d区元素(一)知识学习
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第十六章d区元素(一)预习提纲1、d区元素性质变化的一般规律,包括原子半径,电离能,物理性质,化学性质,氧化态及颜色。
2、钛,钒及其化合物。
3、铬的化合物,铬离子的反应,多酸型配合物结构。
4、锰的重要化合物性质。
水溶液中锰离子的反应。
5、铁,钴,镍重要化合物性质及相应反应。
第十六章复习题一、是非题:1、从元素钪开始,原子轨道上填3d电子,因此第一过渡系列元素原子序数的个位数等于3d上的电子数。
2、除ⅢB外,所有过渡元素在化合物中的氧化态都是可变的,这个结论也符合与ⅠB族元素。
3、ⅢB族是副族元素中最活泼的元素,它们的氧化物碱性最强,接近于对应的碱土金属氧化物。
4、第一过渡系列的稳定氧化态变化,自左向右,先是逐渐升高,而后又有所下降,这是由于d轨道半充满以后倾向于稳定而产生的现象。
5、元素的金属性愈强,则其相应氧化物水合物的碱性就愈强;元素的非金属性愈强,则其相应氧化物水合物的酸性就愈强。
6、低自旋型配合物的磁性一般来说比高自旋型配合物的磁性相当要弱一些。
二、选择题:1、过渡元素原子的电子能级往往是(n-1)d > ns,但氧化后首先失去电子的是ns 轨道上的,这是因为:A、能量最低原理仅适合于单质原子的电子排布。
B、次外层d上的电子是一个整体,不能部分丢失。
C、只有最外层的电子或轨道才能成键。
D、生成离子或化合物,各轨道的能级顺序可以变化。
2、下列哪一种元素的(Ⅴ)氧化态在通常条件下都不稳定A、Cr(Ⅴ)B、Mn(Ⅴ)C、Fe(Ⅴ)D、都不稳定3、Cr2O3,MnO2,Fe2O3在碱性条件下都可以氧化到(Ⅵ)的酸根,完成各自的氧化过程所要求的氧化剂和碱性条件上A、三者基本相同B、对于铬要求最苛刻C、对于锰要求最苛刻D、对于铁要求最苛刻4、下列哪一体系可以自发发生同化反应而产生中间氧化态离子?A、Cu(s) + Cu2+(aq)B、Fe(s) + Fe3+(aq)C、Mn2+(aq) + MnO42-(aq)D、Hg(l) + HgCl2(饱和)5、下列哪一种关于FeCl3在酸性水溶液的说法是不妥的?A、浓度小时可以是水合离子的真溶液B、可以形成以氯为桥基的多聚体C、可以形成暗红色的胶体溶液D、可以形成分子状态的分子溶液。
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。
d区元素一(相关知识d区元素是指周期表中4d及5d轨道上的元素,通常也被称作过渡金属。
它们在化学性质上表现出中等电负性、高离子化能、高化合价、易氧化以及形成带有镍白色或银白色的亮泽金属外观等特点。
这些元素的最外层电子组态为ns2(n-1)d,在化学反应中,它们借助着这些d轨道上的电子来提高反应速率、稳定物种的结构以及调节电荷分布。
这些元素在生命过程中扮演着很重要的角色,同时也是一些基础材料和高科技产业的重要组成部分,例如高温合金、电池、合成纤维以及电子器件等。
d区元素从第四周期开始,元素逐渐变得稀有,其中的超过一半元素被定性为稀有金属元素。
这些元素的多项化学性质受到它们的外层d轨道上电子的影响。
这些d轨道上的电子数量众多,容易形成配合物,因此它们具有强的络合能力和催化活性。
另外,d区元素之间的相互作用也属于d-d键,因此它们的反应机理也具有研究价值。
d区元素的原子半径比p区的元素要大,因为它们拥有更多的电子,同时原子序数越大,原子半径也会越来越小。
在同一周期内,d区元素的离子半径比p区元素要小,这是因为它们已经失去了一部分电子,离子半径因此变小。
在化学反应中,d区元素通常会表现出它们的多价性,这是因为d轨道上电子的容易发生氧化还原反应,进而形成不同价态的离子。
在配位化学中,d区元素能够形成大量的稠合配合物,因为它们的d轨道可以用来接受配体的配位键,从而形成稳定的配合物。
d区元素中金属的环境共价能力有时候很强,这也是它们常被用来作为催化剂的主要原因。
例如,在氧化反应中,d区元素可以很容易地释放出氧分子,进而形成氧化物。
在还原反应中,d区元素则可以发生电子传递,将电子传递到其他离子或者分子上。
在这些反应中,p区元素通常没有这样的作用。
从原始形态到纯粹化学物质,d区元素产生了众多的应用。
在纯净状态下,它们被用来制造带有镍白色或银白色的亮泽金属外观,这些金属被广泛应用在制造飞机、汽车和高速列车等交通设施中。
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。