合物有何共同点和不同点。

27-9 说明 [Re 2 Cl 8 ] 2- 配离子中 Re-Re 间的成键特征。

27-10 二茂铁和二茂钴相比,哪一个稳定性大试说明理由。

27-11 在含有线性 OC-M-CO 基团的羰基配合物中,( 1 )当一个 CO 被三乙胺取代;( 2 )配合物若带一个正电荷;( 3 )配合物若带一个负电荷, CO 的伸缩振动频率将若如何变化?

27-12 已知化学式分别为 Mn 2 (CO) 10 和 Co 2 (CO) 8 两个配合物, Mn 2 (CO) 10 只有 2044 ~ 1980cm -1 范围内的伸缩振动带;而 Co 2 (CO) 8 具有 2071 ~ 2022 cm -1 的振动带和另外两个分别为 1860 cm -1 ﹑ 1858 cm -1 的振动带,画出两种化合物的结构式(提示:桥联结构式和非桥联结构式)。

 

27-13 举例说明簇状配合物和多核配合物概念上有何不同之处,二者有何关系?

27-14 画出硼烷结构中 2c -2e B-H 键﹑ 2c -2e B-B 键﹑ B H ︵ B 键﹑闭合型 3c -2e 键﹑ 开放式 B B ︵ B 键的轨道重叠情况图。

 

27-15 运用威德规则,判断下列物种所属结构类型(闭式、巢式、蛛网式)。

B 6 H 6 2- ,B 10 H 10 2- ,B 12 H 12 2- ,B 4 C 2 H 6 ,B 10 C 2 H 12 ,B 5 H 11 ,B 4 H 10 ,B 10 H 15 -

27-16 请写出下列各物质的制备反应:

( 1 ) NaBH 4 ( 2 ) B 2 H 6 ;( 3 ) B 5 H 9 ;( 4 ) B 12 H 12 - ;( 5 ) B 9 C 2 H 12 - ;( 6 ) B 9 C 2 H 11 2-


 

 

 

第 28 章生物无机化学简介

 

28-1 叙述钠、钾、钙、铁、铜、锌、钴等元素的各自的生物功能。

28-2 什么是蛋白质的肽键结构?蛋白质二级、 三级结构中各依靠何种作用力形成的?

28-3 写出八面体场中,高自旋 Fe (Ⅱ)和低自旋 Fe (Ⅱ) 的电子组态,为什么高自旋具有较大的半径?

28-4 什么是血红蛋白的合作效应?佩鲁茨机理如何解释血红蛋白的合作效应?

28-5 试述羧肽酶 A 的活性部位的结构及可能作用机制?

28-6 为什么氧化还原酶中优先使用如 Mn 、 Fe 、 Co 和 Cu 这样的 d 区金属,而不是使用 Zn 、 Ca 、 Mg 等金属?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第 29 章无机固体化学简介

 

29-1 合金有哪些类型?固溶体合金和金属化合物合金有何不同?什么叫做电子化合物?该型化合物的电子数是如何定义的?

29-2 考察图 29-14 的 Cu 5 Zn 8 晶胞,作出判断:它是素晶胞还是带心晶胞?

 

29-3 研读本章有关内容对“超构”下一个定义,并与其他同学进行讨论。

 

29-4 查阅参考书回答:传统的“陶瓷”和“瓷器”的原料、组成、烧成温度、机械强度、外观有何不同?我国的陶瓷和瓷器至迟出现于什么年代?欧洲人是何处获得我国制造陶瓷的秘密的?

29-5 温度对离子导体和电子导体的导电性的影响有何不同?应这样解释?

29-6 本章提到的迄今为止导电性最强的室温固体电解质是什么?

29-7 写出钠硫电池充电反应和放电反应。

29-8 除用作钠硫电池固体电解质外, Na- -Al 2 O 3 还可用徕提纯金属钠。试想象该装置的结构和运行条件,随后查阅文献资料 [ 例如:《快离子导体(固体电解质)》基础、材料、应用林祖等编著,上海科学出版社, 1983 年第一版第 378 页 ] 对自己的想象力进行检讨。

 

29-9 锂离子电池和锂电池是不是一类电池?

29-10 什么是 YSZ ?钇的掺杂对它的离子导电性有什么作?

29-11 登陆 http://www.nedo.go.jp/nencho/nenryo_denchi/sofc/image/sofc-re.gif 观察用氧离子导体 YSZ 等制作的以 CO+H 2 和为燃料以空气为氧化剂的燃料电池的动态模型图。写出电池方程式、电池符号和电极反应。

 

29-12 在 EuF 2 中掺杂 La 3+ 对其离子导电性有何影响?应怎样理解这种影响?

29-13 将 Na- β -Al 2 O 3 浸泡在强酸溶液中,将得到质子导体,后者的导电载流子是什么?

 

29-14 计算 Yba 2 Cu 3 O7- δ ,δ =0.2 时 , Cu 3+ 和 Cu 2+ 的摩尔比。

29-15 预测高温超导陶瓷呈说明颜色?为什么?(提示:本题答案可从例如 http://www.can.cz/powders.htm 网站或者 http://physics.usyd.edu.au/ugrad/tsp.html 找到,后者有 YBCO 超导的制作过程可供参考)。

 

29-16 登陆 Http://www.innost.com/ (中文)网站阅读并摘记超导导线的应用场合。该公司制作的超导 Bi-2223 是什么物质?试从其它资源查出其化学式。

 

29-17 磁悬浮列车是否必须有超导体才能实现?

29-18 从 Google images 搜索羟基磷灰石( hydroxyapatite,HAP )的晶体结构图。从晶体结构如何解释它是一种极佳的离子交换剂,例如,它的组成离子—— OH - 是很容易被其它负离子, 例如 F - 离子代换的。如何理解它是亲水的,可通过吸附的水分子亲和蛋白质?

 

29-19 3A 分子筛﹑ 4A 分子筛和 5A 分子筛的 3A ﹑ 4A ﹑ 5A 代表什么意义 ? 它们的组成和结构有何异同?它们各有何实际应用价值 ? 调查一下,用于保干器做干燥剂的是其中哪一种分子筛。它们的宏观外形?怎样使用过的作干燥剂的分子筛恢复其初始的干燥性能?

29-20 登陆网站 http://www.iza-online.irg/ ,试问:“八面沸石笼”是什么多面体?它由哪些面构成?什么叫 X 型沸石和 Y 型沸石?提示:打开网站首页后点击左边的“ structure ”进入其结构分部网页,点击其中的 Atlas of Zeolite Framework Types ,在呈现的符号表中点击 FAU ,即可获得该沸石的结构模型图(可放大)及其说明;若欲详尽了解该结构可点击左边的 atlas PDF 文件(需 acrobat reader 浏览器方可打开,该浏览器可从 http://www.chinapdf.com 下载)。 X 型和 Y 型沸石均属 FAU (欲得知沸石和分子筛名称与代号关系可由该网站 IZA-SC/Atlas pdf/Isotypic Material Index .pdf 查获)。

 

29-21 设氯化钠颗粒呈立方体,试模型化地给出计算颗粒的总原子数和表面原子数的公式以及计算颗粒表面原子占总原子的百分数的公式。分别计算颗粒大小相当于 1 ﹑ 1000 ﹑ 10 6 个氯化钠晶胞时表面原子占总原子的百分数。(提示:本题答案可参考《中学化学教学参考》 2002 年第 1 期有关文章。)

 

 

 

第 30 章核化学

30-1 平衡下列核反应式:

( 1 ) 36 87 Kr → 0 -1 e + ?
( 2 ) 24 53 Cr + 2 4 He → 0 1 n + ?
( 3 ) 92 235 U + 0 1 n → 56 140 Ba + ? + 2 0 1 n
( 4 ) 92 235 U → 2 4 He + ?
( 5 ) 12 24 Mg + 1 0 n → 1 1 H + ?

30-2 写出下列核反应方程式:

•  7 14 N ( n,p ) 6 14 C

•  7 15 N(p,a) 6 12 C

•  17 35 Cl(n,p) 16 35 S

30-3 在下列反应中,将“?”所表示的产物写出(包括元素符号、原子序数和质量数)。

( 1 ) 93 237 Np → 2 4 He + ?
( 2 ) 27 60 Co → -1 0 e+ ? (衰变)
( 3 ) 20 41 Ca → ?( 电子俘获 )
( 4 ) 6 11 C → 1 0 e + ?
( 5 ) 12 24 Mg + 1 2 H → 12 25 Mg + ?

( 6 ) 3 6 Li + 0 1 n → 2 4 He + ?

30-4 在下列反应中,产生哪些粒子?

( 1 ) 4 9 Be + 2 4 He → 6 12 C + ?
( 2 ) 88 226 Ra → 86 232 Rn + ?
( 3 ) 6 14 C → 7 14 N + ?
( 4 ) 9 18 F → 8 18 O + ?
( 5 ) 1 3 H + 1 2 H → 2 4 He + ?

30-5 下列同位素,哪种具有放射性?简要说明原因

( 1 ) 2040Ca ;( 2 ) 84 210 Po ;( 3 ) 25 54 Mn 。

30-6 你认为下列两对核素,每对中哪一种的丰度大些?根据核稳定性简要说明理由。

( 1 ) 6 14 C 或 7 14 N ; ( 2 ) 8 16 O 或 9 16 F 。

30-7 下列衰变,哪一个能降低碘 -131 的 n : p 值

•  放射质子;( 2 )放射 粒子;

•  放射 射线;( 4 )放射正电子;( 5 )放射 粒子;( 6 )电子俘获。

30-8 锶 -137 的半衰期是 30 年,试计算 8mg 的锶 -137 样品,在 10 年以后还剩余多少毫克?

30-9 根据下列每种同位素的半衰期,试计算每种同位素都是 100g 时,在指定的时间末,还剩多少?

( 1 ) 75 189 Re ; T 1/2 =24h ; 5d 。

( 2 ) 68 153 Er ; T 1/2 =34s ; 2.4h 。

( 3 ) 89 221 Ae ; T 1/2 =52ms ; 1.664s 。

30-10 某岩石经过分析含有铀 -238 和铅 -206 ,其质量比 235 U/ 206 Pb=1.5 ,铀 238 半衰期为 4.5 × 10 9 年,试计算此岩石的年龄。

30-11 在下午 1 时开始测定一纯的放射性同位素样品,每分钟 1555 次衰变,同日下午 2 时下降到每分钟 069 次衰变,计算此岩石的年龄。

30-12 碘 -131 半衰期为 8.1 天,有一样品开始放射性强度为 0.50mci (毫居里),问 4 天后样品放射性强度为多少毫居里。

30-13 4n+3 系的母体是 92 239 U 经过连续衰变直到 82 207 Pb ,其间经过几个α放射和几个β放射?

30-14 4n 系的母体是 90 232 Th ,此核经过 6 个 放射和 4 个 放射,通常其顺序为 ,确定每一步产生新核的名称,原子序数和质量数。

30-15 ( 1 ) 90 Sr 的半衰期为 29 年,计算衰变常数 (年 -1 )

(2) 计算 90.0% 的 90 Sr 衰变所需要的时间。

30-16 氚 1 3 H 的半衰期为 12 年,就算 36 年将有百分之几的 1 3 H 衰变。

30-17 234 Th 的半衰期为 24 天,如果此同位素的 99.9% 衰变需要多长时间?

30-18 ( 1 ) 238 U 的半衰期为 4.51 × 10 9 年,如岩石中含有 N 个 238 U 原子,在 4.51 × 10 9 年内, 238 U 衰变到 206 Pb ,将会产生多少氦原子?

( 2 )分析某岩石的氦和铀的含量,发现含有 1.00 × 10 -9 mol 的 238 U 原子和 2.00 × 10 -9 mol 2 4 He 原子,假设所有的氦都是由 238 U 衰变到 206 Pb 所产生的,并且所有的氦都保留在岩石中,试问当岩石形成时由多少摩尔的 238 U 原子

( 3 )计算此岩石的年龄。

30-19 计算下列原子核的平均结合能。

( 1 ) 8 16 O( 15.99025 g /mol -1 )

( 2 ) 90 230 Th( 229.9837 g /mol -1 )

30-20 计算下列聚变反应的 △ H m

1 2 H + 1 2 H → 2 3 He + 0 1 n

已知 2 3 He 摩尔质量 = 3.01603g /mol -1

 

30-21 要一个 3 7 Li 原子核分裂为质子和中子,需要供给多少能量?(假若 3 7 Li 摩尔质量 = 7.01436 g /mol -1 )

30-22 当一个 3 7 Li 和 1 个 1 2 H 发生聚变,能放出多少能量?

3 7 Li + 1 2 H → 2 2 4 He + 0 1 n

30-23 核反应与一般化学反应有何不同?

 

30-24 解释下列名词:

核结合解,裂变,聚变,临界质量。

30-25 写出氮 -15 轰击锎 -249 获得第 105 号元素的合成方程式。

30-26 超重元素的合成方程有什么共同特点?

 

30-27 超重元素的衰变有什么共同规律?

 

30-28 为什么第 114 号元素已经合成而第 113 号元素尚缺?该事实与核稳定性的理论有什么关系

 

30-29 通过互联网查阅超铀元素的名称的来源。

 

30-30 通过互联网查阅:合成超铀元素有几种基本途径?

 

30-31 哪个核素是 114 号元素中寿命最长的?它预示着什么理论预言?

30-32 预测第 114 号元素的化学性质。

 

30-33 查阅有关 118 号元素和 116 号元素的合成的报道,并将图 30-2 , 3 , 4 中由于该报道得到的衰变产物删去。

 

30-34 举出超重元素的实际价值的重要例子。

 

30-35 访问我国的原子能科学院的网站。