无机化学万题库答案计算题(共145页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上（十六） 碱金属 碱土金属 1标定反应为 ： 2 HCl Na2CO3 H2CO3 2 NaCl 根据反应式 HCl×2×0.0979 (mol · L1) 2电解反应为 ： 2 NaCl H2O 2 NaOH H2 Cl2 电解产生NaOH ，因此NaOH的浓度决定溶液的pH 值 。 1.78×103 (mol) OH3.56×103 (mol · L1) pH14 (lg 3.56×103) 11.55 3生产氢氧化钠的质量为 ：113.5 (吨) 氢氧化钠的纯度为 ： 中和反应为 2 NaOH H2SO4 Na2SO4 2 H2O 1 mol 硫酸与 2 mol 氢氧化钠反应 ，所以 2.4 g 氢氧化钠样品中纯氢氧化钠为 ： 1.0××2×40.0 2.16 (g) 氢氧化钠样品的纯度 ×10090 4在水溶液中BaCO3与Fe3有如下沉淀转化平衡 ：BaCO3 Fe3 3 H2O Fe (OH)3 3 HCO3 3 Ba2 K ()3××(1.0×1014)3 38.5 反应向右进行 ，所以加入BaCO3能使Fe3离子转化为Fe (OH)3 。 5固态金属生成气态金属离子的能量变化只涉及熔化热、气化热和电离能 ； Li ：3.01 135 526 664.01 (kJ · mol1) Na ：2.60 89.1 502 593.70 (kJ · mol1) K ： 2.30 77.4 425 504.70 (kJ · mol1) Rh ：2.20 69.4 409 480.60 (kJ · mol1) Cs ：2.10 65.3 382 449.40 (kJ · mol1) 从所得结果看，最活泼的金属是Cs 。 固态金属生成水合金属离子的能量变化涉及熔化热、气化热、电离能和水合热 ： Li ：3.01 135 526 515 149.01 (kJ · mol1) Na ：2.60 89.1 502 406 187.70 (kJ · mol1) K ： 2.30 77.4 425 322 182.70 (kJ · mol1) Rh ：2.20 69.4 409 293 187.60 (kJ · mol1) Cs ：2.10 65.3 382 264 185.40 (kJ · mol1) 从所得结果看，最活泼的金属是Li 。由于Li离子的半径特别小 ，其水合热特别大 ， 所以由固态金属生成水合金属离子的能量变化最小 ，使锂的化学活泼性反常的高 。 6镁条燃烧所发生的反应为 ：2 Mg O2 2 MgO 3 Mg N2 Mg3N2 镁条燃烧产物与盐酸作用的反应如下 ：MgO 2 HCl MgCl2 H2O Mg3N2 6 HCl 3 MgCl2 2 NH3 生成的NH3进一步与盐酸作用 ：NH3 HCl NH4Cl 即 Mg3N2 8 HCl 3 MgCl2 2 NH4Cl 根据题意 ，镁条燃烧产物与盐酸作用消耗盐酸总量为 ： 60 12 48 (m mol) 而由NH4Cl加碱蒸馏逸出的氨为 ： 10 4 4 (m mol) 4 m mol 的NH3 相当于4 m mol NH4Cl ， 从 式知 ，4 m mol NH4Cl 又相当于 16 m mol HCl 。 则，实际用于溶解MgO消耗的HCl量为 ： 48 16 32 (m mol) 根据 式和 式 ，1 m mol Mg 生成1 m mol MgO ，而1 m mol MgO 消耗 2 m mol HCl 。故原镁条中生成MgO的Mg 为 16 m mol 。 从 式知 ，4 m mol NH4Cl 相当于2 m mol Mg3N2 ，根据 式 ，2 m mol Mg3N2需要 6 m mol Mg 生成 。因此 ，原镁条中的Mg 总量是 ： 16 6 22 (m mol) 故原来镁条质量为 ： 0.5347 (g) 7沉淀转化反应为 ：SrSO4 CO32 SrCO3 SO42 BaSO4 CO32 BaCO3 SO42 607 0.04 计算结果表明 ：SrSO4 转化为 SrCO3 比较完全 ，而BaSO4 转化为BaCO3 的量很少 。因此可以通过控制CO32 离子浓度或SO42 离子浓度抑制BaSO4 转化 ，从而达到从天青石中除钡提纯锶化合物的目的 。 假定溶液中 CO321.0 mol · L1 ，计算 SO42 控制范围 ： 对于反应 ：607 则 SO42607CO32607 (mol · L1) 即当溶液中SO42< 607 mol · L1时 ，反应 向右进行 ，可转化为SrCO3 ； 对于反应 ：0.04 则 SO420.04CO320.04 (mol · L1) 即当溶液中SO42> 0.04 mol · L1时 ，反应 向左进行 ，BaSO4 难转化 。 结论 ：当溶液中 CO321.0 mol · L1 ，控制SO42在 0.04 607 mol · L1 ，则 SrSO4 可转化为SrCO3 而BaSO4 难转化为BaCO3 。 假定溶液中 SO421.0 mol · L1 ，计算 CO32 控制范围 ： 对于反应 ：607 则 CO321.65×103 (mol · L1) 即 CO32> 1.65×103 mol · L1 ，反应向右进行 ，可转化为SrCO3 ； 对于反应 ：0.04 则 CO3225 (mol · L1) 即 CO32<25 mol · L1 时 ，反应 向左进行 ，BaSO4 难转化 。 结论 ：当溶液中 SO421.0 mol · L1 ，控制CO32在1.65×103 25 mol · L1 ，则 SrSO4 可转化为SrCO3 而BaSO4 难转化为BaCO3 。 上述两种控制条件在生产上都是可以实现的 。（十七） 铜 银 金 锌 镉 汞 1 j(Cu+ / Cu) 0.52 v ， j(Cu2S / Cu) j (Cu+ / Cu) j(Cu+ / Cu) lg Cu2 0.52 lg 2.5×1048 0.89 (v) j(Cu2+ / Cu+) 0.159 v ， j(CuS/Cu2S) j (Cu2+ / Cu+) j(Cu2+ / Cu+) 0.0591 lg 0.159 0.0591 lg 0.515 (v) j(CuS/Cu) 0.703 (v) 2 j(Cu2S / Cu) 0.896 v 而 j(Cu2S / Cu) j (Cu+ / Cu) j(Cu+ / Cu) lg Cu2 0.896 0.52 lg KspCu2 S KspCu2 S1.2×1048 j(CuS/Cu2S) j (Cu2+ / Cu+) j(Cu2+ / Cu+) 0.0591 lg 0.50 j(Cu2+ / Cu+) 0.0591 lg j(Cu2+ / Cu+) 0.158 (v) 30.0143 (g) 或14.3 (mg) 4所发生的反应为 ：2 Cu2 5 I 2 CuI I3I3 2 S2O32 3 I S4O62 从反应式可推断 ，1 mol Cu2相当于1 mol S2O32 。 Cu×10019.79 5jCu (NH3)42/Cuj (Cu2+ / Cu) j(Cu2+ / Cu) lg Cu2 0.337 lg 0.057 (v)Cu 在1.0 molL1 NH3H2O 中形成0.01 molL1 的 Cu (NH3)42的电势为 ：Cu (NH3)42 2 e Cu 4 NH3形成0.01 molL1 的 Cu (NH3)42消耗了0.04 molL1 的NH3 ，剩余NH3的浓度为0.96 molL1 。则 j Cu (NH3)42/CujCu (NH3)42/Cu lg 0.114 (v) 在0.96 molL1 的氨水条件下 ，空气中氧的电势可计算如下 ： OH4.2×103 (molL1) 而 O2 2 H2O 4 e 4 OH j(O2 / OH) 0.401 v 空气中 0.21p ， j (O2 / OH) j(O2 / OH) lg 0.53 (v) 由于j (O2 / OH) > j Cu (NH3)42/Cu，所以在有空气存在的情况下，Cu 能溶于1.0 molL1 NH3H2O 中 ，形成0.01 molL1 的 Cu (NH3)42。 6该反应的正极电势为 j(Cu2+ / CuBr2) ，负极电势为 j(CuBr2/ Cu) 。 j(Cu2+ / CuBr2)j (Cu2+ / Cu+)j(Cu2+ / Cu+) 0.0591 lg 0.159 0.0591 lg 0.507 (v)j(CuBr2/ Cu)j(Cu+ / Cu) 0.0591 lg Cu 0.52 0.0591 lg 0.172 (v) lg K5.67 K4.7×105 7 K 分子分母同乘以 Cu2OH2 KK稳Cu (OH)4 2×KspCu (OH)2 1.7×103 K稳Cu (OH)4 2×2.2×1020 K稳Cu (OH)4 27.7×1016 溶解反应为 Cu(OH)2 2 OH Cu(OH)42 达到平衡时 0.10 代入平衡常数表达式 1.7×103 解得 7.7 (mol · L1) NaOH 的最初浓度至少为 7.7 0.20 7.9 (mol · L1) 8 j(AuCl2/ Au)j (Au+ / Au) j(Au+ / Au) 0.0591 lg Au 1.611.68 0.0591 lg K稳AuCl215.3画出金的元素电势图 ： Au3 Au 1.68 v Au 1.50 v j(Au3+ / Au)1.41 (v) j(AuCl4/AuCl2)j (Au3+ / Au)j(Au3+ / Au) lg 0.93 1.41 lg 0.93 1.41 lg K稳Au Cl422.7×1017 9 K 分子分母同乘以 Zn2OH2 KK稳Zn (OH)4 2×KspZn (OH)2 4.79 K稳Zn (OH)4 2×1.2×1017 K稳Zn (OH)4 24.0×1017 j(Zn (OH)42/ Zn)j (Zn2+ / Zn)j(Zn2+ / Zn) lg Zn2 0.763 lg 1.28 (v)10歧化反应 Hg Hg2 Hg 平衡浓度 / molL1 0.10 代入平衡常数表达式 7.04×103 解得 Hg27.0×104 (molL1) 计算结果表明 ，在在0.10 molL1的 Hg溶液中还是有少量Hg2离子 。所以不能说 Hg在溶液中根本不歧化 ，而是歧化的量很少（不到1）。11CuS溶于KCN 溶液的反应 ：2 CuS 10 CN 2 Cu (CN)43 (CN)2 2 S2 该反应由如下两个反应加合构成 ：2 CuS 2 CN Cu2S (CN)2 S2 K1Cu2S 8 CN 2 Cu (CN)43 S2 K2 K1 计算如下 ： j(CuS / Cu2S) j (Cu2+ / Cu) j(Cu2+ / Cu) 0.0591 lg 0.16 0.0591 lg 0.456 (v) lg K1 9.68 K1 2.1×1010 K2 计算如下 ： K2 KspCu2S×(K稳 Cu (CN)43)21.0×1011 则 KK1×K2 2.1×1010×1.0×1011 21 计算表明反应可以向右进行 。12电极反应 CuCl32 e Cu 3 Cl j(CuCl32/ Cu)j (Cu+ / Cu) j(Cu+ / Cu) 0.0591 lg 0.52 0.0591 lg 0.183 (v) 在浓盐酸条件下 HCl12 (mol · L1) j (CuCl32/ Cu)j(CuCl32 / Cu) 0.0591 lg 假定CuCl321.0 mol · L1 0.183 0.0591 lg 0.0083 (v) j (H/ H2)j(H/ H2) 0.0591 lg H 0.00 0.0591 lg 12 0.064 (v) 由于 j (H/ H2) > j (CuCl32/ Cu) ，所以铜能从浓盐酸中置换出氢气 。 实验表明 ，在加热时铜能够溶于浓盐酸中 ，与以上计算情况相符 。13铜溶于KCN溶液的反应为 ：2 Cu 4 CN 2 H2O 2 Cu(CN)2 H2 2 OH 负极反应为 Cu(CN)2 e Cu 2 CN 负极电势为 j(Cu(CN)2/Cu)0.52 0.0591 lg 0.90 (v) 正极反应为 2 H2O 2 e H2 2 OH 正极电势为 j(H2O / H2)j(H/ H2) 0.0591 lg H 0.00 0.0591 lg 1.0×1014 0.83 (v) 由于KCN溶液中OH实际上低于1.0 mol · L1 ， 所以j (H2O / H2)>j(H2O / H2)0.83 (v) 即 j (H2O / H2)> j(Cu(CN)2/Cu) ，铜能溶于氰化钾溶液并置换出氢气 。 而Ag在KCN溶液中 ，对于电极反应Ag(CN)2 e Ag 2 CN 其电势为 j(Ag(CN)2/Ag)0.799 0.0591 lg 0.44(v) 由于j(Ag(CN)2/Ag)> j (H2O / H2) ，所以银不能溶于氰化钾溶液而置换出氢气 。 向KCN溶液中通入空气时 ，由于jB (O2 / OH-)0.40 v (即使换算成空气中0.21 p 该数值也变化不大)远大于j(Ag(CN)2/Ag)0.44(v) ，则可发生如下溶解反应 ：4 Ag 8 CN O2 2 H2O 4 Ag(CN)2 4 OH 可见 ，银在通入空气时才能溶于氰化钾溶液 。 14 化合物A的组成 ： 117 所以A为 KrAuF7 ，其中Au 的氧化态为 5 。 化合物B的组成 ： 15 所以B为 AuF5 ，其中Au 的氧化态为 5 。 由 KrF2 和 Au 反应制取化合物A 反应式 ：7 KrF2 2 Au 2 KrAuF7 5 Kr 由A热分解获得化合物B的反应式 ：KrAuF7 AuF5 Kr F215在水溶液条件下元素的活泼性强弱 ，决定于该元素由 M(s) M2(aq) 2 e 这一过程吸收能量的大小 ，吸收能量越少 ，则越活泼 。 对于Cu ： rHm(298 K) 340 2720 2121 939 (kJ · mol1) 对于Zn ： rHm(298 K) 131 2658 2054 735 (kJ · mol1) 计算结果表明 ，由单质转化为水合离子的过程 ，元素锌的吸热比元素铜的吸热少 ，说明锌比铜更活泼 。16用AgNO3滴定NaCN中的氰离子 ，刚开始时 ，由于CN离子过量 ，所以反应生成物为 Ag (CN)2 ，此即产生沉淀前溶液中银的存在状态。当刚刚出现沉淀时 ，表明Ag开始过量 ，沉淀是AgCN 。所用Ag的物质的量为 ：28.72×0.0100×1032.872×104 (mol) 则与之相结合的CN离子的物质的量为 ：2×2.872×104 5.744×104 (mol) 原样品中NaCN的质量为 ：49×5.744×104 0.0281 (g)17已知歧化反应 Hg Hg2 Hg 平衡浓度 / molL1 0.10 7.0×104 代入平衡常数表达式 7.0×103rGm2.303 RT lg K 2.303×8.314×298×103×lg 7.0×10312.3 (kJ · mol1)18 K 分子分母同乘以 Zn2OH2 KK稳Zn (OH)42×KspZn (OH)2 则 K稳Zn (OH)424.0×101719 K 分子分母同乘以 C2OH2 KK稳Cu (OH)42×KspCu (OH)2 则 KspCu (OH)22.2×102020 j(AuCl2/ Au)j (Au+ / Au) j(Au+ / Au) 0.0591 lg Au j(Au+ / Au) 0.0591 lg 1.61 j(Au+ / Au) 0.0591 lg 则 j(Au+ / Au) 1.68 (v) 而 j(AuCl4/ Au Cl2) j (Au3+ / Au) j(Au3+ / Au) lg j(Au3+ / Au) lg 0.93 j(Au3+ / Au) lg 则 j(Au3+ / Au) 1.41 (v) 画出金的元素电势图 ： Au3 1.41 v Au 1.68 v Au ? v j(Au3+ / Au) 1.50 (v)21当Cu2 和 Cl 均为1.0 molL1时， 由于 j(Cu2+ / CuCl)j(Cu2+ / Cu) 0.0591 lg j(Cu2+ / CuCl) j(Cu2+ / Cu) 0.0591 lg 0.15 0.0591 lg 0.53 (v) j(CuCl / Cu) j(Cu+ / Cu) 0.0591 lg Cu 0.52 0.0591 lg 3.2×107 0.14 (v) j(Cu2+ / CuCl) > j(CuCl / Cu) ， 能够发生如下反应 ：Cu2(aq) Cu (s) 2 Cl(aq) 2 CuCl (s) lg K6.60K4.0×10622根据铜的元素电势图 ：Cu2 Cu 0.52 v Cu 0.34 v j(Cu2+ / Cu+)0.16 (v)由于j(Cu+ / Cu)0.52 v > j(Cu2+ / Cu+)0.16 v ，所以在水溶液中Cu能自发歧化 ，因而Cu ()在水中不能稳定存在 。 在氨水条件下 ，由于生成氨合配离子 ，电极电势变化如下 ： j(Cu (NH3)42/ Cu (NH3)2)j (Cu2+ / Cu+)j(Cu2+ / Cu+) 0.0591 lg 0.16 0.0591 lg 0.015 (v) j(Cu (NH3)2/ Cu)j (Cu+ / Cu)j(Cu+ / Cu) 0.0591 lg Cu 0.52 0.0591 lg 0.12 (v) 由于 j(Cu (NH3)42/ Cu (NH3)2)0.015 v > j(Cu (NH3)2/ Cu)0.12 v Cu () 在氨水中不歧化 ，能稳定存在 。23先画出铜的元素电势图 ：Cu2 Cu 0.515 v Cu 0.337 v j(Cu2+ / Cu)0.159 (v) j(Cu2+ / CuI) j (Cu2+ / Cu)j(Cu2+ / Cu) 0.0591 lg 0.159 0.0591 lg 0.89 (v)24j(Ag (NH3)2/ Ag)j (Ag+ / Ag)j(Ag+ / Ag) 0.0591 lg Ag 0.799 0.0591 lg 0.362 (v) j(Zn (NH3)42/ Zn)j (Zn2+ / Zn)j(Zn2+ / Zn) lg Zn2 0.763 lg 0.971 (v) 因为 j(Zn (NH3)42/ Zn) < j(Ag (NH3)2/ Ag) 所以锌能从Ag (NH3)2溶液中置换出银 :Zn 2 Ag (NH3)2 Zn (NH3)42 2 Ag25 在纯水体系中 j(Au+ / Au)1.68 v ， 而由于 p O20.21 p ，H1.0×107 (mol · L1) 则 j (O2 / H2O)j(O2 / H2O) lg ( H4 ·p O2/ p) 1.229 lg (1.0×107)4×0.21 0.805 (v) 由于 j (O2 / H2O) < j(Au+ / Au) 所以在纯水体系中 ，O2 (g) 不能将Au氧化为Au 。 当溶液中OH1 mol·L1，CN1 mol·L1时， j(Au(CN)2/Au)j (Au+ / Au)j(Au+ / Au) 0.0591 lg Au 1.68 0.0591 lg 0.584 (v) j (O2 / H2O)1.229 lg (1.0×1014)4×0.21 0.392 (v) 由于 j (O2 / H2O) > j(Au(CN)2/Au) ， 所以在该体系中 ，O2 (g) 能将Au氧化为 Au (CN)2 ：4 Au 8 CN O2 2 H2O 4 Au (CN)2 4 OH 在标准状态下， j(Zn(CN)42/Zn)j(Zn2+ / Zn)j(Zn2+ / Zn) lg Zn2 0.763 lg 1.24 (v) 由于j(Zn(CN)42/Zn) < j(Au(CN)2/Au) ， 所以在标准状态下，Zn能从含Au (CN)2的溶液中将Au还原出来 。Zn 2 Au (CN)2 Zn (CN)42 2 Au lg K22.2 K1.6×1022 (十八） 配位化合物 1 j(Ag (NH3)2/ Ag)j (Ag+ / Ag) j(Ag+ / Ag) 0.0591 lg Ag 0.7991 0.0591 lg 0.383 (v) j(Ag (S2O3)23/Ag) j(Ag+ / Ag) 0.0591 lg Ag0.7991 0.0591 lg 3.5×103 (v)由于j(Ag (NH3)2/ Ag) > j(Ag (S2O3)23/Ag) 所以氧化性Ag(NH3)2 > Ag(S2O3)23 。 2 j(Co(NH3)63/Co(NH3)62j (Co3+ / Co2)j(Co3+ / Co2) 0.0591 lg j(Co3+ / Co2) 0.0591 lg 0.0621.84 0.0591 lg K稳 Co(NH3)631.6×1035 3 jCd(NH3)42/ Cdj (Cd2+ / Cd) j(Cd2+ / Cd) lg Cd2 0.610 0.400 lg K稳 Cd(NH3)421.26×107 4先画出铜的元素电势图 ：Cu2 Cu 0.515 v Cu 0.337 v j(Cu2+ / Cu)0.159 (v) j(Cu2+ / CuCl2)j (Cu2+ / Cu)j(Cu2+ / Cu) 0.0591 lg 0.159 0.0591 lg 0.484 (v) j(CuCl2/ Cu)j (Cu+ / Cu) j(Cu+ / Cu) 0.0591 lg Cu 0.515 0.0591 lg 0.190 (v) 反应 Cu2 Cu + 4 Cl 2 CuCl2 的平衡常数 K： lg K4.975 K9.4×104 5根据题意 ，CrCl36 H2O 的式量为 52.00 3×35.45 6×(2×1.008 16.00) 266.45 。 样品中CrCl36 H2O 的物质的量为 ： 0. (mol) 交换出的H离子的物质的量为 ：28.84×103×0.14910. (mol) 则配离子所带电荷为 ： 2 所以该配离子应是 Cr (H2O)5Cl2 该 Cr () 配合物的化学式为 Cr(H2O)5ClCl2H2O 6AgI溶于KCN 溶液的反应 ：AgI 2 CN Ag (CN)2 I K 分子分母同乘以 Ag KKspAgI ×K稳 Ag(CN)2 1.5×1016×1.0×1021 1.5×105 设在 1.0 L 0.10 molL1 KCN 溶液中可溶解 AgI mol ，则 1.5×105 两边开方 387.3 解得 0.050 (mol · L1) 在 1.0 L 0.10 molL1 KCN 溶液中可溶解 AgI 的质量为 ： 0.050 × 234.8 11.74 (g) 7AgBr溶于Na2S2O3 溶液的反应 ：AgBr 2 S2O32 Ag (S2O3)23 Br K 分子分母同乘以 Ag KKspAgBr ×K稳 Ag(S2O3)23 5.0×1013×2.4×1013 12 设在 1.0 L 1.0 molL1 Na2S2O3 溶液中可溶解 AgBr