厦门大学无机化学习题15 过渡元素(一)

过渡元素（一）

钛

1.指出TiO

2分别与下列物质反应的产物是什么？

Ca、H

2SO

4、Al、C＋Cl

2、NaOH、HF、C、BaCO

3

2.给出合理的解释

（1）TiCl

4可用于制造烟幕？

（2）Ti3＋离子具有还原性？

（3）Ti易溶于HF，难溶于HNO

3中？

（4）金属钛在低温下没有反应性？

（5）Ca与Ti是同一周期的邻近元素，Ti的密度、熔点比Ca高？

（6）Ca2＋为无色，而Ti2＋为有色离子？

（7）Ca与Ti原子外层都是4s2，Ti有＋2、＋3、＋4多种氧化数，而Ca

只有＋2价态？

3.金属钛有何宝贵的特性？基于这些特性的主要作用有哪些？

4.以TiO

2为原料制取TiCl

4的两种方法。写出有关反应方程式。

5.完成并配平下列反应方程式：

（1）Ti＋HF →

（2）TiO

2＋H

2SO

4 →

（3）TiCl

4＋H

2O →

（4）FeTiO

3＋H

2SO

4 →

（5）TiO

2＋BaCO

3 →

（6）TiO

2＋C＋Cl

2 →

（7）Ti＋HCl →

6.在敞开的容器中，被盐酸酸化了的三氯化钛紫色溶液会逐渐褪色？为

什么？

7.根据下列实验写出有关反应方程式；将一瓶TiCl

4打开瓶塞时立即冒白

烟，向瓶中加入浓HCl溶液和金属锌时生成紫色溶液，缓慢地加入NaOH

溶液直至溶液呈碱性，于是出现紫色沉淀。沉淀过滤后，先用HNO

3处理，然后用稀碱溶液处理，生成白色沉淀。

8.利用标准电极电势数据判断H

2S，SO

2，SnCl

2和金属铝能否把TiO2＋离

子还原成Ti3＋？

9.试说明Ti(H

2O)

62＋、Ti(H

2O)

63＋和Ti(H

2O)

64＋离子中哪些离子不能在

水溶液中存在？为什么？

10.怎样鉴别TiO2＋离子和Ti3＋离子？

11.（1）Ti(H

2O)

63＋配离子在约490nm处显示一个较强吸收，预测

Ti(NH

3)

63＋将吸收较长波长还是较短波长的光，为什么？

（2）已知TiCl

63－在784nm处有一宽峰，这是由什么跃迁引起的，该配

离子的△o值为多少？

钒

1.给出合理的解释：

（1）VF

5是已知的，而VCl

5不稳定；

（2）某些钒（V）的化合物，其离子虽为d0结构，但却是有色的；

（3）钒是过渡元素，而磷是非金属，然而这二个元素有相似之处，请

给予说明。

2.已知E

Aø：EøVO

2＋/VO2＋=1.0V；EøVO2＋/V3＋=0.36V；EøV3＋/V2＋

=-0.25V；Eø2＋/V=-1.2V；分别用1mol·L－1的Fe2＋、1mol·L－1的Sn2

＋和Zn还原1mol·L－1的VO

2＋时（在酸性溶液中），最终产物各是什

么？

3.完成并配平下列反应方程式：

（1）V

2O

5＋NaOH →

△

（2）V

2O

5＋HCl（浓）→

（3）VO

2＋＋Fe2＋＋H＋ →

（4）VO

2＋＋H

2C

2O

4＋H＋ →

（5）V2＋＋MnO

4－＋H＋ →

（6）VO

2＋＋SO

32－＋H＋ →

△（7）NH

4VO

4 →

△

（8）NH

4VO

3＋H

2SO

4（浓）→

4.可溶性钒（V）的化合物在1mol·L－1强酸，0.1mol·L－1 NaOH和中性

溶液中各以何种形式存在？各呈现什么颜色？

5.一橙黄色固体钒的化合物A，微溶于水，使蓝色石蕊试纸变红，在A中

滴加NaOH，A完全溶解成为无色透明溶液B，A 不溶于稀H

2SO

4，但加浓

H

2SO

4并加热，溶解成为淡黄色溶液C，指出各字母符号代表的物质，

写出有关反应方程式。以上事实可说明A的什么性质？

6.写出钒的三种同多酸的化学式。

铬

1.根据下列实验现象写出相应的化学反应方程式：

（1）往Cr

2(SO

4)

2溶液中滴加NaOH溶液，先析出灰蓝色沉淀，后又溶解，

再向所得的溶液中加入溴水，溶液由绿色变为黄色，用H

2O

2代替溴水

也得到同样的结果。

（2）向黄色的BaCrO

4沉淀中加入浓HCl得到一种绿色溶液。

（3）在酸性介质中，用锌还原Cr

2O

72－时，溶液颜色由橙色经绿色而变成

蓝色，放置时又变成绿色。

（4）把H

2S通入用H

2SO

4酸化的K

2Cr

2O

7溶液中，溶液颜色由橙变绿，同时析

出白色沉淀。

2.实验室中常用的铬酸洗液如何配制？为什么它有去污能力？如何使用

比较合理？失效时有何现象？

3.为什么碱金属的重铬盐在水溶液中的pH＜7？

4.溶液的pH值怎样影响铬酸根离子，钼酸根离子和钨酸根离子的组成。

5.如何分离下列离子

（1）Cr3＋和Al3＋ （2）Cr3＋、Al3＋和Zn2＋

6.在含有Cl－和CrO

42－离子的混合溶液中逐滴加入AgNO

3溶液， 在[Cl－]

和 [CrO

42－]均为0.10mol·L－1时，那么谁先沉淀？当第二种离子沉淀时，第一种离子的浓度是多少？讨论Ag

2CrO

4可否作为Ag＋滴定Cl－

时的指示剂？

7.根据2CrO

42－＋2H＋ ====== Cr

2O

72－＋H

2O K＝1014。试求在起始浓度

为1mol· L－1 铬酸钾溶液中，pH是多少时？

（1）铬酸根离子和重铬酸根离子浓度相等。

（2）铬酸根离子的浓度占99％

（3）重铬酸根离子的浓度占99％

8.把重铬酸钾溶液和硝酸银混合在一起时，析出什么沉淀？

9.铬的某化合物A是橙红色溶于水的固体，将A用浓HCl处理产生黄绿色刺

激气体B和生成暗绿色溶液C，在C中加入KOH溶液，先生成灰蓝色沉淀

D，继续加入过量的KOH溶液，则沉淀溶解，变成绿色溶液E。在E中加

入H

2O

2，加热则生成黄色溶液F，F用稀酸酸化，又变成原来的化合物A

的溶液。问A、B、C、D、E、F各是什么？写了各步变化的反应式。

10.如何由铬铁矿和硝酸铅制备铬黄染料(PbCrO

4)？试设计实验方案并

写出反应方程式。

11.写出从钨锰矿制备金属钨粉的整个过程。

12.写出下列反应方程式

（1）制备无水氯化铬

（2）制备CrO

3

（3）在Fe2＋的水溶液中加入酸性的重铬酸根离子溶液

（4）在酸性Cr

2O

72－离子的溶液中加入H

2O

2和乙醚

（5）加热重铬酸铵固体

（6）K

2Cr

2O

7＋H

2SO

4（浓）→

（7）K

2Cr

2O

7＋HCl（浓）→

13.用最简便的方法完成下列转变：

Cr2＋———→Cr3＋———→CrO

2－———→CrO

42－———→Cr

2O

72

－

14.说明下列物质的制备、性质和用途：

（1）K

2Cr

2O

7 （2）K

2CrO

4 （3）Cr

2O

315.在K

2Cr

2O

7的饱和溶液中加入浓H

2SO

4，并加热到200℃时，发现溶液的

颜色变为蓝绿色，检查反应开始时，并无任何还原剂存在，试说明上

述变化的原因。

16.解释下列现象，并写出有关反应的离子方程式。

酸化K

2CrO

4溶液，溶液由黄色变成橙色，加入Na

2S于溶液时，溶液变

成绿色；继续加入Na

2S，溶液时出现灰绿色沉淀。

17.讨论氢离子浓度对2CrO

42＋＋2H＋ ====== Cr

2O

72＋＋H

2O平衡移动的

影响；为什么在K

2Cr

2O

7溶液加入Pb2＋会生成黄色的PbCrO

4沉淀。

18.用浓HCl和H

2SO

4分别酸化铬酸钠的溶液，产物应该是什么？写出反

应方程式。

19.在浓度分别为0.020mol·L－1 Cr2＋离子和0.030mol·L－1 Pb2＋离子

的混合液中，如何控制酸度（用pH值表示）以氢氧化物的沉淀形式加

以分离？（Køsp.Cr(OH)

3＝1.2×10－15；Køsp.Pb(OH)

2＝2.6×10－31）

20.设有一液体含有0.10mol·L－1 Ba2＋及0.10mol·L－1 Sr2＋离子，如

欲借K

2CrO

4试剂使两种离子分离，（设残留在溶液中的正离子浓度为

1.0×10－5mol·L－1）。 问CrO

42－离子浓度应控制在何种范围？

Køsp.BaCrO

4＝1.6×10－10；Køsp.SrCrO

4＝3.510－5）。

21.计算说明：为什么在碱性介质中H

2O

2能将CrO

2－氧化为CrO

42－；在酸

性介质中H

2O

2能将CrO

72－还原为Cr3＋离子？

22.电镀废水中Cr(Ⅵ)的毒性极高，必须设法变成毒性较小的Cr(Ⅲ)的沉

淀物再进行回收处理。能否利用工厂排出的废弃物来进行以废治废

呢？举例加以说明，并写出有关的反应方程式。

23.用锌还原Cr

2O

72－时，溶液颜色由橙色经绿色而变成蓝色，放置时又

变成绿色：

（1）根据上述实验现象写出相应的化学反应方程式。

（2）对最后一步“放置时又变为绿色？，目前有两种观点：第一种认为

是空气中O

2引起的；另一种认为是水中的H＋引起的。请利用有关标

准电势的数据评论这些观点，并作出你的选择。