铁系元素和铂系元素
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第二十二章铁系元素和铂系元素第二十二章 铁系元素和铂系元素一、选择题1. (4607)最适于对 Fe(H 2O) 描述的是……………………………………………………… ( )(A) sp 3d 2杂化,顺磁性 (B) sp 3d 2杂化,反磁性(C) d 2sp 3杂化,顺磁性 (D) d 2sp 3杂化,反磁性2. (4603)下列物质不能大量在溶液中共存的是…………………………………………………( )(A)-36Fe(CN)和OH -(B)-36Fe(CN)和I - (C)-46Fe(CN)和I 2 (D) Fe 3+ 和Br - 3. (4608)过渡金属和许多非金属的共同点是……………………………………………………( )(A) 有高的电负性 (B) 许多化合物有颜色(C) 多种氧化态 (D) 许多顺磁性化合物4. (4609)对第四周期的过渡元素,不具备的性质是……………………………………………( )(A) 形成多种氧化态(B) 形成配位化合物(C) 配位数为4或6(D) 形成的离子必具有4s 23d n 的电子排布5. (4610)下列化合物中显反磁性的是……………………………………………………………( )(A) NiCl 2 (B) CoSO 4 (C) VOCl 3 (D) TiF 36. (4670)下列新制备出的氢氧化物沉淀在空气中放置,颜色不发生变化的是………………( )(A) Fe(OH)2 (B) Mn(OH)2 (C) Co(OH)2 (D) Ni(OH)27. (4604)根据价层电子的排布,下列化合物中为无色的是……………………………………( )(A) CuCl (B) CuCl 2 (C) FeCl 3 (D) FeCl 28. (4617)下列离子中氧化性最强的是……………………………………………………………( )(A) CoF -36(B) Co(NH 3)+33 (C) Co(CN)-36(D) Co 3+ 9. (4636)根据晶体场理论,FeF -36高自旋配合物的理论判据是……………………………… ( )(A) 分裂能 > 成对能 (B) 电离能 > 成对能(C) 分裂能 > 成键能 (D) 分裂能 < 成对能10. (4643)下列气体中能用氯化钯(PdCl 2)稀溶液检验的是………………………………………( )(A) O 3 (B) CO 2 (C) CO (D) Cl 211. (4672)在FeCl 3与KSCN 的混合液中加入过量NaF ,其现象是………………………………( )(A) 产生沉淀 (B) 变为无色 (C) 颜色加深 (D) 无变化12. (4673)同一族过渡元素,从上到下,氧化态的变化是………………………………………( )(A) 趋向形成稳定的高氧化态 (B) 先升高后降低(C) 趋向形成稳定的低氧化态 (D) 没有一定规律13. (4682)弱场中,八面体和四面体配合物的 CFSE 相等的是…………………………………( )(A) Fe 2+ (B) Ni 2+ (C) Mn 2+ (D) Cu 2+ 14. (1627)用作治疗癌症的含铂药物是……………………………………………………………( )(A) H 3NPtCl H 3N Cl (B) H 3N Pt Cl NH 3 (橙黄) (鲜黄)(C) H 2PtCl 6 (D) PtCl 415. (1637)在Fe 3+溶液中加入NH 3·H 2O 生成的物质是…………………………………………( )(A) Fe (OH)3 (B) Fe (OH)6]3-(C) [Fe (NH 3)6]3+ (D) [Fe (NH 3)3(H 2O)3]3+16. (1638)[Ni(CN)4]2-和[Ni(CO)4]中未成对电子数分别是………………………………………( )(A) 0和2 (B) 2和2 (C) 2和0 (D) 0和017. (1657)含有下列离子的溶液,与Na 2S 溶液反应不生成黑色沉淀的一组是…………………( )(A) Fe 2+,Bi 3+ (B) Cd 2+,Zn 2+(C) Fe 3+,Cu 2+ (D) Mn 2+,Pb 2+18. (1659)下列各组元素中,性质最相似的两种元素是……………………………………………( )(A) Mg 和Al (B) Zr 和Hf (C) Ag 和Au (D) Fe 和Co19. (1660)下列氧化物与浓H 2SO 4共热,没有O 2生成的是………………………………………( )(A) CrO 3 (B) MnO 2 (C) PbO 2 (D) V 2O 520. (1674)在碱性溶液中氧化能力最强的是………………………………………………………( )(A)-4MnO (B) NaBiO 3 (C) Co 2O 3 (D)-272O Cr 二、填空题 1. (4622)Fe(III)、Co(III)、Ni(III)的三价氢氧化物与盐酸反应分别得到_______________________________________ ,这说明______________较稳定。
大学无机化学第二十章试题及答案第21章铁系元素和铂系元素总体目标:1. 掌握铁系元素单质及其重要化合物的性质、结构和用途2?了解铂系元素单质及其化合物的性质和用途各节目标:第一节铁系元素的单质掌握铁、钻、镍单质的性质和用途第二节铁系元素的化合物1. 掌握铁、钻、镍化合物的溶解性和颜色2. 掌握铁、钻、镍的+2、+3氧化态稳定性变化规律、这些氧化态化合物在反应上的差异以及化合物的水解性第三节铁系元素的配位化合物了解铁、钻、镍的重要配位化合物的性质第四节铂系元素1. 了解铂系元素单质的性质和用途2. 了解铂系元素含氧化合物和卤化物的主要性质3. 了解铂系元素主要配位化合物的性质A. Fe (NH 3)63+B.Fe (OH ) CI 2C.Fe(OH )2CID.Fe (OH ) 34.酸性条件下,H 2O 2与FeT 作用的组要产物是 ()A.Fe , O 2和 H +;B.Fe 3+ft H 2O;C.Fe 和 H 2O DFe3+和 O 2习题一.选择题1?下列金属中,最活泼的是 ( )A.FeB.CoC.NiD.Pd2.下列金属中,吸收H2能力最强的是( A.FeB.NiC.PdD.Pt3.向FeC 3溶液中加入氨水生成的产物主要是(吉林大学《无机化学例题与习题》))(吉林大学《无机化学例题与习题》)()(吉林大学《无机化学例题与习题》)5. 形成六配位的水合离子时,磁矩为4.90B.M.(理论值)的离子是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.Cr3+B.M n2+C.Fe2+D.Co2+6. 下列化合物中,与浓盐酸作用没有氯气放出的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.Pb2O3B.Fe2O3C.Co2O3 DN2O37. 下列配离子中,还原能力最强的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.Fe(H2O)62+B.Fe(CN)64-C.Co(NH3)62+D.Co(H2O)62+8. 下列化合物中,颜色不为黄色的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.K4[Fe(CN)6].3出0B.BaCrO4C.K3[Co (NO2)6]D.K3[Fe(CN)6]9?能用NaOH溶液分离的离子对是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.Cr3+和AI3+B.Cu2+ft Zn2+C.Cr3+和Fe3+D.Cu2+和Fe3+10. 某金属离子在八面体弱场中磁矩为5.9B.M.,在八面体强场中的磁矩不为零,则该离子可能是(A.Fe2+)(吉林大学《无机化学例题与习题》)B.Fe3+C.Co2+D.Co3+11.可以制得无水FeCl a是下列中的(川师大《无机化学学习指导》)A.Fe+HCI —B.FeCI 2 + CI2TC.Fe+Cl12.Ni 2Q和盐酸反应的主要产物是(川师大《无机化学学习指导》)A.NiCI 3B.NiCIC.NiCI 3+CI213.铂系元素中对酸最活泼的金属是(川师大《无机化学学习指导》)A.OsB.RuC.Pd14.用氢氧化钠熔融法分解某矿石时,最合适的坩埚是()(川师大《无机化学学习指导》)A.铂坩埚B. 镍坩埚C. 瓷坩埚16. 不能在水溶液中由Fe 3+盐加KI 来制取Feb ,是因为学习指导》)A.Fel 3易溶B.Fe3+离子易水解C.生成的产物不纯,是Feb 和Fel 2的混合物D.Fe 3+Y 有氧化I-有还原性,得不到Feb 17. 铁系元素和铂系元素,形成配合物倾向更强的是()(吴成鉴《无机化学学习指导》)A.铁系元素B.铂系元素C.两者均是D. 两者均否、18. 铁在潮湿空气中会生锈,铁锈是松脆多孔的物质,它的成分通常表示为()(吴成鉴《无机化学学习指导》)A.Fe 2QB.Fe 3QC.FeO.H 2OD.Fe 2Q .XH 2O19. 下列关于FeCl 3性质的叙述,正确的是()(吴成鉴《无机化学学习指导》)A. FeCb 是离子化合物B. 高温气态时,以FeCb 单分子存在C. 可用加热FeCl 3.6H 2O 的方法制取无水FeCbD. 在FeCl 3中,铁的氧化态是+川,是铁的最高氧化态 20. 下列物质与&Cr 2O 溶液反应没有沉淀生成的是()(大连理工大学《无机化学习题详解》)A.H 2SB.KIC.H 2QD.AgNO 321. 在下列条件中,KMnO 发生反应时产物中没有气体的是()(大连理工大学《无机化学习题详解》)A.受热B. 在酸性条件下放置C.在浓碱溶液中D.酸性条件下与HS 反应22. 下列物质不易被空气中的Q 氧化的是()(大连理工大学《无机化学习题详解》)A.Mn (OH ) 2B.Ni (OH ) 2C.Fe 2+D.Co (NH 3) 62+二?填空题15.Co 2+M 子在水溶液中和在氨水溶液中的还原性是)(吴成鉴《无机化学学习指导》)A.前者大于后者B.二者相同C.后者大于前者D. 都无还原性()(吴成鉴《无机化学1. FeCl3的蒸汽中含有_______ 分子,其结构类似于 _______ 蒸汽,其中Fe3+的杂化方式为___________ F eCb易溶于有机溶剂,原因是____________ . (吉林大学《无机化学例题与习题》)2. 现有四瓶绿色溶液,分别含有Ni (H),Cu (H),Cr (m),MnO42-.(1)加水稀释后,溶液变蓝的是_________ .(2)加入过量酸性N&SO3溶液后,变为无色的是___________ .(3)加入适量NaOH溶液由沉淀生成,NaOH过量时沉淀溶解,又得到绿色溶液的是 ___________ .(吉林大学《无机化学例题与习题》)(4)加入适量氨水有绿色沉淀生成,氨水过量时得到蓝色溶液的是___________ .吉(吉林大学《无机化学例题与习题》)3.______________________________________________________________ 在Cr 3+, Mn 2+,Fe 2+, Fe 3+, Co 2+, Ni 2+中,易溶于过量氨水的是____________________ .(吉林大学《无机化学例题与习题》)4?向CoSO 4溶液中加入过量 KCN 溶液,则有 _____________ ?生成,放置后逐渐转化为 _____________ .(吉林大学《无机化学例题与习题》)5. _______________________________________ 具有抗癌作用的顺铂,其分子构型为_____________________________________________ .化学组成为 ________ .Ni (CN )42- 的构型为 __________ .中心离子的未成对电子数为___________ ,而NiCl 42-构型为未成对电子数为_____________ .(吉林大学《无机化学例题与习题》 )而在自然界中往往以一一态形式共生在一起。
22 铁系元素和铂系元素22-1铁系元素通性ⅧB族元素与其它各族元素不同,有三个直行共九个元素,即第四周期的铁、钴、镍,第五周期的钌、铑、钯,第六周期的锇、铱、铂,通常把这九个元素按其性质上的接近程度分为两组,把第四周期的Fe、Co、Ni称为铁系元素,而其余六个元素则称为铂系元素,这里先讨论铁元素。
1.铁系元素的基本情况价电子构型3d64s2 3d74s2 3d84s2主要氧化数 +1.+2.+3 +2.+3.+4 +2.+3.+4原子半径(pm) 124.1 125.3 124.6离子半径(M2+) 74 72 69电离势(KJ/mol-1) 764.0 763 741.1电负性 1.83 1.88 1.91φ0M2+/M(V) -0.473 -0.227 -0.232①从价电子构型看,外层4s轨道均有2个电子,次外层3d轨道分别为6.7.8而原子半径,离子半径以很相近,因此性质相似。
②由于3d轨道已超过5个电子,全部价电子参与成键的可能性减少,随着价电子数的增加,从Fe-Co-Ni形成高氧化态的趋势减小;Fe有稳定的+2.+3氧化态,在强氧化剂存在下,可出现不稳定的+6氧化数(高铁酸盐FeO42-);Co则通常表现为+2,在强氧化剂存在下可出现不稳定的+3氧化态;Ni则经常表现为+2氧化态。
这可理解为在电子层数相同的情况下,随着原子序数增加(3d电子增加),有效核电荷增加,使核对价层电子的吸引力增强,故3d电子的稳定性增加而难于参加成键。
因而显高氧化态趋于困难。
③从电离势和φ0值可以看出从Fe-Ni金属活泼性减弱,这也可从Z*的变化加以理解。
2.单质的性质①都具有铁磁性,即经磁场作用后,能使磁场大大加强,磁场取消后也不立即消失。
②都是中等活泼的金属。
(见φ0M2+/M)a.在常温和无水蒸汽存在时,几乎不与O2、S、Cl等非金属单质反应,但在高温下,则能与很多非金属和水蒸汽反应。
如:b. 它们都能溶于稀酸。
元素周期表第八族第VIII族元素在周期系中位置的特殊性是与它们之间性质的类似和递变关系相联系的。
在九种元素中,虽然也存在着一般的垂直相似性,如铁、钌、锇,但水平相似性如铁、钴、镍则更为突出。
因此,为了便于研究,通常把这九种元素分成两组,把位于第4周期的铁、钴、镍三种元素称为铁系元素,其余六种元素则称为铂系元素。
由于镧系收缩的缘故,位于第5周期的钌、铑、钯与位于第6周期的锇、铱、铂非常相似而与第4周期的铁、钴、镍差别较大。
铂系元素被列为稀有元素,和金、银一起称为贵金属。
1.铁系元素铁、钴、镍三种元素的最外层都有两个4s电子,只是次外层的3d电子数不同,分别为6、7、8,它们的原子半径十分相似,所以它们的性质很相似。
由于第一过渡系列元素原子的电子填充过渡到第Ⅷ族时,3d电子已经超过5个,所以它们的价电子全部参加成键的可能性减少,因而铁系元素已经不再呈现出与族数相当的最高氧化态。
一般条件下,铁的常见氧化态是+2和+3,与强氧化剂作用,铁可以生成不稳定的+6氧化态的高铁酸盐。
一般条件下,钴和镍的常见氧化态都是+2,与强氧化剂作用,钴可以生成不稳定的+3氧化态,而镍的+3氧化态则少见。
我们从物理性质、化学性质、用途三个方面来介绍铁系元素的通性。
1、物理性质。
铁系元素的原子半径、离子半径、电离势等性质基本上随原子序数的增加而有规律地变化。
但镍的原子量比钴小,这是因为镍的同位素中质量数小的一种占的比例大。
铁系元素单质都是具有金属光泽的白色金属。
钴略带灰色。
它们的密度都比较大,熔点也比较高,它们的熔点随原子序数的增加而降低,这可能是因为3d 轨道中成单电子数按Fe、Co、Ni的顺序依次减少(4、3、2),金属键依次减弱的缘故。
钴比较硬而脆,铁和镍却有很好的延展性。
它们都表现有铁磁性,它们的合金是很好的磁性材料。
2、化学性质:由铁系元素的标准电极电势看,它们都是中等活泼的金属。
它们的化学性质表现在以下几个方面:①在酸性溶液中,Fe、Co和Ni分别是铁、钴、镍离子的最稳定状态。