无机及分析化学答案全(南京大学)(第四版).pdf
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1、第 8 章习题答案1.命名下列配合物:(1)K2Ni(CN)4(2)(NH4)2FeCl5(H2O)(3)Ir(ONO)(NH3)5Cl2(4)Na2Cr(CO)5解: (1)四氰根合镍()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(-)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()(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)4SO4(2)(NH4)Cr(NH3)2(SCN)4(3) Al(H2O)4(OH-)2+(4)Cr(C6H6)26.
2、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)62+(2) Co(CN)63-解:(1)Co 最外层价电子排布为:27Co:3d74s2Co2+的最外层价电子排布为:27Co2+:3d74s0 3d74S04P04d0 SP3d2 杂化、成键,形成Co(NH3)62+因为:形成Co(NH3)62+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)62+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C
3、o(NH3)62+后,具有 3 个单电子,所以: Co(NH3)62+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)62+后,具有 3 个单电子, Co(NH3)62+是顺磁性分子。(2) Co 最外层价电子排布为:27Co:3d74s2Co3+的最外层价电子排布为:27Co3+:3d64s0 3d64S04P0 d2SP3 杂化、成键,形成Co(CN)63-因为:形成Co(CN)63-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
4、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)63-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)63-后,没有单电子,所以: Co(CN)63-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)63-后,没有单电子, Co(CN)63-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
5、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 1mol Br-,而1mol B 中外配体为 2 mol Br-。因此它们的化学式分别为:A 的化学式为: Co(NH3)3(H2O)ClBrBrH2OB 的化学式为: Co(NH
6、3)3(H2O)2ClBr217: 在 50mL0.10molL-1AgNO3 溶液中加入密度为 0.93 gcm-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 (molL-1):0.0503.00c 终 (molL-1):03.0-20.050=2.900.050c 平(molL-1):x2.90
7、+2x2.900.050-x0.050很大, x 很小,可近似处理:2.90+2x2.90;0.050-x0.050 x = cAg+ = 3.67010-103.710-10(molL-1)=0.050-x=0.050-3.710-100.050(molL-1)=2.90+2x=2.90+2(3.710-10)2.9(molL-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3.710-10molL-1。 Ag(NH3)2+浓度约为0.050molL-1。 NH3浓度约为2.9molL-1。已配位的 Ag+约占总浓度 Ag+的 100
8、%。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 (molL-1):0.1000c 终 (molL-1):0-20.100.100.10c 平 (molL-1):x0.10-x0.100.10-x0.10 = 很大,x 很小,可近似处理,0.10-x0.10 =答:氨水溶液的总浓度至少应为2.2 molL-1。21已知 Zn2+2e-=Zn ,, 求算 Zn(CN)42-+2e-=Zn+4CN-的 。解:第一种解法:生成Zn(CN)42-后 比 更小, 为正极。又(见书 P458
9、;附录十二)第二种解法:答:Zn(CN)42-+2e-=Zn+4CN-的 为 -1.259 V。第九章s 区元素5. 为什么碱金属氯化物的熔点NaClKCl RhCl CsCl ?而碱土金属氯化物的熔点MgCl2CaCl2 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+H2O2 LiOHNa2O2 + 2H2O(冷水)H2O2 + 2 NaOH2 Na2O2 + 2H2O(热水)O2 + 4 NaOH2 K
10、O2 + 2H2OH2O2 + 2 KOH + O28. 比较下列性质的大小 与水反应的速率:MgO BaO 溶解度:CsILiI;CsFLiF;LiClO4 KClO4碱性的强弱:Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 NaOH)分解温度:K2CO3 Na2CO3 MgCO3 NaHCO3水合能:Be2+Mg2+ Na+ K+9. 解释下列事实 卤化锂在非极性溶剂中的溶解度大小的顺序为LiILiBrLiClLiF(LiI 电负性差小,极性小) 虽然电离能 I(Li)I(Na),但 E(Li+/Li) (Na+/Na)。(Li+ 水合能大) 。 虽然 E(Li+/Li)(Na+/Na)
11、,但锂与水反应不如与水反应钠激烈。 (Li 熔点高,LiOH 溶解度小) 。 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?Be(OH)2Mg(OH)2碱性、溶解度。BeCO3MgCO3热稳定性。LiFKF水溶性。1. 完成下列反应方程式5KBr+KBrO3+3H2SO4 3Br2+3K2SO4+3H2O AsF5+4H2O H2 AsO4 +5HF OCl2+H2O 2 HClO3Cl2 + 6NaOH(热)NaClO3 + 5 NaCl+ 3H2OBr2 + 2NaOH(冰水)NaBr + NaBrO+H2
12、O3. 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 - + I2E(Br2/Br-)(I2/I-)2KBrO3 + 5I2 2KIO3 + 5Br2E(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- + I2I2 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 键能:FFClCl 电子
13、亲合能:FCl酸性:HI HCl热稳定性:HI HCl水中溶解度:MgF2 MgCl2 氧化性:HClO HClO47. 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- + H2O2
14、IO3- + 5SO32-(少量) + 2H+ I2 + 5SO42- + H2OI2 + SO32-(过量) +H2O SO42- + 2I- (C) + 2H+IO3- + 5I- + 6H+ 3I2 + 3 H2O8. 完成下列反应方程式Na2SO3+2Na2S+6HCl 3S+6NaCl+3H2OH2SO3+ Br2 +H2O H2 SO4 +2HBr2Na2S2O3+I2 +H2O Na2S4O6 +2 NaI2HNO3(稀) + 3H2S3S+2NO+4H2O2 H2 SO4 (浓) +S 3SO2 + 2H2O2Mn2+5S2O82-+8H2O2MnO4- +10SO42- +1
15、6H+2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ 2Mn2+5O2 +8H2O9. 试解释为何氧单质以 O2 形式而硫单质以 S8 形式存在?比较原子半径和键能大小。 为何亚硫酸盐溶液中往往含有硫酸盐?SO32- 被空气中 O2 氧化。 为何不能用 HNO3 与 FeS 作用来制取 H2S?HNO3 氧化 S2-。 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HMnO4HBrO3HIO3H3PO4H3AsO4H6TeO612 古代人常用碱式碳酸铅 2PbCO3Pb(OH)2(俗
16、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 +4H2O14. 试用简便的方法鉴别Na2S、Na2SO3、Na2SO4、 Na2S2O3加酸生成:H2S,SO2,无现象,SO2+S15. 有一瓶白色粉末状固体,它可能是,鉴别。Na2CO3 和 Na2SO4: 加 BaCl2 和 HClNaCl 和 NaBr: 加 AgNO3NaNO3: 棕色环实验,加浓 H2SO4 和 FeSO416. 完成下列反应方程式2Na(s) +2NH3(l)2NaNH2+
17、 H23Cl2(过量) + NH3 NCl3 +3HCl (不过量为 N2)(NH4)2Cr2O7 (加热) N2 +Cr2O3 + 4H2O2HNO3 + S2NO+ H2SO4 4Fe+10HNO3(极稀)4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O2Zn(NO3)2(加热) 2ZnO +2NO2 + O2Pt+4HNO3 + 18HCl 3H2PtCl6+4NO+8H2O NO3-+3Fe2+ +4H+ 3Fe3+ +NO+2H2O As2S3 +6NaOH Na3AsS3+ Na3AsO3+3H2OSb2S3 +3Na2S 2Na3SbS317. 解释下列事实 N2 很稳定,可用作保护气
18、;而磷单质白磷却很活泼,在空气中可自燃。NN 三键稳定;白磷分子存在张力,不稳定。浓氨水可检查氯气管道是否漏气。2NH3+3Cl2 N2+6HCl(HCl+NH3 NH4Cl) NaBiO3 是很强的氧化剂,而 Na3AsO3 是较强的还原剂。Bi()惰性电子对效应,而 Na3AsO4 较稳定。 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()不稳定。18. 用简便的方法鉴定下列各组物质NO3- 和 NO2-:酸性条件加 KMnO4(或 KI)H3PO4 和 H3PO3:酸性条件加 KMnO4(或 Ag+)Na2HPO4 和 N
19、aH2PO4:测 pH 值或加 CaCl2Na3AsO4 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、NaNO22 NaNO3(灼烧) 2 NaNO2 + O25HNO2 + 2MnO4- + H+ 5NO3- + 2Mn2+ + 3H2O2 HNO2 + 2 I
20、- + 2 H+ 2 NO+ I2 + 2 H2O23. 完成下列反应方程式SiO2 + 4HFSiF4 + H2OSn(OH)2 + NaOH NaSn(OH)3Na2SiO3 + 2 NH4Cl H2SiO3+ 2NaCl + 2NH3Pb3O4 + 8HCl(浓) 3PbCl2 + Cl2 + 4H2OSnCl2 + 2HgCl2 Hg2Cl2 + SnCl4SnS + Na2S2 Na2SnS324. 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BaCl2 + Na2CO3Ba
21、CO3+ 2NaCl2MgCl2 + 2Na2CO3 + H2OMg2(OH)2CO3+ CO2 + 4NaCl2Pb(NO3)2 + 2Na2CO3 + H2OPb2(OH)2CO3+ CO2 + 4NaNO32AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl26. 比较下列性质的大小氧化性:SnO2 PbO2碱性:Sn(OH)2 Pb(OH)2分解温度: PbCO3CaCO3溶解度:Na2CO3NaHCO3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
22、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、Cl2Pb3O4 + 4HNO3 2Pb(NO3)2 + PbO2 + 2H2O2Pb(NO3)2 + K2Cr2O7 + H2O 2PbCrO4 + 2HNO3 + 2KNO3PbO2 + 4HCl(浓) PbCl2 + Cl2 + 2H2OCl2 + 2I- 2Cl- + I229. 写出下列反应方程式B2H6 在空气中燃烧B2H6 + 3 O2B2O3+ 3 H2OB2H6 通入水中B2H
23、6 + 6 H2O 2 H3BO3+ 6 H2 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+4H2O2Al(OH)3+CO2+2NaOH 铝和热浓 NaOH 溶液作用放出气体2Al + 2NaOH + 6H2O 2NaAl(OH)4 + 3H2 铝酸钠溶液中加入NH4Cl,有氨气放出,溶液有白色乳状沉淀。NaAl(OH)4+NH4ClAl(OH)3+NH3+NaCl+H2O30. 设计最简便的方法,鉴别下列各组物质纯碱和烧碱:Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 石灰石和石灰:CaCO3 + HCl CO2 硼砂和硼酸
24、:测 pH 值或比较水溶性(硼酸在冷水中不溶) 明矾和泻盐(MgSO47H2O)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埋在湿土中的铜线变绿:2 Cu + O2 + CO2 + H2O Cu2(OH)2CO3银器在含 H2S 的空气中发黑:4 Ag + 2 H2S + O2 + 2 Ag2S + 2 H2O 金不溶于浓 HCl 或 HNO3 中,却溶于此两种酸的混合液中:Au + 4 HCl + HNO3 HAuCl4 + NO + 2 H2O6. 用适当的方法区别下列物质镁盐和锌盐:加过量 NaOH 或 NH3H2OAgCl 和 Hg2Cl2:加过
25、量 NH3H2O 升汞和甘汞:测水溶性或加 NH3H2O、SnCl2(颜色不同) 锌盐和铝盐:加过量的 NH3H2O8. 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。Cu2+ + 2OH- Cu(OH)2Ag+ + 2OH- Ag2O + H2OZn2+ + 2OH- Zn(OH)2Zn2+ + 4OH- (过量) Zn(OH)42+Hg2+ + 2OH- HgO + H2OHg22+ + 2OH- HgO + Hg + H2O9. 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。Cu
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