第十六章d区元素一
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第十六章d区元素(一)[教学要求]1.了解过渡元素的原子结构特征和通性。
2.了解钛、钒及其重要化合物的性质。
3.了解铬单质的性质。
掌握Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)化合物的酸碱性、氧化还原性及其相互转化。
*了解钼、钨的重要化合物。
4.掌握Mn(Ⅱ)、Mn(Ⅳ)、Mn(Ⅵ)、Mn(Ⅶ)重要化合物的性质。
5.掌握Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)重要化合物的性质及其变化规律。
掌握Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)重要化合物的性质及其变化规律。
熟悉铁、钴、镍的重要配合物。
[教学重点]1.过渡元素的价电子构型特点及其与元素通性的关系。
2.Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的单质及化合物的性质。
[教学难点]第四周期d区金属元素氧化态、最高氧化态氧化物及其水合氧化物的酸碱性、氧化还原稳定性、水合离子以及含氧酸根颜色等变化规律。
[教学时数]10学时[主要内容]1.第一过渡系元素的基本性质。
2.Ti、TiO2、H4TiO4、TiCl4、TiCl3的性质。
3.V、V2O5、钒酸盐和多钒酸盐的性质。
4.Cr的性质,Cr(III)、Cr(VI)化合物的性质。
5.Mn的性质,Mn(II)、Mn(IV)、Mn(VI)、Mn(VII)化合物的性质。
6.Fe、Co、Ni的单质及化合物的性质和用途。
[教学内容]§16.1 d区元素概述16.1.1 d区元素概述1.d区元素在周期表中的位置d区元素(d区金属):周期表中具有部分填充d壳层电子的元素.第一过渡系:周期表中第四周期的d区(3d)元素包括Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni.第二过渡系:周期表中第五周期的d区(4d)元素包括Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd.第三过渡系:周期表中第六周期的d区(5d)元素包括Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt.第四过渡系:周期表中锕(89号)到112号元素。
镧系元素:镧(57号)和镥( 71号)之间的15种元素。
第十六章 d区元素(一) 习题解1.完成并配平下列反应方程式。
(1)2TiO2+ + Zn + 4H+→2Ti3+ + Zn2+ + 2H2O(2)2Ti3+ + 3CO32- + 3H2O →2Ti(OH)3(s) + 3CO2(g)(3)TiO2 + H2SO4(浓) →TiOSO4 + H2O(4)TiCl4 + 3H2O →H2TiO3(s) + 4HCl(5)TiCl4 + 2Mg →2MgCl2 + Ti(s)2.完成并配平下列反应方程式。
(1)V2O5 + 2Cl- + 6H+→2VO2+ + Cl2(g) + 3H2O(2)2NH4VO3→V2O5 + 2NH3(g) + H2O (加热)(3)2VO2+ + SO32- + 2H+→ 2VO2+ + SO42- + H2O(4)5VO2+ + MnO4- + H2O →5VO2+ + Mn2+ + 2H+3.已知下列电对的标准电极电势:VO2+ + 2H++ e-→VO2+ + H2O φθ = 0.9994VVO2+ + 2H++ e-→V3+ + H2O φθ = 0.337VV3+ + e-→V2+φθ = -0.255VV2+ + 2e-→V φθ = -1.2V在酸性溶液中分别用1mol·L-1Fe2+,1mol·L-1Sn2+和Zn还原1mol·L-1的VO2+时,最终得到的产物各是什么(不必计算)?解:查附表六可知:Fe3+ + e-→Fe2+φθ(Fe3+/ Fe2+) = 0.769VSn4+ + 2e-→Sn2+φθ(Sn4+/ Sn2+) = 0.1539VZn2+ + 2e-→Zn φθ(Zn2+/ Zn) = -0.7621V当用1mol·L-1 Fe2+还原1mol·L-1的VO2+时,只能得到VO2+离子;当用1mol·L-1 Sn2+Z 在酸性溶液中还原1mol·L-1的VO2+时,首先被还原为VO2+离子,可继续被被还原为V3+离子。
第16章 d 区元素(一)一是非题1.按照酸碱质子理论,[Fe(H2O)5(OH)]2+的共轭酸是[Fe(H2O)6]3+, 其共轭碱是[Fe(H2O)4(OH)2]+。
()2. 由Fe3+能氧化I-,而[Fe(CN)6]3-不能氧化 I-,可知[Fe(CN)6]3-的稳定常熟小于[Fe(CN)6]4-的稳定常数。
()3. 某溶液中共存有NO− , Cr O 2− , K + , Fe3+ , Cl −I 和I-,并无任何反应。
()GAGGAGAGGAFFFFAFAF4. 在[Ti(H2O)6]3+配离子中,Ti3+的d轨道在H2O的影响下发生能级分裂,d 电子可吸收可见光中的绿色光而发生d-d 跃迁,散射出紫红色光。
()5. 在 M n+ +ne ====M 电极反应中,加入M n+的沉淀剂,可使标准电极电势Eθ的代数值增大,同类型的难溶盐的K sp值越小,其Eθ的代数值越大。
()二选择题1. 下列过渡元素中能呈现最高氧化数的化合物是()⑴ Fe⑵ CoGAGGAGAGGAFFFFAFAF⑶ Ni⑷ Mn2. Fe3O4与盐酸作用的产物为()⑴ FeCl3+H2O ⑵ FeCl2+H2O⑶ FeCl3+FeCl2+H2O ⑷ FeCl3+Cl2GAGGAGAGGAFFFFAFAF3. Co3O4与盐酸作用的产物为()⑴ CoCl2+H2O ⑵ CoCl3+CoCl2+H2O ⑶CoCl2+Cl2+H2O ⑷ CoCl3+ H2O4. 欲除去 FeCI3中含有的少量杂质 FeCI2,应加入的物质是()⑴通 CI2⑵KMnO4⑶HNO3⑷ K2C r2O75. 下列哪个溶液中,当加入 NaOH 溶液后,仅有颜色发生变化而无沉淀生成的是()⑴ FeSO4⑵KMnO4⑶GAGGAGAGGAFFFFAFAFNiSO4⑷ K2 Cr2O76. 欲制备Fe2+的标准溶液,应选择的最合适的试剂是()⑴ FeCI2溶于水⑵硫酸亚铁铵溶于水⑶ FeCI3溶液中加铁屑⑷铁屑溶于稀酸7. 用来检验 Fe2+离子的试剂为()GAGGAGAGGAFFFFAFAF⑴ NH4SCN ⑵ K3[Fe(CN)6]⑶ K4[Fe(CN)6]⑷ H2S8. 用来检验 Fe3+离子的试剂为()⑴ KI ⑵NH4SCN ⑶ NaOH⑷ NH3·H2O9. [Co(CN)6]4-与[Co(NH3)6]2+的还原性相比较()⑴ [Co(NH3)6]2+还原性强⑵ [Co(CN)6]4-还原性强GAGGAGAGGAFFFFAFAF⑶两者都强⑷两者都不强10 CoCl3·4NH3用H2SO4溶液处理再结晶, SO 可取代化合物中的 Cl-,但NH3的含量不变,用过量AgNO3处理该化合物溶液,每摩尔可得到1mol的AgCl沉淀这种化合物应该是()⑴ [Co(NH3)4]Cl3⑵ [Co(NH3)4Cl]Cl2⑶ [Co(NH3)4Cl2]Cl⑷ [Co(NH3)4Cl3]GAGGAGAGGAFFFFAFAF11. 由 Cr2O3出发制备铬酸盐应选用的试剂是()⑴浓 HNO3⑵ KOH(s) +KCIO3(s) ⑶CI2⑷H2O212. 下列哪一种元素的氧化数为+ IV 的氧化物,通常是不稳定的()⑴ Ti ( IV ) ⑵V( IV ) ⑶Cr( IV ) ⑷ Mn ( IV ) 13. 镧系收缩的后果之一,是使下列哪些元素的性质相似()GAGGAGAGGAFFFFAFAF⑴ Sc 和 La ⑵Cr 和Mo ⑶ Fe、Co 和Ni ⑷ Nb 和 Ta14. 下列各组元素中最难分离的是()⑴ Li 和 Na ⑵ K 和Ca ⑶ Cu 和Zn ⑷ Zr 和 Hf15. 在酸性介质中,欲使 Mn2+氧化为 MnO4,采用的氧化剂应为()⑴ H2O2⑵王水⑶ K2C r2O7+ H2SO4⑷ NaBiO3GAGGAGAGGAFFFFAFAF16 . 向 FeCl3溶液中加入氨水生成的产物之一是()⑴Fe(NH)⑵Fe(OH)Cl2⑶Fe(OH)2Cl ⑷ Fe(OH)317. 下列物质不能在溶液中大量共存的是()⑴ Fe(CN)和OH-⑵Fe(CN)和I-⑶ Fe(CN)和I-⑷Fe3+和Br18. 下列新制出的沉淀在空气中放置,颜色不发生变化的是()GAGGAGAGGAFFFFAFAF⑴ Mg (OH)2⑵Fe(OH)2⑶Co(OH)2⑷ Ni(OH)219. 下列化合物中与浓盐酸作用没有氯气放出的是()⑴ Pb2O3⑵Fe2O3⑶ C o2O3⑷ Ni2O320. 酸性条件下 H2O2与 Fe2+作用的主要产物是()GAGGAGAGGAFFFFAFAF⑴ Fe, O2 和 H+⑵ Fe3+和H2O ⑶ Fe 和H2O ⑷ Fe3+和O2三填空题1. 在地壳中储量居前十位的元素中属于过渡金属的有2. 向 FeCl3溶液中加入KSCN溶液后,溶液变为色,再加入过量的NH4F溶液后,溶液又变为色,最后滴加NaOH溶液时,又有生成。
第十六章 d区元素(一)
1、在所有过渡元素中,熔点最高的金属是,熔点最低的是,硬度最大的是。
密度最大的是,导电性最好的是,耐海水腐蚀的是。
2、分别写出下列离子的的颜色:[Fe(H
2O)
6
]2+色,FeO
4
2-色,
[FeCl
4]-色,[Fe(H
2
O)
6
]3+色,[Ti(H
2
O)
6
]3+色,VO
4
3-色,
[Co(H
2O)
6
]2+色,[Mn(H
2
O)
6
]2+色,[Ni(H
2
O)
6
]2+色。
3、CrCl
3
溶液与氨水反应生成色的沉淀,该产物与NaOH溶液反应生成色的。
4、锰在自然界主要以的形式存在,在强氧化剂(如KClO
3
)作用下碱熔时只能得到价锰的化合物,而得不到酸盐,这是因为后者。
5、K
2Cr
2
O
7
(s)与浓H
2
SO
4
反应生成的氧化物为,它为色,遇
酒精立即着火,生成铬的一种色氧化物,其化学式为。
高锰酸钾与浓硫酸作用生成的氧化物为;二氧化锰和浓硫酸反应生成的气体是。
6、高锰酸钾是剂,它在酸性溶液中与H
2O
2
反应的主要产物是
和,它在中性或弱碱性溶液中与Na
2SO
3
反应的主要产物为
和。
7、在强碱性条件下,高锰酸钾溶液与二氧化锰反应生成色的;在该产物中加入硫酸后生成色的和色的。
8、三氯化铁蒸汽中含有的聚合分子化学式为,其结构与金属的
氯化物相似。
三氯化铁溶于有机溶剂。
9、即可用于鉴定Fe3+,又可用于鉴定Co2+的试剂是;当Fe3+存在时,能
干扰Co2+的鉴定,可加入因生成而将Fe3+掩蔽起来,消除对Co2+鉴定的干扰。
10、用于鉴定Ni2+的试剂是,鉴定反应需要在性溶液中进行,
反应生成了色沉淀。
11、实验室中使用的变色硅胶中含有少量的,烘干后的硅胶呈色,
这实际上呈现的是的颜色。
吸水后的硅胶呈现色,这是的颜色。
若于烘箱中将吸水硅胶转变成无水硅胶,烘干温度为℃左右。
12、第一过渡系的元素是()
(A)第四周期ⅢB~Ⅷ~ⅡB (B)第五周期ⅢB~Ⅷ~ⅡB
(C)镧系元素(D)锕系元素
13、作为颜料使用的钛的化合物是()
(A)TiCl
4 (B)TiOSO
4
(C)TiO
2
(D)TiF
4
14、关于V
2O
5
的下列叙述中错误的是()
(A)是酸性氧化物(B)是无色晶体(C)具有强氧化性(D)可作为催化剂15、下列离子不能被金属锌还原的是()(A)TiO2+ (B)VO2+ (C)Fe3+ (D)V2+
16、下列离子与Na
2CO
3
溶液反应生成碳酸盐沉淀的是( )
(A)Ti3+ (B)Mn2+ (C)Fe3+ (D)V2+
17、在铬的下列各物种中,还原性最差的是()
(A)Cr3+ (B)Cr2+ (C)Cr(OH)
3 (D)Cr(OH)
4
-
18、CrCl
3
溶液与下列物质作用时,既生成沉淀又生成气体的是()。
(A)锌粉(B)Na
2S溶液(C)K
2
S
2
O
8
溶液(D)NaOH溶液
19、K
2Cr
2
O
7
溶液与下列物质在酸性条件下反应没有沉淀生成的是()
(A)H
2S (B)KI (C)H
2
O
2
(D)Pb(Ac)
2
20、MnO
2
不能与下列溶液反应的是()
(A)浓HCl (B)浓H
2SO
4
(C)稀HI (D)稀NaOH
21、在下列条件下,高锰酸钾发生反应时产物没有气体生成的是()(A)加热(B)酸性条件下久置
(C)在浓碱溶液中(D)酸性条件下与H
2
S反应
22、锰的下列物种能在酸性溶液中发生歧化反应的是()
(A)MnO
42-(B)MnO
2
(C)MnO
4
-(D)Mn2+
23、下列物质不能被空气中的O
2
氧化的是()
(A)Mn(OH)
2 (B)Ni(OH)
2
(C)Ti3+ (D)[Co(NH
3
)
6
]2+
24、下列硫化物能溶于醋酸溶液的是()
(A)FeS (B)CoS (C)NiS (D)MnS
25、下列物质与浓HCl反应生成淡蓝色的以Cl-为配体的配离子的物种是()
(A)Fe(OH)
3 (B)NiOOH (C)Co(OH
3
)(D)Cr(OH)
3
26、下列试剂不能与FeCl
3
溶液反应的是()
(A)Fe (B)Cu (C)KI (D)SnCl
4
27、下列物种中能与CrO
4
2-反应生成金属单质的是()
(A)Fe2+ (B)H-(C)H
2O
2
(D)ZnO。