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无机化学下册参考答案解析
第十章P333作业参考答案
思考题
1、(4)极化力与极化率
极化力:
描述阳离子对阴离子变形的影响能力。
极化率:
描述离子(主要指阴离子)本身变形性的大小。
13、离子的极化力、变形性与离子电荷、半径、电子层结构有何关系?
离子极化对晶体结构和性质有何影响?
举例说明。
答:
(1)离子极化力的影响因素:
阳离子的正电荷越高
半径越小极化力越大;
当阳离子的电荷相同和半径相近时,阳离子极化力大小与其最外电子层结构关系是18e-、18+2e->9~17e->8e-。
(2)离子变形性的影响因素:
阴离子半径愈大、变形性愈大;阳离子变形性与它最外层电子构型有关:
18e-、18+2e->9~17e->8e-。
(3)离子极化结果:
使离子键向共价键过渡、阴阳离子间的配位数减小、溶解度减小、熔点降低、颜色加深。
14、试用离子极化的概念讨论,Cu+与Na+半径相近,但CuCl在水中的溶解度比NaCl小得多的原因。
答:
Cu+最外层电子结构是18e-而Na+是8e-。
Cu+的极化力大于Na+,CuCl中的离子键向共价键过渡、使离子键减弱,所以CuCl在水中的溶解度小于NaCl。
17、形成氢键具备的条件是:
元素的电负性大、原子半径小、有孤对电子(F、O、N三种元素具备条件)。
习题:
1、填充下表
物质
晶体中微粒名称
微粒间作用力
晶体类型
熔点℃
KI
Cr
BN立方
BBr3
K+I-
Cr原子和离子
B原子N原子
BBr3分子
离子键
金属键
共价键
分子间力
离子晶体
金属晶体
原子晶体
分子晶体
880
1907
3300
-46
7、下列物质中,何者熔点最低?
NaClKBrKClMgO
答:
KBr熔点最低(因为阴阳离子的半径均大,晶格能小)
8、熔点由高到低:
(1)从NaF到NaI熔点降低。
9、下列离子的最外层电子构型属于哪种类型?
Ba2+8e-Cr3+9~17e-Cd2+18e-Pb2+18+2e-
S区d区ds区p区
10*、I-的半径最大、极化率最大。
11、写出下列物质极化作用由大到小顺序
SiCl4>AlCl3>MgCl2>NaCl
12、讨论下列物质的键型有何不同?
(1)Cl2非极性共价键
(2)HCl极性共价键
(3)AgI离子键向共价键过渡(4)NaF离子键
16、试用离子极化观点解释AgF易溶于水,而AgCl、AgBr、AgI难溶于水,并且由AgCl到AgBr再到AgI溶解度依次减小。
答:
AgF是离子键,所以易溶于水。
而AgCl-AgBr-AgI随着阴离子半径的增大,由离子键向共价键过渡程度增大,所以难溶于水,且溶解度减小。
第十一章P366作业参考答案
思考题
1、区别下列概念
(2)、d—d跃迁:
在晶体场理论中,一个处于低能量轨道的电子进入高能量轨道,叫做d—d跃迁。
此过程吸收相当于分裂能的光能。
(3)、晶体场分裂能:
中心离子5个能量相等的d轨道,在配体影响下分裂为两组(一组能量低、一组能量高),两组的能量差叫分裂能。
4、试述下列理论
(1)价键理论:
A、形成体(M)价层有空原子轨道,配位体(L)有孤对电子;
B、形成体的空轨道在配位体作用下进行杂化,用杂化轨道接受L的孤对电子,形成配位键M︰L;
C、杂化轨道不同,配合物空间构型不同。
(2)晶体场理论:
A、中心离子和配体之间的相互作用类似于离子晶体中阳、阴离子间的静电排斥和吸引。
B、中心离子的5个能量相同的d轨道受配体负电场的不同程度的排斥作用,能级发生分裂(分组),有些轨道能量升高、有些轨道能量减低。
C、d轨道上的电子重新分布,体系能量降低,比能级未分裂之前稳定,即给配合物带来了额外的稳定化能。
5、答:
首先测出磁矩、由此得知配合物中心离子的单电子数、根据单电子数可以判断中心离子是采用sp3d2杂化轨道(外轨型),还是d2sp3轨道(内轨型)。
习题:
3根据下列配离子的磁矩画出中心离子的价层电子分布,指出杂化轨道和配离子的空间构型。
8、
(1)高自旋t2g4eg2
(2)高自旋t2g5eg0
(3)低自旋t2g6eg0
十二章P396作业参考答案
思考题
1、S区元素单质的哪些性质的递变是有规律的,解释之。
答:
S区元素同族从上到下还原性增强;电离能、电极电势减小;金属性、活泼性增强。
解释:
同族从上到下电子层增加、原子半径增大、最外层电子失去容易。
2、IA、IIA性质有哪些相近?
哪些不同?
答:
IA、IIA的性质相近为:
由于它们的价电子较少ns1-2、且原子半径在同周期中较大,所以价电子容易失去,因此,s区元素都是活泼金属。
(1)易与H2直接化合成离子型化合物;
(2)与O2形成相应氧化物;
(3)与H2O反应(除Be、Mg外),
(4)与非金属作用形成相应的化合物。
IA、IIA的性质不同:
IIA原子比相邻的IA原子多一个核电荷,使其原子半径减小、使原子核对最外层电子的吸引力增强,IIA失去一个电子要比IA难,所以,活泼性IA>IIA。
3、锂的电极电势比铯还小,但与水反应不如钠剧烈,解释这些事实。
答:
电极电势数值仅属于热力学范畴,反应剧烈程度属于动力学范畴,两者无直接联系。
Li与水反应不如钠激烈的原因有:
(1)锂熔点较高,与水反应所产生的热量不足以使其熔化;
*
(2)生成的LiOH溶解度小,一旦生成,就覆盖在锂表面,阻碍反应进行。
5、(第一问)解释S区元素氢氧化物碱性递变规律。
答:
S区元素同一主族从上到下氢氧化物碱性增强,原因是Mn+半径增大、Mn+与OH-之间的离子键减弱,解离OH-容易,所以,碱性增强。
6、解释碱土金属碳酸盐热稳定性变化规律。
答:
IIA元素从下到上的碳酸盐热稳定性减弱,如:
原因:
M2+半径越小、极化力强、M2+与碳酸根之间的离子键向共价键过渡,使晶体中的离子键减弱,所以碳酸盐的稳定性越差。
习题
1、完成并配平方程式
(1)、
(3)、
(6)、
(7)、
2、写出方程式并配平
(1)Mg+O2==MgOMg+N2==Mg3N2
(2)Ba+O2=BaO2
(3)CaO+SO2=CaSO3
(4)Li+N2==LI3N
(5)2KO2+2CO2=2K2CO3+3O2
3、商品氢氧化钠中常含有少量碳酸钠,如何鉴别之,并将其除掉。
答:
鉴别:
取少量商品烧碱滴加稀酸若产生气体说明烧碱中含有杂质碳酸钠。
除掉:
利用碳酸钠不溶于饱和氢氧化钠的性质,把样品它配成饱和溶液,静置过夜、过滤除掉碳酸钠。
6、设计实验方案将BaCl2MgCl2分开
(1)氯化镁、氯化钡→加足量Ba(OH)2:
镁离子生成Mg(OH)2沉淀、过滤、在所得的沉淀中加入稀盐酸调PH=7,重新制得氯化镁。
在含有过量Ba(OH)2的氯化钡中加盐酸调PH=7,重新制得氯化钡。
(2)氯化镁、氯化钠→加足量氢氧化钠:
镁离子生成氢氧化镁沉淀、过滤、在所得的沉淀中加入稀盐酸调PH=7,重新制得氯化镁。
在含有氢氧根离子的氯化钠中加盐酸调PH=7,重新制得氯化钠
7、下列物质均为白色固体,用较简单的方法、较少的实验步骤、和常用试剂区别它们。
写出现象和方程式。
答:
图示如下:
反应式略。
9、答:
依次制备的方程式如下
10、答:
以氯化钠为原料能得到
(1)制备钠;
(2)制纯碱;(3)制烧碱氯碱工业。
(1)
(2)
(3)
十三章P446作业参考答案
思考题
2、画乙硼烷的结构、标注键型
4个H—Bσ键,2个3c-2e-氢桥键
3、说明硼酸一元酸原因
答:
硼酸为一元(路易斯)弱酸,在水中的解离方程式为:
6、Al、Al(OH)3
9、总结碳酸盐热稳定性和溶解性的变化规律,并用离子极化理论其稳定性的变化规律。
答:
(1)稳定性规律:
同一族元素从下到上碳酸盐稳定性减弱。
原因:
Mn+的正电荷高、离子半径越小、或最外层电子构型是18e_、(18+2)e_的阳离子极化力愈大,碳酸盐愈不稳定。
(2)溶解性规律:
IA的碳酸盐(包括铵盐)易溶,其它难溶;酸式盐溶解度大于正盐。
因为阳离子(包括H+)极化力越强、碳酸盐越不稳定。
10、金刚石和晶体硅有相似的结构,但金刚石的熔点高得多,用键能加以说明。
答:
晶体硅和金刚石的结构虽然相似,但因为碳原子半径小、在金刚石中C—C键长短、键能大,所以金刚石的熔点远高于晶体硅。
11、试比较二氧化碳和二氧化硅的结构和性质。
答:
二氧化碳分子中C采取SP杂化轨道与2个O原子通过共价键形成的CO2分子,二氧化硅晶体中Si原子采取SP3杂化轨道与4个O原子通过共价键形成Si—O四面体结构的原子晶体,不存在单独的SiO2分子。
CO2是气体、溶于水、部分转化为碳酸;SiO2是固体、熔沸点高、硬度大、不溶于水。
习题:
6铝矾土…….
答:
a铝矾土中的Al2O3与NaOH反应,生成可溶于水的盐:
b过滤、弃去滤渣,保留滤液;
c在滤液中通入二氧化碳、析出沉淀:
D灼烧沉淀:
13完成并配平方程式
(2)
15完成并配平方程式
(1)
(5)
16为什么配制氯化亚锡溶液时要加盐酸和锡粒?
否则会发生哪些反应?
答:
加入盐酸抑制水解,加入锡粒防止+2锡氧化成+4价锡。
否则会发生如下反应:
Sn2++O2+2H+=Sn4++2OH-
17如何分别鉴定溶液中的Sn2+和Pb2+?
答:
鉴定Sn2+离子:
取少量氯化汞溶液于试管中,滴加未知溶液,先出现白色沉淀、继续滴加未知溶液出现黑色。
鉴定Pb2+离子:
取少量未知溶液于试管中,滴加铬酸钠溶液生成黄色沉淀、PbCrO4溶于过量碱。
反应式:
第十四章P504作业参考答案
思考题
1、磷和氮为同族元素,为何白磷比氮气活泼的多?
答:
白磷分子式为P4(四面体结构)、键角60度、分子内有张力、P—P键能小、白磷不稳定,所以白磷化学性质活泼。
而氮气分子中N≡N键能946kJ/mol,键能大,所以是最稳定的双原子分子。
3、硝酸与金属、非金属反应所得产物受哪些因素影响?
答:
(1)硝酸与金属反应,所得产物受金属活泼性和硝酸浓度的影响,HNO3越稀,金属越活泼,HNO3被还原产物的氧化值越低。
(2)硝酸+非金属-----非金属对应的高价酸+NO
12、指出氧族元素氢化物挥发性、酸碱性和氧化还原性的递变顺序,并解释。
答:
从H2O—H2S—H2Se—H2Te
挥发性降低,由于分子间力增加;
酸性增强、由于键能减弱;
还原性增强、由于原子半径增大导致Te2-离子失电子能力增加
14、溶解金属硫化物MS的方法哪几种
答:
a、易溶于水(铵盐和碱金属的硫化物);
b、溶于稀酸:
S2-+2H+=H2S
c、溶于浓盐酸配位溶解;
d、溶于硝酸:
发生氧化还原反应;
e、溶于王水:
发生氧化-配位反应。
16、你是如何认识惰性电子对效应?
用它说明元素的那些性质?
答:
p区元素中,同族元素从上到下最外层的“ns2电子”不容易失去、低氧化态更稳定。
如,IVA第六周期的Pb+4有强氧化性、还原为Pb+2;VA第六周期的Bi+5具有强氧化性,还原为Bi+3。
习题:
1、试写出下列物质之间的反应方程式
(1)
(3)
(5)
9、完成并配平下列反应方程式
(3)
(6)
(7)
(11)
11、试用一种试剂将的钠的硫化物、多硫化物、亚硫酸盐、硫代硫酸盐彼此区分开来。
写出有关离子方程式。
答:
分别将a硫化物、b多硫化物、c亚硫酸盐、d硫代硫酸盐、e硫酸盐取少量于试管中,分别滴加稀酸,根据以下现象可以判断。
a只产生H2S;
b产生H2S和S;
c只产生SO2;
d产生SO2和S;
e没有现象。
*6、BiCl3BiOClBi(OH)3NaBiO3Bi2S3Bi
(1)BiCl3+H2O==BiOCl+2HCl
(2)BiCl3+3NaOH==Bi(OH)3+3NaCl
(3)Bi(OH)3+ClO-+OH-=BiO3+Cl-+2H2O
(4)5BiO3+2Mn-2++14H+=5Bi3++2MnO4+7H2O
(5)2Bi3++3H2S==Bi2S3+6H+
(6)2Bi(OH)3+3Sn(OH)42-==2Bi+3Sn(OH)62-
12*、CO2Na2SO3SNaS2O3Ag(S2O3)3-BaSO4
13*BaCl2AgNO3Ag2SAgClBa(NO3)2Ag(S2O3)3-AgIBaSO4
十五章P548作业参考答案
思考题
1、总结卤素单质的基本物理性质和化学性质。
相应的变化规律。
答:
(1)物理性质:
从F2到I2熔沸点增大、颜色加深、聚集状态由气体-液体-固体,分子间力增大。
(2)化学性质:
卤素单质具有氧化性,且从F2到I2氧化性减弱。
F2与H2O反应:
Cl2Br2I2与H2O歧化反应:
2、说明卤化氢的酸性、还原性和热稳定性的变化规律。
答:
从HF→HI
酸性增强、还原性增强、热稳定性减弱。
3、影响金属卤化物熔点、沸点的因素有哪些?
答:
(1)首先看晶体类型:
离子型晶体的熔、沸点高,而共价型晶体的低。
(2)在离子晶体中:
晶格能大(阴阳离子电荷高、离子半径小)的熔沸点高。
(3)在共价型晶体中:
离子之间极化作用强【1阳离子极化力强(电荷高、半径小、18e和18+2e型离子);2阴离子的变形性大】的,离子键向共价键过渡程度大、离子键削弱较多、晶体熔沸点低。
4、说明卤化物水解产物的基本规律。
答:
AlCl3水解成Al(OH)3和HCl
BCl3水解成硼酸B(OH)3和HCl
5、说明氯的含氧酸的酸性、氧化性和热稳定性的变化规律。
答:
HClO→HClO2→HClO3→HClO4
酸性增强、稳定性增强、氧化性降低(HClO2例外)。
10、P区元素的氧化物对应的水合物的酸碱性有哪些变化规律?
答:
同一周期从左到右:
金属性减弱、碱性减弱;非金属性增强、酸性增强。
同一主族从上到下:
金属性增强、碱性增强;非金属性减弱、酸性减弱。
习题:
8、答:
解题的思路顺序是:
C-I2,B-磷酸,A-KI,D-I3-,E-Na2S2O3,F-SO42-,G-BaSO4
反应方程式:
略。
10、解:
由离子反应方程式为:
ClO-+2I-+2H+=I2+Cl-+2H2O
I2+2S2O32-=S4O62-+2I-
所以,NaClO与2Na2S2O3的关系为:
NaClO~2Na2S2O3
1mol:
2mol
x:
0.100×33.8×10-3
解得x=1.69×10-3摩尔
NaClO质量=1.69×10-3mol×74.5g/mol=0.1259克
NaClO质量分数=(0.1259÷5.00克)×100%=2.52%
答:
NaClO质量分数为2.52%
15、下列各组化合物酸性递变规律,并解释。
(1)H3PO4<H2SO4<HClO4
解释:
因为从P→S→Cl的电负性增大、原子半径减小、氧化值增大,非羟基氧数目增加。
(2)HClO<HClO2<HClO3<HClO4
解释:
氧化值增大,非羟基氧数目增加。
(3)HClO>HBrO>HIO
解释:
从Cl-Br-I的电负性减小、原子半径增大。
第十六章P602作业参考答案
思考题:
1、总结过渡元素化学性质变化规律、共性。
答:
(1)第一过渡系元素(除Cu外)均较活泼、能置换出酸中的氢;第二、三过渡系金属不活泼。
所以,同一副族从上到下活泼性减弱。
(2)过渡元素同周期从左到右活泼性减弱。
共性:
a熔、沸点高;硬度大、密度大;
b有多种氧化态;
c水合离子和配离子大多有颜色
d形成配合物的能力强;
e催化性
14、Cr3+、Mn2+、Fe3+离子的鉴定方法
(1)Cr3+:
第1步:
2Cr3++3OH-(过量)→[Cr(OH)4]-
第2步:
[Cr(OH)4]-+3H2O2+2OH-→2CrO42-+8H2O
第3步:
加入Pb(NO3)2,或AgNO3,或BaCl2
CrO42-+Pb2+→PbCrO4(黄色)
CrO42-+2Ag+→Ag2CrO4(砖红色)
CrO42-+Ba2+→BaCrO4(黄色
(2)Mn2+:
在酸性介质中用强氧化剂PbO2或NaBiO3或S2O82-出现紫红色MnO4-。
2Mn2++4H++5PbO2→2MnO4-+5Pb2++2H2O
2Mn2++14H++5NaBiO3→2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O
2Mn2++5S2O82-+8H2O→2MnO4-+10SO42-+16H+
(3)Fe3+:
下面两种方法均可
Fe3++K4[Fe(CN)6]→[KFe(CN)6Fe](普鲁士蓝)
Fe3++6SCN-→[Fe(SCN)6]3-(血红色)
习题:
1、完成并配平下列反应方程式
(3)TiO2+H2SO4(浓)=TiOSO4+H2O
(4)TiCl4+3H2O→H2TiO3+4HCl
5、完成并配平下列反应方程式
(1)Cr2O72-+6HCl+8H+→2Cr3++3Cl2+7H2O
(3)4Ag++Cr2O72-+H2O→2Ag2CrO4+2H+
9、完成并配平下列反应方程式
(1)MnO4-+5Fe2++8H+→Mn2++5Fe3-+4H2O
(2)2MnO4-+3SO32-+H2O→2MnO2+3SO42-+2OH-
第十七章P631作业参考答案
思考题:
1比较IB族和碱金属元素的异同点
答:
IB
IA
价层电子构型
次外层电子数
原子半径
第一电离能
活泼性
氧化值
(n-1)d10ns1
18e-
小
大
不活泼、且自上而下减弱
+1+2+3
ns1
8e-
大
小
活泼、且自上而下增强
+1
2.答:
固体时一价铜热稳定性好。
例如Cu2O分解温度1800℃,而CuO分解温度1100℃
3.答:
水溶液中一价铜发生歧化反应,不稳定。
而CuCl和[CuCl2]-分别是沉淀和配离子,所以稳定性强。
习题:
1(6)
8、答:
A-CuOB-CuSO4C-Cu(OH)2SO4D-[Cu(NH3)4]SO4
E-CuS(各步反应式略)
9、
(1)AgNO3+NaOH==Ag2O+NaNO3+H2O
(2)AgBr+2Na2S2O3==[Ag(S2O3)2]3-+NaBr
(3)Ag(NH3)2++HCHO==Ag+HCOO-+2NH4+
(4)Ag2CrO4+NH3+H2O==[Ag(NH3)2]++CrO42-
(5)
13、答:
A-AgNO3B-Ag2OC-AgClD-Ag(NH3)2+E-AgBr
F-[Ag(S2O3)2]3-G-AgIH-Ag(CN)2-I-AgS
(各步反应式略)
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