无机化学第十六章氧族元素习题.doc

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1、如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流第16章第17章第18章第19章第20章第21章第22章 无机化学第十六章氧族元素习题【精品文档】第 9 页第23章 氧族元素16-1 写出下列物质的化学式。（1） 方铅矿； （2）朱砂； （3）闪锌矿； （4）黄铜矿；（5） 黄铁矿； （6）芒硝； （7）海波； （8）保险粉解： （1）PbS （2）HgS （3）ZnS （4）CuFeS2 （5）FeS2（6）Na2SO410H2O （7）Na2S2O35H2O （8）Na2S2O42H2O16-2 命名下列硫的含氧酸及盐。（1）K2S2O7； （2）H2SO5； （3）K2S2O8； （4）Na2S

2、2O35H2O；（5）Na2S2O4； （6）Na2SO3； （7）Na2S4O6； （8）Na2SO410H2O解：（1） 焦硫酸钾 （2）过一硫酸 （3）过二硫酸钾（4） 五水合硫代硫酸钠（俗称海波） （5）连二亚硫酸钠 （6）亚硫酸钠 （7）连四硫酸钠 （8）十水合硫酸钠（俗称芒硝）16-3 完成并配平下列反应方程式。（1） H2S+ClO3-+H+ -（2） Na2S2O4+O2+NaOH-（3） PbO2+H2O2 -（4） PbS+H2O2 -（5） S+NaOH(浓)-（6） Cu+H2SO4(浓)-（7） H+H2SO4(浓)-（8） H2S+H2SO4(浓)-（9） SO2C

3、l2+H2O-（10） HSO3Cl+H2O-解：（1）5H2S + 8ClO3- = 5SO42- + 2H+ + 4Cl2 +4H2O （2） Na2S2O4 + O2 +2NaOH = Na2SO3 + Na2SO4 + H2O （3）PbO2+H2O2 = PbO + H2O + O2（4）PbS+4H2O2 = PbSO4 + 4H2O（5）3S + 6NaOH(浓) = 2 Na2S + Na2SO3 + 3H2O（6） Cu +2H2SO4(浓) = CuSO4 + SO2+ 2H2O （7） S + 2H2SO4(浓) = 3SO2+2 H2O （8） H2S + H2SO4(

4、浓) = S+ SO2+ 2H2O（9） SO2Cl2+2H2O = H2SO4+2HCl （10）HSO3Cl+H2O = H2SO4+HCl16-4 完成下列各反应的化学方程式。（1） Na2O2与过量冷水作用；（2） 几滴热水滴在Na2O2固体上；（3） 电解硫酸和硫酸铵的混合溶液；（4） 将难溶于水和酸的Al2O3变成可溶于水的硫酸盐；（5） 无氧条件下Zn粉还原酸式亚硫酸钠溶液；（6） 将SeO2溶于水，然后通SO2Q气体；（7） 用盐酸酸化硫化铵溶液；（8） 向硫代硫酸钠溶液中滴加少量 硝酸银溶液；（9） 向硝酸银溶液中滴加少量硫代硫酸钠溶液；（10） 在中等酸度的钛（IV）盐溶液

5、中加入H2O2。解：（1）Na2O2+2H2O = 2NaOH+H2O2（2）2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2（3）2HSO4- S2O82-+H2（4） Al2O3+3K2S2O7 Al2(SO4)3+3K2SO4（5） NaHSO3+Zn = Na2S2O4+Zn(OH)2（6） 2SO2+H2SeO3+H2O = 2H2SO4+Se（7） 2HCl+(NH4)2SX = H2S+(X-1)S+2NH4Cl（8） Ag+2S2O32- = Ag(S2O3)23-（9） 2Ag+S2O32- = Ag2S2O3 (白) Ag2S2O3+H2O =Ag2S(黑)+2H+SO42-（

6、10） TiO2+H2O2 = Ti(O2)2+H2O16-5 用方向反应方程式表明物质的转化：K2SO4 K2S2O8 H2O2 FeS2 SO2 Na2S2O4 NaHSO3 Na2S2O3解：4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 2SO2(g)+O2(g) 2SO3 2KOH+SO3 =K2SO4+H2O K2SO4+H2SO = 2KHSO4 2KHSO4 K2S2O8+H2 K2S2O8+2H2O 2KHSO4+H2O2 2SO2(过量)+Na2CO3+H2O = 2NaHSO3+CO2 2NaHSO3+Zn = Na2S2O4+Zn(OH)2 NaHSO3+NaOH = N

7、a2SO3+H2O Na2SO3+S = Na2S2O316-6 按如下要求，制备H2S，SO2和SO3，写出相关化学反应方程式。（1） 化合物中S的氧化数不变的反应；（2） 化合物中S的氧化数变化的反应。解： （1）S的氧化数不变的反应： H2S 用金属硫化物与非氧化性的稀酸反应，例如FeS+2HCl（稀）= FeCl2 + H2S SO2 用Na2SO3与稀盐酸反应：Na2SO3+2HCl = 2NaCl + SO2+ H2O SO3 用加热分解硫酸盐的方法： CaSO4CaO+ SO3 （2）化合物中S的氧化数变化的反应： H2S 用 NaI 与浓H2SO4反应：8NaI + 9H2SO

8、4(浓) = 4I2+8NaHSO4 + H2S+ 4H2O SO2 金属单质与浓硫酸反应：Zn + 2H2SO4(浓) = ZnSO4+ SO2+ 2H2O 单质S 或硫化物矿在空气中燃烧：S+O2=SO2 4Fe2S+11O2=Fe2O3+8SO2 SO3 以V2O5为催化剂用SO2与O2：2SO2+O22SO316-7 用化学反应方程式表示下列制备过程。（1） 以碳酸钠和硫磺为原料制备硫代硫酸钠；（2） 工业上以硫化钠、碳酸钠和二氧化硫为原料制备硫代硫酸钠；（3） 工业上以硫酸和硫酸铵为原料制备过二硫酸铵。解： （1）将部分硫黄在空气中燃烧制备SO2：S+O2=SO2 将SO2通入Na2

9、CO3溶液中，发生反应：SO2+Na2CO3 = Na2SO3+CO2 使硫黄粉和沸腾的Na2SO3溶液反应，制备Na2S2O3：S+Na2SO3=Na2S2O3 （2）将Na2S和Na2CO3按摩尔比2:1配成溶液，然后向其中通入SO2制备Na2S2O3，发生如下反应：2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2 （3）将硫酸和硫酸铵溶液混合，制备硫酸氢铵：H2SO4+(NH4)2SO4 = 2NH4HSO4 以Pt为电极，电解NH4HSO4的饱和溶液，制备过二硫酸铵：2NH4HSO4 = (NH4)2S2O8+H216-8 将硫黄粉、石灰和水混合，经煮沸、摇匀制得石硫合剂。

10、试解释石硫合剂呈橙色至樱桃红色的原因，并写出相应的反应方程式。解： 将硫黄粉、石灰和水混合，煮沸制石硫合剂过程发生如下反应：CaO+H2O =Ca(OH)23S+Ca(OH)2 = CaS+CaSO3+3H2O 过量的S粉与CaS进一步反应，生成多硫化物：(X-1)S+CaS = CaSX （橙色） CaSX为橙色，并随着x值升高显樱桃红色 此外，此过程还发生以下反应：S+CaSO3 = CaS2O316-9 试设计方案分离下列各组例子。（1） Ag+，Pb2+，Fe2+； （2）Al3+，Zn2+，Fe3+，Cu2+。 解：（1）离子分离方案见图16-9-1（a）或（b）。 （2）离子分离方

11、案见图16-9-1（c） Ag+，Pb2+，Fe2+ Ag+，Pb2+，Fe2+ 0.3moldm-3盐酸，通H2S NaOHAg2S，PbS Fe2+ Ag2O，Fe(OH)2 PbO22+ 浓盐酸 盐酸Ag2S PbCl42- AgCl Fe2+ (a) (b) Al3+，Zn2+，Fe3+，Cu2+ KI(过量) CuI Al3+，Zn2+，Fe3+ NH3H2O Al(OH)3，Fe(OH)3 Zn(NH3)42+ NaOH(过量) Fe(OH)3 Al(OH)4-图16-9-1 离子分离方案示意图16-10 CS2在过量O2中燃烧，得到混合气体。试设计方案分离出其中的SO2。解： 燃

12、烧反应：CS2+3O2 = CO2+2SO2 因为O2过量，故得到的混合气体为O2 ，CO2和SO2。将混合气体用液氨的冷阱冷却，O2 和CO2气体 通过冷阱，SO2液化得以分离。16-11 有硫酸盐构成的矾通常有两种形式，试给出通式并各举一例。解： 一类的组成符合通式：M2ISO4MSO46H2O。式中MI为NH4+，Na+，K+，Rb+，Cs+；M为Fe2+，Co2+，Ni2+，Zn2+，Cu2+，Hg2+。如著名的莫尔盐(NH4)2SO4FeSO46H2O，镁钾矾K2SO4MgSO46H2O。另一类的组成符合通式：M2ISO4M2III（SO4）324H2O。式中MIII为V3+，Cr3

13、+，Fe3+，Co3+，Al3+，Ga3+等。如明矾K2SO4Al2(SO4)324H2O，铬矾K2SO4Cr2(SO4)324H2O。16-12 为什么不宜采用高温浓缩的办法获得NaHSO3晶体？解： NaHSO3受热，分子间脱水得焦亚硫酸钠： O OO = O O + H2O2NaHSO3 Na2S2O5+H2O 缩水时不变价，Na2S2O5中的S仍为 IV价。由于NaHSO3受热易缩水，故不能用加热浓缩的方法制备亚硫酸氢钠。16-13 为什么硫酸盐的热稳定性比碳酸盐高，而硅酸盐的热稳定性更高？解： 对于相同金属离子的硫酸盐和碳酸盐来说，金属离子的极化能力相同，含氧酸根（SO42- ，CO

14、32-）电荷相同，且半径都较大。因此，两者热稳定性差异主要是含氧酸根的中心原子氧化数的不同。一般情况下，中心原子氧化数越大，抵抗金属离子的极化能力越强，含氧酸盐越稳定。因此，中心原子氧化数为+6的硫酸盐的稳定性比中心原子氧化数为+4的碳酸盐高。 硅酸盐热稳定性更高的原因与前两种盐不同，前两种盐分解均产生气体如SO2，CO2，是熵驱动反应。而硅酸盐分解反应无气体产生，除金属氧化物外，就是SiO2，反应的熵增很少。这就是硅酸盐热稳定性高的原因。16-14 SnS能溶于(NH4)2S溶液中，你认为可能的原因是什么？如何证明你的判断是正确的?解： 可能是（(NH4)2S溶液放置时间太长了，发生如下反应

15、：S2-+ O2+ H2O = S + 2OH-S2- + S = S22-SnS + S22-= SnS32- 把溶解了的SnS溶液进行酸化，溶液出现浑浊，且放出刺激性气味的H2S气体：SnS32-+ 2H+ = SnS2+ H2S 可以证明你的判断是正确的16-15比较组成为M2S2OX的三种盐，它们各自符合下列所属的某些性质：（1） 阴离子以OO键为特征；（2） 阴离子以SS键为特征；（3） 阴离子以SOS键为特征；（4） 它是由酸式硫酸盐缩合而成；（5） 它是由酸式硫酸盐阳极氧化形成；（6） 它是由亚硫酸盐水溶液与硫反应形成；（7） 它的水溶液使溴化银溶液；（8） 它的水溶液与氢氧化物

16、(MOH)反应生成硫酸盐；（9） 在水溶液中能把Mn2+氧化成MnO4-。 试将x的正确数值填入下表中角标括号内，并将上述各性质以序号相应盐的横栏内：M2S2O( )M2S2O( )M2S2O( )解： 结果见表16-15-1。表16-15-1 角标括号及性质序号的填充结果M2S2O( 8 )（1）（5）（9）M2S2O( 3 )（2）（6）（7）M2S2O(7 )（3）（4）（8）16-16 试用价层电子对互斥理论判断SOF2和SOCl2的空间构型。说明在O原子和S原子之间的dp配键是怎么形成的。试比较两者dp配键的强弱。解： 根据价层电子对互斥理论：SOF2和SOCl2中中心S原子：4对电

17、子，电子对构型：正四面体，配体数：3所以，SOF2和SOCl2的空间构型为：三角锥形SOF2和SOCl2分子中，中心S原子采取sp3不等性杂化，如图16-16-1. sp3 不等性杂化 图16-16-1 SOF2和SOCl2分子中S的杂化方式 其中含有单电子的杂化轨道分别与两个卤素原子形成键。 端基配体中O原子的电子发生重排，有2p22py12pz1变成2p22py22pz0，即空出一条2p轨道，接受中心S sp3杂化轨道中的孤对电子，形成配键。同时中心S原子具有空的3d轨道，可以接受端基O原子的p轨道中的孤对电子，形成反馈键。这个反馈键，就对称性而言属于键，且是d轨道和p轨道的重叠，就电子对

18、的来源属于配位键，故称为dp配键。 在SOF2和SOCl2分子中，F原子的电负性比Cl原子大，吸电子的能力强，使得中心S原子更易于接受端基O原子中对电子的配入。故SOF2分子中的dp键比SOCl2分子中的强。16-17 某溶液中可能含Cl-，S2-，SO32-，S2O32-，SO42-离子，进行下列实验并产生如下的实验现象：（1） 向一份未知液中加入过量AgNO3溶液产生白色沉淀；（2） 向另一份未知液中加入BaCl2溶液也产生白色沉淀；（3） 取第三份未知液，用H2SO4酸化后加入溴水，溴水不褪色。试判断哪几种离子存在？哪几种离子不存在？哪几种离子可能存在？解： 由实验（1）可知：溶液中不含

19、S2-，S2O32-，因为：Ag2S为黑色沉淀，Ag2 S2O3虽为白色沉淀，但其不稳定会分解，由白色转变为黑色的Ag2S。 由实验（2）可知：溶液中应含有SO42-。 由实验（3）酸化的溴水不褪色，说明溶液中不含有S2-，S2O32-及SO32-具有还原性的离子。 由此可得出结论：SO42-肯定存在，S2-，S2O32-，SO32-肯定不存在，Cl-可能存在。16-18 有一种能溶于水的白色固体，其水溶液进行下列实验而产生如下的实验现象：（1） 用铂丝沾少量液体在火焰上灼烧，产生黄色火焰；（2） 它使酸化的KMnO4溶液褪色而产生无色溶液，该溶液与BaCl2溶液作用生成不溶于稀HNO3的白色

20、沉淀；（3） 加入硫粉，并加热，硫溶解生成无色溶液，此溶液酸化时产生乳白色或浅黄色沉淀；此溶液也能使KI3溶液褪色，也能溶解AgCl或AgBr沉淀。 写出这一白色固体的分子式，并完成各步反应方程式。解： 该白色固体的化学方程式为Na2SO3 各步反应方程式如下：5SO32-+2MnO4-+6H+=5SO42-+2Mn2+3H2OSO42-+Ba2+=BaSO4Na2SO3+S=Na2S2O3Na2S2O3+2HCl=2NaCl+S+SO2+H2O2Na2SO3+I2=Na2S2O4+2NaIAgBr+2Na2S2O3=Na3Ag(S2O3)2+ NaBr16-19 一种盐A溶于水后，加入稀HC

21、l，有刺激性气体B产生。同时有黄色沉淀C析出，气体B能使KMnO4溶液褪色。若通Cl2于A溶液，Cl2即消失并得到溶液D，D与钡盐作用，即产生白色沉淀E。试写出A，B，C，D和E所代表的物资的化学式，并用化学反应方程式表示各过程。解： ANa2S2O3； BSO2； CS； DNa2SO4，H2SO4； EBaSO4。 各步反应方程式如下：Na2S2O3+2HCl=2NaCl+S+SO2+H2O5SO2 + 2MnO4- + 2H2O = 5SO42-+2Mn2+ 4H+Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O = Na2SO4 + H2SO4+8HClSO42-+Ba2+=BaSO416-

22、20 将无色钠盐溶于水得无色溶液A，用pH试纸检验知A显酸性。向A中滴加KMnO4溶液，则紫红色褪去，说明A被氧化为B，向B中加入BaCl2溶液得不溶于强酸的白色沉淀C。向A中加入稀盐酸有无色气体D放出，将D通入KMnO4溶液则又得到无色的B。向含有淀粉的KIO3溶液中滴加少许A则溶液立即变蓝，说明有E生成，A过量时蓝色消失得无色溶液。试写出A，B，C，D和E所代表的物资的化学式，并用化学反应方程式表示各过程。解： ANaHSO3； BSO42-； CBaSO4； DSO2； EI2。 各步反应方程式如下：HSO3- = H+ + SO32-5HSO3- + 2MnO4-+ H+ = 5SO4

23、2- + 2Mn2+ + 3H2OSO42- + Ba2+ = BaSO4HSO3- + H+ = SO2+ H2O5SO2 + 4MnO4- + 4H2O = 5SO42- + 2Mn2+ + 4 H+2IO3-+ 5HSO3- = I2 +5SO42- + H2O + 3H+16-21 将无色钠盐固体A溶于水，滴加稀硫酸有无色气体B生成。B通入碘水溶液，则碘水褪色，说明B转化为C。晶体A在600以上加热至恒重后生成混合物D。用pH试纸检验发现D的水溶液的碱性大大高于A的水溶液。向D的水溶液中加CuCl2溶液，有不溶于盐酸的黑色沉淀E产生。若用BaCl2溶液替换CuCl2溶液，则有白色沉淀F生成，F不溶于硝酸、氢氧化钠溶液及氨水。 试写出字母A，B，C，D，E和F所代表的物质的化学式，并用化学反应方程式表示各过程。解： ANa2SO3； BSO2； CSO42-； DNa2SO4+Na2S； ECuS； FBaSO4。 各步反应方程式如下：Na2S2O3+2H+ =2Na+SO2+H2OSO2 + I2 + 2H2O = SO42-+ 2 I-+ 4H+4 Na2SO3 3 Na2SO4+Na2SNa2S+Cu2+ = 2Na+ + CuSSO42-+Ba2+ = BaSO4