(完整word版)北师大《无机化学》第四版习题参考答案11
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第13章氢和稀有气体13-1 氢作为能源,其优点是什么?目前开发中的困难是什么?1、解:氢作为能源,具有以下特点:(1)原料来源于地球上储量丰富的水,因而资源不受限制;(2)氢气燃烧时放出的热量很大;(3)作为燃料的最大优点是燃烧后的产物为水,不会污染环境;(4)有可能实现能量的储存,也有可能实现经济高效的输送。
发展氢能源需要解决三个方面的问题:氢气的发生,氢气的储备和氢气的利用13-2按室温和常压下的状态(气态液态固态)将下列化合物分类,哪一种固体可能是电的良导体?BaH2;SiH4;NH3;AsH3;PdH0.9;HI13-3试述从空气中分离稀有气体和从混合气体中分离各组分的根据和方法。
3、解:从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分,主要是利用它们不同的物理性质如:原子间不同的作用力、熔点沸点的高低以及被吸附的难易等差异达到分离的目的。
13-4试说明稀有气体的熔点、沸点、密度等性质的变化趋势和原因?4、解:氦、氖、氩、氪、氙,这几种稀有气体熔点、沸点、密度逐渐增大。
这主要是由于惰性气体都是单原子分子,分子间相互作用力主要决定于分子量。
分子量越大,分子间相互作用力越大,熔点沸点越来越高。
密度逐渐增大是由于其原子量逐渐增大,而单位体积中原子个数相同。
13-5你会选择哪种稀有气体作为:(a)温度最低的液体冷冻剂;(b)电离能最低安全的放电光源;(c)最廉价的惰性气氛。
13-6用价键理论和分子轨道理论解释HeH、HeH+、He2+粒子存在的可能性。
为什么氦没有双原子分子存在?13-7 给出与下列物种具有相同结构的稀有气体化合物的化学式并指出其空间构型:(a) ICl 4- (b)IBr 2- (c)BrO 3- (d)ClF7、 解: 4X e F 平面四边形 2XeF 直线形3XeO 三角锥 XeO 直线形13-8用 VSEPR 理论判断XeF 2 、XeF 4、XeF 6、XeOF 4及ClF 3的空间构型。
北师大版无机化学习题答案北师大版无机化学习题答案无机化学作为化学学科的重要分支,是研究无机物质的性质、组成、结构以及它们在化学反应中的变化规律的学科。
在学习无机化学的过程中,不可避免地会遇到一些难题和疑惑。
为了帮助同学们更好地掌握无机化学知识,我整理了一些北师大版无机化学习题的答案,供大家参考。
1. 请问下列物质中,哪个是电离度最高的?答案:氢氧化钠(NaOH)。
由于氢氧化钠分子中含有强碱性的氢氧根离子(OH-),所以它的电离度最高。
2. 化学式为Ca(OH)2的物质是什么?答案:氢氧化钙。
化学式中的Ca代表钙元素,(OH)2代表两个氢氧根离子,所以化学式为Ca(OH)2的物质就是氢氧化钙。
3. 下列物质中,哪个是强酸?答案:盐酸(HCl)。
盐酸是一种强酸,可以完全电离生成氯离子(Cl-)和氢离子(H+)。
4. 请问下列物质中,哪个是强碱?答案:氢氧化钠(NaOH)。
氢氧化钠是一种强碱,可以完全电离生成氢氧根离子(OH-)和钠离子(Na+)。
5. 请问下列物质中,哪个是弱酸?答案:乙酸(CH3COOH)。
乙酸是一种弱酸,只有一部分乙酸分子会电离生成乙酸根离子(CH3COO-)和氢离子(H+)。
6. 化学式为H2SO4的物质是什么?答案:硫酸。
化学式中的H代表氢元素,2代表两个氢原子,SO4代表硫酸根离子,所以化学式为H2SO4的物质就是硫酸。
7. 下列物质中,哪个是盐?答案:氯化钠(NaCl)。
氯化钠是一种盐,由钠离子(Na+)和氯离子(Cl-)组成。
8. 请问下列物质中,哪个是弱碱?答案:氨水(NH3·H2O)。
氨水是一种弱碱,只有一部分氨分子会电离生成氨根离子(NH2-)和氢离子(H+)。
9. 化学式为HClO4的物质是什么?答案:高氯酸。
化学式中的H代表氢元素,ClO4代表高氯酸根离子,所以化学式为HClO4的物质就是高氯酸。
10. 下列物质中,哪个是弱电解质?答案:乙醇(C2H5OH)。
第21章 p区金属思考题21-1如何制备无水AlCl3?能否用加热脱水的方法从AlCl3·6H2O中制取无水AlCl3?解:制备无水AlCl3,可采用干法,即用Al和Cl2在加热的条件下反应制得。
2Al + 3Cl2 === 2AlCl3也可在HCl气氛下,由AlCl3·6H2O加热脱水得到。
但不能直接由AlCl3·6H2O 加热脱水得到无水AlCl3,因为铝离子的强烈水解性,在加热过程中,发生水解,不能得到无水AlCl3。
21-2矾的特点是什么?哪些金属离子容易成矾?解:矾在组成上可分为两类:M I2SO4·M II SO4·6H2O(M I=K+、Rb+、Cs+和NH4+等,M II=Mg2+、Fe2+等);M I M III(SO4)2·12H2O(M I=Na+、K+、Rb+、Cs+和NH4+等,M II=Al3+、Fe3+、Cr3+、Co3+、Ga3+、V3+等),都为硫酸的复盐,形成复盐后,稳定性增强,在水中的溶解性减小。
21-3 若在SnCl2溶液中含有少量的Sn4+,如何除去它?若在SnCl4溶液中含有少量Sn2+,又如何除去?解:(1) SnCl2中含有少量的Sn4+,可加入锡粒将其除去。
发生的化学反应是:SnCl4+Sn === 2SnCl2(2) 在SnCl4中含有少量的Sn2+,可利用Sn2+的还原性,用H2O2将其氧化为Sn4+。
21-4比较Sb、Bi的硫化物和氧化物的性质,并联系第16章内容,总结归纳砷分族元素的氧化物及其水合物、硫化物的酸碱性、氧化还原性的递变规律。
解:砷分族元素的氧化物及其水合物的酸碱性和氧化还原性的递变规律与其对应的硫化物相似。
即:从上到下,酸性减弱,碱性增强;+V氧化值的氧化性从上到下增强,+III 氧化值的还原性从上到下减弱;同一元素+V氧化值的酸性比+III氧化值的强。
21-5 说明三氯化铝在气态及在水溶液中的存在形式。
第14章卤素14-2氟在本族元素中有哪些特殊性?氟化氢和氢氟酸有哪些特性?2、解:(1)由于F的半径特别小,故F2的离解能特别小,F-的水合热比其他卤素离子多。
(2)HF分子间存在氢键,因而HF分子的熔沸点和汽化热特别高。
(3)AgF为易溶于水的化合物。
(4)F2与水反应产物复杂。
(5)HF是一弱酸,浓度增大,酸性增强。
(6)HF能与SiO2或硅酸盐反应,生成气态SiF4;14-4根据电势图计算在298K时,Br2在碱性水溶液中歧化为Br-和BrO3-的反应平衡常数。
4、解:由公式:-ZFE=-RTlnK得:K=exp(ZFE/RT)=2.92×103814-5 三氟化氮NF3(沸点-129℃)不显Lewis 碱性,而相对分子质量较低的化合物NH3(沸点-33℃)却是个人所共知的Lewis 碱。
(a)说明它们挥发性差别如此之大的原因;(b)说明它们碱性不同的原因。
5、解:(1)NH3有较高的沸点,是因为它分子间存在氢键。
(2)NF3分子中,F原子半径较大,由于空间位阻作用,使它很难再配合Lewis酸。
另外,F原子的电负性较大,削弱了中心原子N的负电性。
14-9 如何鉴别KClO﹑KClO3和KClO4这三种盐?9、解:分别取少量固体加入干燥的试管中,再做以下实验加入稀盐酸即有Cl2气放出的是KClO;KClO+2HCl=KCl+Cl2+H2O加入浓盐酸有Cl2与放出且溶液变黄的是KClO3;8KC1O3+24HCl(浓)=9Cl2↑+8KCl+60ClO2(黄)+12H2O另一种则为KClO414-12利用电极电势解释下列现象:在淀粉碘化钾溶液中加入少量NaClO 时,得到蓝色溶液A,加入过量NaClO 时,得到无色溶液 B ,然后酸化之并加少量固体Na2SO3于B 溶液,则A的蓝色复现,当Na2SO3过量时蓝色又褪去成为无色溶液C ,再加入NaIO3溶液蓝色的A 溶液又出现。
指出A﹑B﹑C各为何种物质,并写出各步的反应方程式。
第十二章 配位平衡12-1 在1L 6 mol ·L -1的NH 3水中加入0.01 mol 固体CuSO 4,溶解后加入0.01 mol 固体NaOH ,铜氨络离子能否被破坏?〔K 稳[Cu(NH 3)42+]=2.09×1013,K SP [Cu(OH)2]=2.2×10-20〕 解:CuSO 4在过量的氨水溶液中几乎完全形成[Cu(NH 3)4]2+,则[Cu(NH 3)4]2+ === Cu 2+ + 4NH 3平衡时: 0.01-x x (6-0.04)+4x1342431009.2)496.5()01.0(])([⨯=+⋅-=+x x x NH Cu K 稳11910792.3--⋅⨯=L mol x ])([108.3)01.0(10792.3]][[22321922OH Cu K OH Cu sp <⨯=⨯⨯=---+铜氨络离子不能被破坏。
12-2 在少量N H 4S C N 和少量Fe 3+同存于溶液中达到平衡时,加入NH 4F 使[F -]=[SCN -]= 1 mol ·L -1,问此时溶液中[FeF 63-]和 [Fe(SCN)3]浓度比为多少?〔K 稳[Fe(SCN)3]=2.0×103,K 稳[FeF 63-]= 1×1016〕 解:---+=+SCN FeF FSCN Fe 3][6])([363123163633663336105102101)]([][])([][]][)([]][[⨯=⨯⨯====-----SCN Fe K FeF K SCN Fe FeF F SCN Fe SCN FeF K 稳稳12-3 在理论上,欲使1×10-5 mol 的AgI 溶于1 cm 3氨水,氨水的最低浓度应达到多少?事实上是否可能达到这种浓度?〔K 稳[Ag(NH 3)2+]=1.12×107,K SP [AgI]=9.3×10-17〕解: -++=+I NH Ag NH AgI ])([2233起始浓度a 0 0达到平衡时 a-2x x x 〔全部溶解时:101.0-⋅=L mol x 〕 此反应的平衡常数:9177231004.1103.91012.1)(})({--+⨯=⨯⨯⨯=⨯=AgI Ksp NH Ag K K 稳 因此: 9221004.1]2[(-⨯=-=x a x K 1310-⋅=L mol a 事实上不可能达到这种浓度。
无机化学第四版(北京师范大学大学等)答案下册碳的还原性1.与氧气反应(燃烧)2.与石英砂高温反应(工业应用:制硅单质)3.与金属氧化物反应如氧化铜、氧化铁(冶炼铁用焦炭,实际的还原剂主要是什么?)4.被热的浓硫酸氧化5.被热的浓硝酸氧化6.高温下被二氧化碳氧化。
*高温下被水氧化生成水煤气。
碳酸盐小结1.一些碳酸盐的存在、俗称或用途。
大理石、石灰石、白垩、方解石、蛋壳、贝壳、钟乳石—CaCO3;纯碱、苏打—Na2CO3;小苏打—NaHCO3 (可用于食品发泡,治疗胃酸过多症)菱镁矿—MgCO3(制MgO);菱铁矿—FeCO3 ;碳铵—NH4HCO3;(氮肥)草木灰的主要成分—K2CO3;(钾肥)暂时硬水的成分—Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2 ;锅垢的主要成分—CaCO3和Mg(OH)2;炼铁的“熔剂”—CaCO3 (炼钢的造渣剂是生石灰)制普通玻璃原料—石灰石、纯碱、石英;制水泥的原料—石灰石、粘土2.碳酸的正盐和酸式盐(1)相互转化: 碳酸钙和碳酸氢钙的转化(实验现象; 石灰岩洞和钟乳石形成)碳酸钠和碳酸氢钠的转化(碳酸钠溶液跟盐酸反应不如碳酸氢钠剧烈; 除去碳酸氢钠溶液中的碳酸钠杂质; 除去碳酸钠中碳酸氢钠杂质; 除去二氧化碳中的氯化氢杂质为什么不用碳酸钠溶液而用碳酸氢钠溶液等问题)(2)共同性质: 都能跟酸(比碳酸强的酸)反应生成二氧化碳气体. (碳酸盐的检验)(3)稳定性比较: 正盐比酸式盐稳定[稳定性: 酸<酸式盐<正盐,是一个比较普遍的现象如HClO<Ca(ClO)2; H2SO3<Na2SO3等](碳酸氢钠受热的实验现象; 碳酸氢钙溶液受热的实验现象)(4)溶解性比较碱金属碳酸盐: 酸式盐的溶解性弱于正盐. 如NaHCO3<Na2CO3碱土金属碳酸盐: 酸式盐的溶解性强于正盐如Ca(HCO3)2>CaCO3(5)碳酸氢钠与碳酸钠某些反应的异同? 都有碳酸盐的通性—-与盐酸反应生成二氧化碳(要注意熟悉反应时耗酸量及生成气体量的各种情况下的比较.)? 跟石灰水或氢氧化钡溶液都生成白色沉淀? 碳酸氢钠能跟氢氧化钠等碱反应而碳酸钠不反应;? 碳酸钠跟氯化钙或氯化钡溶液易生成碳酸盐沉淀,而碳酸氢钠跟盐类稀溶液不易生成沉淀.钠及其化合物的重要性质(一)钠的反应1. 钠跟氧气常温下一般认为生成氧化钠,加热(燃烧)生成过氧化钠. (钠的保存)2. 钠跟硫能剧烈反应,甚至爆炸3. 钠跟水反应(现象?)4.*钠跟硫酸铜溶液反应(现象?)5. 钠跟乙醇反应(与跟水的反应比较;)(有机物中的醇羟基、酚羟基、羧基都跟钠反应生成氢气。
北师⼤《⽆机化学》第四版习题答案第五章化学热⼒学基础5-1从⼿册中查出常⽤试剂浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸、浓氨⽔的密度和质量分数计算它们的(体积)物质的量浓度和质量摩尔浓度。
解:经查阅:p(HCl)=1.19g/mlw(HCl)=37.23%p(H2SO4)=1.83g/mlw(H2SO4)=98%p(HNO3)=1.42g/mlw(HNO3)=69.80%p(NH3.H2O)=0.9g/mlw(NH3.H2O)=26%由公式c=pw/M可得:c(HCl)=12mol·L–1c(H2SO4)=18.3mol·L–1c(HNO3)=15.7mol·L–1c(NH3.H2O)=13.8mol·L–1设1㎏⽔中含溶质nmol,则由w=m/(m+1000)(m为溶质质量)可得:m(HCl)=16.2mol/㎏m(H2SO4)=500mol/㎏m(HNO3)=36.69mol/㎏m(NH3.H2O)=20.67mol/㎏5-2从⼿册查出常温下的饱和⽔蒸⽓压,计算当时相对湿度为40%时,⽔蒸⽓压多⼤。
解:在298K下,P(饱和⽔蒸⽓压)=3.167Kpa,P(不饱和)/P (饱和)=40%,则P(不饱和)/P(饱和)=40%×P(饱和)=0.4×3.167=1.2668Kpa 答:⽔蒸⽓压为1.2668Kpa.5-3化学实验中经常⽤蒸馏⽔冲洗已⽤⾃来⽔洗净的烧杯。
设洗净烧杯内残留“⽔”为1mL,试计算,⽤30mL蒸馏⽔洗1次和2次,烧杯中残留的“⾃来⽔的浓度”分别多⼤?解:再⽤⾃来⽔洗之后,烧杯中⾃来⽔为1ml之后,加⼊30ml 蒸馏⽔,⼀共为31ml⽔,⾃来⽔占1/31,倒掉后⼜倒1ml,故⾃来⽔浓度为1/31。
若第⼀次加⼊的蒸馏⽔倒掉之后,1ml中含1/31ml的⾃来⽔;再加⼊30ml蒸馏⽔,⼀共为31ml⽔,⾃来⽔占1/312=1/963所以倒掉后⾃来⽔占1/312=1/9635-4计算15℃,97kPa下15g氯⽓的体积。
北师大《无机化学》第四版习题答案第十二章 配位平衡12-1 在1L 6 mol ·L -1的NH 3水中加入0.01 mol 固体CuSO 4,溶解后加入0.01 mol 固体NaOH ,铜氨络离子能否被破坏?(K 稳[Cu(NH 3)42+]=2.09×1013,K SP [Cu(OH)2]=2.2×10-20)解:CuSO 4在过量的氨水溶液中几乎完全形成[Cu(NH 3)4]2+,则[Cu(NH 3)4]2+ === Cu 2+ + 4NH 3平衡时: 0.01-x x (6-0.04)+4x1342431009.2)496.5()01.0(])([⨯=+⋅-=+x x x NH Cu K 稳11910792.3--⋅⨯=L mol x])([108.3)01.0(10792.3]][[22321922OH Cu K OH Cu sp <⨯=⨯⨯=---+铜氨络离子不能被破坏。
12-2 在少量NH 4SCN 和少量Fe 3+同存于溶液中达到平衡时,加入NH 4F 使[F -]=[SCN -]= 1 mol ·L -1,问此时溶液中[FeF 63-]和 [Fe(SCN)3]浓度比为多少?(K 稳[Fe(SCN)3]=2.0×103,K 稳[FeF 63-]= 1×1016) 解: ---+=+SCN FeF FSCN Fe 3][6])([363123163633663336105102101)]([][])([][]][)([]][[⨯=⨯⨯====-----SCN Fe K FeF K SCN Fe FeF F SCN Fe SCN FeF K 稳稳12-3 在理论上,欲使1×10-5mol 的AgI 溶于1 cm 3氨水,氨水的最低浓度应达到多少?事实上是否可能达到这种浓度?(K 稳[Ag(NH 3)2+]=1.12×107,K SP [AgI]=9.3×10-17)解: -++=+I NH Ag NH AgI ])([2233起始浓度 a 0达到平衡时 a-2x x x (全部溶解时:101.0-⋅=L mol x )此反应的平衡常数:9177231004.1103.91012.1)(})({--+⨯=⨯⨯⨯=⨯=AgI Ksp NH Ag K K 稳因此:9221004.1]2[(-⨯=-=x a x K1310-⋅=L mol a 事实上不可能达到这种浓度。
北师⼤《⽆机化学》第四版习题答案下册第13章氢和稀有⽓体13-1 氢作为能源,其优点是什么?⽬前开发中的困难是什么? 1、解:氢作为能源,具有以下特点:(1)原料来源于地球上储量丰富的⽔,因⽽资源不受限制;(2)氢⽓燃烧时放出的热量很⼤;(3)作为燃料的最⼤优点是燃烧后的产物为⽔,不会污染环境;(4)有可能实现能量的储存,也有可能实现经济⾼效的输送。
发展氢能源需要解决三个⽅⾯的问题:氢⽓的发⽣,氢⽓的储备和氢⽓的利⽤13-2按室温和常压下的状态(⽓态液态固态)将下列化合物分类,哪⼀种固体可能是电的良导体?BaH 2;SiH 4;NH 3;AsH 3;PdH 0.9;HI13-3试述从空⽓中分离稀有⽓体和从混合⽓体中分离各组分的根据和⽅法。
3、解:从空⽓中分离稀有⽓体和从混合稀有⽓体中分离各组分,主要是利⽤它们不同的物理性质如:原⼦间不同的作⽤⼒、熔点沸点的⾼低以及被吸附的难易等差异达到分离的⽬的。
13-4试说明稀有⽓体的熔点、沸点、密度等性质的变化趋势和原因?4、解:氦、氖、氩、氪、氙,这⼏种稀有⽓体熔点、沸点、密度逐渐增⼤。
这主要是由于惰性⽓体都是单原⼦分⼦,分⼦间相互作⽤⼒主要决定于分⼦量。
分⼦量越⼤,分⼦间相互作⽤⼒越⼤,熔点沸点越来越⾼。
密度逐渐增⼤是由于其原⼦量逐渐增⼤,⽽单位体积中原⼦个数相同。
13-5你会选择哪种稀有⽓体作为:(a )温度最低的液体冷冻剂;(b )电离能最低安全的放电光源;(c )最廉价的惰性⽓氛。
13-6⽤价键理论和分⼦轨道理论解释HeH 、HeH +、He 2+粒⼦存在的可能性。
为什么氦没有双原⼦分⼦存在?13-7 给出与下列物种具有相同结构的稀有⽓体化合物的化学式并指出其空间构型: (a) ICl 4- (b)IBr 2- (c)BrO 3- (d)ClF7、解: 4XeF 平⾯四边形 2XeF 直线形3XeO 三⾓锥 XeO 直线形13-8⽤ VSEPR 理论判断XeF 2 、XeF 4、XeF 6、XeOF 4及ClF 3的空间构型。
第十章沉淀溶解平衡10-1 (1)解:P b i2(s)=p b2+(aq)+2I-(aq)设溶解度为S.则:k sp(I2) =S×(2S)2=4S3=4×(1.29×10-3)3=8.6×10-9(2)解:溶解度S=2.91×10-3/253=1.15×10-5BaCrO4(s)=Ba2++CrO42- (BaCrO4)=S2 =(1.15×10-5)2 =1.32×10-10 10-2 .(1) Zn(OH)2(s)=Zn2++2OH-K sp (Zn(OH)2)=S×(2S)2=4S3=4.12×10-17S*=2.18×10-6=2.17×10-4g/L(2) 解:P b (s)=P b2++2F-K sp(PbF2(s))=S*×(2S*)2=4S3=7.12×10-7S*=2.61 mol/L=6.39 g/L10-3 (1) 解:设AgIO3溶解度为S1, 设Ag2CrO4溶解度为S2, 则: AgIO3(s)=Ag++ IO3-K sp(AgIO3)=S1× S1=S12S1=( K sp(AgIO3)) 1/2=(9.2×10-9) 1/2=9.59×10-5 mol/L.Ag2CrO4(s)=2Ag ++ CrO42—K sp(Ag2CrO4)=(2S2) S2=4S23S2=( K sp(Ag2CrO4)/4) 1/3=(1.12×10-12/4) 1/3=6.54×10-5 mol/L(2)解:设AgIO3溶解度为S1, 设Ag2CrO4溶解度为S2, 则:AgIO3(s)=Ag++ IO3-S1 S1S1+0.01S1K sp(AgIO3)=(S1+0.01)× S1=0.01×S12=9.2×10-9Ag2CrO4(s)=2Ag ++ CrO4—2S2 S22S2+0.01S2K sp(Ag2CrO4)=(2S2+0.01)× S2=0.01×S22=1.12×10-12S2=1.12×10-8 mol/L∴S1>S2AgIO3在0.01 mol*L-1的AgIO3溶液中的溶解度大10-4(1)解:沉淀Ca2+:[SO42-]1=K sp(CaSO4)/ [Ca2+]=7.1×10-5/0.01=7.1×10--3沉淀Ba2+:[SO42-]2=K sp(BaSO4)/ [Ba2+]=1.07×10-10/0.01=1.07×10-8=1.07×10-10/0.01/7.1×10-5/0.01=1.5×10--8 mol/L﹤1×10-5用Na2 SO4作沉淀剂能将Ca2+与Ba2+分离(2) 解:n(SO 42-)=100×10-3 ×0.01=1×10-3 mol/L∴ m(Na 2 SO 4) =142×1×10-3=0.142(g)∴加入0.142 g Na 2 SO 4才能达到BaSO 4完全沉淀的要求10-5解:C(MgCl 2) =10×0.1/20=0.05 mol/LC(NH 3.H 2O) =10×0.01/20=0.005∴C(Mg 2+)=0.05 mol/L∝C(NH 3)/K b =0.005/1.774×10-5=281﹤500 [OH -]=1.774×10-5+(3.147×10-10+3.548×10-10) =2.89×10-4 mol/LJ =C(Mg 2+)×C(OH -)2=0.05×(2.89×10-4)2 =4.81×10-9﹥K sp(Mg(OH)2)=5.61×10-12 ∴有Mg(OH)2沉淀生成 10-6解:沉淀Fe 3+[OH -]=( K sp(Fe(OH)3)/ [Fe 3+])1/3=(2.64×10-39/0.05) 1/3=3.75×10-13 mol/L 沉淀Fe 2+[OH -]=( K sp(Fe(OH)2)/ [Fe 2+])1/2=(4.87×10-17/0.05) 1/2 =3.12×10-8 mol/L当Fe 3+沉淀完全时,[Fe 3+]=10-5 mol ·L -1[OH -]完全=(2.64×10-39/10-5)1/3=6.42×10-12 mol ·L-1∴pH 完全=14-12+0.8=2.8 ∴pH 开始=14-8+0.5=6.5 ∴pH 的范围为2.8~6.510-7在10mL 0.201-⋅L mol 溶液中加入10mL 含的0.010氨水溶液,计算含多少克CL NH 4才不至于生成()2OH Mn 沉淀?[]1210.0-+⋅=Lmol Mn[]5310*8.1*10*10*01.0--=OH =410*42.0-离子积Q=[][]22-+OH Mn =1010*8.1-()[]13210*06.2-=OH Mn K sp θQ >>SP k 有沉淀生成要使不析出沉淀,应加抑制3NH 电离。
(新)无机化学习题参考答案无机化学习题参考答案第一章11.求0.01knaoh、0.10k(2ca2+)、0.10k(na2co3)的物质的量。
2溶液m(NaOH)=40gmol-1m(2ca2+)=80gmol-1m(na2co3)=53gmol-1它们的物质含量非常高n(naoh)?m(naoh)0.01?1000??0.25?mol?m(naoh)4012m(2ca2+)0.10?1000n(2ca)1.25? 摩尔?m(2ca2+)802+1m(na2co3)10.10?10002n(na2co3)1.89?mol?1253m(na2co3)22。
将质量为5.0g的NaOH和CaCl 2分别溶解于水中,制备500ml 溶液,并尝试求出两种溶液的浓度ρ(NaOH)、c(NaOH)、ρ(11cacl2)和c(cacl2)。
221解m(naoh)=40gmol-1m(cacl2)=55.5gmol-12m(naoh)5.0?(氢氧化钠)10.0? Gl-1?v0.5c(naoh)??(naoh)m(naoh)?10.0?0.25?mol?l-1?401m(cacl2)15.0?(cacl2)?2??10.0?g?l-1?2v0.51?(cacl2)110.02c(cacl2)0.18?mol?l-1?12m(cacl2)55.523。
当ki与溶液中的高锰酸钾反应时,如果0.508gi2析出,则取(ki+1kmno4)5为基本单元,所消耗的反应物的物质的量是多少?问题解决中的反应方程式是10ki+2kmno4+8h2so4=5i2+2mnso4+6k2so4+8h2o将上述反应方程式改为141134ki+kmno4+h2so4=i2+mnso4+k2so4+h2o55255511molmol210.508n(ki+kmno4)molmol5254,消耗的反应物量为10.508n(ki+kmno4)=2×=0.004(mol)静脉注射用氯化钾溶液的极限质量浓度为2.7gl-1。
精心整理 第十一章电化学基础
11-1用氧化数法配平下列方程式 (1)KClO3KClO4+KCl (2)Ca5(PO4)3F+C+SiO2CaSiO3+CaF2+P4+CO (3)NaNO2+NH4ClN2+NaCl+H2O (4)K2Cr2O7+FeSO4+H2SO4Cr2(SO4)3+Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O (5)CsCl+CaCaCl2+Cs 解:(1)4KClO3==3KClO4+KCl (2)4Ca5(PO4)3F+30C+18SiO2==18CaSiO3+2CaF2+3P4+30CO (3)3NaNO2+3NH4Cl==3N2+3NaCl+6H2O (4)K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4==Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+K2SO4+7H2O (5)2CsCl+Ca==CaCl2+2Cs 11-2将下列水溶液化学反应的方程式先改为离子方程式,然后分解为两个半反应式: (1)2H2O2==2H2O+O2 (2)Cl2+H2O==HCl+HClO (3)3Cl2+6KOH==KClO3+5KCl+3H2O (4)2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4==K2SO4+5Fe2(SO4)3+2MnSO4+8H2O (5)K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4==K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2+7H2O 解:(1)离子式:2H2O2==2H2O+O2H2O2+2H+2e-==2H2O H2O2-2e-==O2+2H (2)离子式:Cl2+H2O==H++Cl-+HClOCl2+2e-==2Cl– Cl2+H2O-2e-==2H++2HClO (3)离子式:3Cl2+6OH-==ClO3-+5Cl-+3H2OCl2+2e-==2Cl– Cl2+12OH--10e-==2ClO3-+6H2O (4)离子式:MnO4-+5Fe2++8H+==5Fe3++Mn2++4H2O MnO4-+5e-+8H+==Mn2++4H2OFe2+-e-==Fe3+ (5离子式:Cr2O72-+3H2O2+8H+==2Cr3++3O2+7H2O
Cr2O72-+6e-+14H+==2Cr3++7H2OH2O2-2e-==O2+2H 11-3.用半反应法(离子-电子法)配平下列方程式 (1)K2Cr2O7+H2S+H2SO4——K2SO4+Cr2(SO4)3+H2O (2)MnO42-+H2O2———O2+Mn2+(酸性溶液) (3)Zn+NO3-+OH-——NH3+Zn(OH)42- (4)Cr(OH)4-+H2O2——CrO42- (5)Hg+NO3-+H+——Hg22++NO 解:(1)K2Cr2O7+3H2S+4H2SO4==K2SO4+Cr2(SO4)3+7H2O+3S (2)MnO42-+2H2O2+4H==2O2+Mn2++4H2O (3)Zn+NO3-+3H2O+OH-==NH3+Zn(OH)42- 精心整理 (4)2Cr(OH)4-+3H2O2+2OH==-2CrO42-+8H2O (5)6Hg+2NO3-+8H+==3Hg22++2NO+4H2O 11-4将下列反应设计成原电池,用标准电极电势判断标准态下电池的正极和负极,电子传递的方向,正极和负极的电极反应,电池的电动势,写出电池符号. (1)Zn+2Ag+=Zn2++2Ag (2)2Fe3++Fe=3Fe2+ (3)Zn+2H+=Zn2++H2 (4)H2+Cl2=2HCl (5)3I2+6KOH=KIO3+5KI+3H2O 11-5写出下列各对半反应组成的原电池的电池反应、电池符号,并计算标准电动势。 (1)Fe3++e-=Fe3+;I2+2e-=2I- (2)Cu2++e-=CuI;I2+2e-=2I- (3)Zn2++2e-=Zn;2H++2e-=H2 (4)Cu2++2e-=Cu;2H++2e-=H2 (5)O2+2H2O+4e-=4OH-;2H2O+2e-=H2+2OH– 11-6以标准电极电势举例来说明以下说法并非一般规律: 元素的氧化态越高,氧化性就越强。元素的氧化态越低还原性就越强。氧化剂得到电子越多(氧化态降得越低)氧化性越强。还原剂失去电子越多(氧化态升得越高)还原性越强。(提示:考察氮的氧化物和含氧酸之类的价态变化丰富的半反应)。 11-7通过计算说明,对于 半反应H+(10—4mol/L)+e-=1/2H2(g,0.01bar)和 半反应2H+(10—4mol/L)+2e-=H2(g,0.01bar) 11—8氧化还原滴定的指示剂在滴定终点时因与滴定操作溶液发生氧化还原反应而变色。为选择用重铬酸钾滴定亚铁溶液的指示剂,请计算出达到滴定终点([Fe2+]=10-5mol.L-1,[Fe3+]=10-5mol.L-1)时Fe3++e-==Fe2+ 的电极电势,由此估算指示剂的标准电极电势应当多大。 解:对于Fe3++e-==Fe2+,当[Fe2+]=10-5mol.L-1,[Fe3+]=10-5mol.L-1时, (Fe3+/Fe2+)=θ(Fe3+/Fe2+)+0.0592Lg[Fe3+]/[Fe2+]
=0.770+0.0592Lg10-2/10-5)V=0.948V 反应平衡时,(Fe3+/Fe2+)=(Cr2O72-/Cr3+)=0.948V 11-9用能斯特方程计算来说明,使Fe+Cu2+=Fe2++Cu的反应逆转是否有现实的可能性? 解:ΦΘ(Cu+/Cu)=0.345V,ΦΘ(Fe2+/Fe)=-0.4402V 要使反应逆转,就要使ΦΘ(Fe2+/Fe)>ΦΘ(Cu2+/Cu) 由能斯特方程得[Fe2+]/[Cu2+]>1026.5=3.2×1026 11-10用能斯特方程计算与二氧化锰反应得到氯气的盐酸在热力学理论上的最低浓度 解:设与二氧化锰反应得到氯气的盐酸在热力学理论上的最低浓度是X, 因:反应方程式为:MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2↑ 半反应为:MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O(正) Cl2+2e-=2Cl-(负) 要使反应顺利进行,须φ(MnO2/Mn2+)=φ(Cl2/Cl-) 精心整理 φθ(MnO2/Mn2+)=1.228V,φθ(Cl2/Cl-)=1.3583V 所以任意状况φ(MnO2/Mn2+)=1.228+0.0592/2lg[H+]4 φ(Cl2/Cl-)=1.3583+0.0592/2lg1/[Cl-]2 1.228+0.0592/2lg[H+]4=1.3583+0.0592/2lg1/[Cl-]2 解得:x=5.4mol.L-1 答:与二氧化锰反应得到氯气的盐酸在热力学理论上的最低浓度是5.4mol.L-1。 11-11用能斯特方程计算电对H3AsO4/H3AsO3在PH=0,2,4,6,8,9时的电极电势,用计算结果绘制PH-电势图,并用该图判断反应H3AsO4+2I-+2H+=H3AsO3+I2+2H2O在不同酸度下的反应方向。 解:半反应为:H3ASO4+2H++2e-=H3ASO3+H2O(正) I2+2e-=2I-(负) 由能斯特方程得:=θ-0.0592PH 即Φ=ΦΟ(H3ASO4/H3ASO3)-(0.0592/n)mPH 若pH=0,则(H3AsO4/H3AsO3)=θ(H3AsO4/H3AsO3) Ψ+=ΨΟ+-0.05920=0.58-0=0.58V 若pH=2,则(H3AsO4/H3AsO3)=θ(H3AsO4/H3AsO3)-0.0592*2 Ψ+=ΨΟ+-0.05922=0.58-0.1184=0.4616 若pH=4,则(H3AsO4/H3AsO3)=0.56v-0.0592*4v Ψ+=ΨΟ+-0.05924=0.58-0.2368=0.3432 若pH=6,则(H3AsO4/H3AsO3)=0.56v-0.0592*6v Ψ+=ΨΟ+-0.05926=0.58-0.3552=0.2248=0.22V 若pH=8,则(H3AsO4/H3AsO3)=0.56v-0.0592*8v Ψ+=ΨΟ+-0.05928=0.58-0.4736=0.1064=0.11V 若pH=9,则(H3AsO4/H3AsO3)=0.56v-0.0592*9v Ψ+=ΨΟ+-0.05929=0.58-0.5328=0.0472=0.05V
若+=-,反应处于平衡, 又因为ΨΟ(I2/I-)=0.535V所以此反应逆转的最低pH为Ψ+=ΨΟ(I2/I-) 即ΨΟ+(H3ASO4/H3ASO3)-0.0592pH=ΨΟ(I2/I-) 0.58-0.0592pH=0.535所以pH=0.76 所以pH>>0.76时,反应向左进行,即(I2/I-)>(H3AsO4/H3AsO3) pH〈0.76时反应向右进行,即(H3AsO4/H3AsO3)>(I2/I-) 11-12利用半反应2H+2eH2的标准电极电势和醋酸的电离常数计算半反应的标准电极电势。 2HAc+2eH2+2Ac- 解:θ(H+/H2)=0,Ka(HAc)=1.810-5 ∴ 对于2HAc+2eH2+2Ac-, θ(HAc/H2)=
θ(H+/H2)+20592.0Lg[H+]2
=0.0592Lg(1.810-5)V=-0.28V
11-13利用半反应Cu2++2e-Cu和Cu(NH3)42++2e-Cu+4NH3的标准电极电势(-0.065V)计算配合反应Cu2++4NH3Cu(NH3)42+的平衡常数。