武大吉大第三版无机化学教材课后习题答案18-23[2] 下载本文

(4) Cu2+与NH3或NH2COOH或CH3COOH配合。

解(1)Al3+与F-的配合物更加稳定,Al3+为硬酸;而碱F-的硬度比Cl-大

(2)Pd2+与RSH配合后更加稳定,Pd2+为软酸,而RSH为软碱,ROH为硬碱。 (3)Cu2+与NH3结合更加稳定。

(4) Cu2+与NH2CH2COOH结合更加稳定,因为前者的配体中有N,后者仅有O,N的配位能力比O强。

10. 在0.1mol·dm-3K[Ag(CN)2]溶液中,加入KCl固体使Cl- 的浓度为0.10mol·dm-3,

有何现象发生?

解:设[Ag+]为x mol?dm-3

Ag+ + 2CN- Ag(CN)2- x 2x 0.1-x

0.1?x21-8-3

?1.25?10 得:x = 2.7×10mol?dm 2x(2x)Q = [Ag+][Cl-] = 2.7×10-8×0.10 = 2.7×10-9

Q > Ksp?(AgCl),因而会有AgCl沉淀析出

11. 在1dm-36mol·dm-3的NH3水中加入0.01mol固体CuSO4,溶解后,在此溶液再加0.01mol

固体的NaOH,铜氨配合物能否被破坏? 解 设生成 Cu(NH3)42+后Cu2+的浓度为xmol?L-1 Cu2??4NH3?Cu(NH3)4 x 6-4(0.01-x) 0.01-x

2?

0.01?x = 2.09 × 1013 4x[6?4(0.01?x)] 得: x = 3.79 × 10-19 mol?dm-3 Q = [Cu2+] – [OH-]2 = 3.79 × 10-19×0.012

= 3.79 × 10-23

Q小于Ksp? 故铜氨配合物不能被破坏

12. 当NH4SCN及少量Fe3+同存于溶液中达到平衡时,加入NH4F使[F]=[SCN]=

1 mol·dm-3,问此时溶液中[FeF6]

3???与[Fe(SCN)3]的浓度比为多少?

(K稳,Fe(SCN)3=2.0×103,K稳,[FeF6]3-=1×1016) 解 Fe3+ +6F

?[FeF6]

3? Fe3+ + 3SCN

?[Fe(SCN)3]

a 1 x a 1 y K稳,[FeF6]3- =

yx= 1×1016 K稳,Fe(SCN)3 = 3=2.0×103

1a16ax= 5×1012 y所以溶液中[FeF6]3?与[Fe(SCN)3]的浓度比为 5×1012

13. 欲使1×10-5mol的AgI溶于1cm-3氨水,试从理论上推算,氨水的最低浓度为多少?

?7-17

(K稳,Ag(NH3)?=1.12×10;K=9.3×10) sp,AgI2解:Ksp?AgI = [Ag+][I-]

2?[Ag(NH3)]K稳Ag(NH3)?[Ag?][NH3]22?[Ag(NH3)2?]得:KspAgI/[I?]?K稳Ag(NH3)2??[NH3]2? [I?]?1?10?5mol?cm?3

[Ag(NH3)2?]?1?10?5mol?cm?31?10?5?1?10?5?3?3[NH3]??0.31mol?cm?310mol?cm1.12?107?9.3?10?1714. 已知Au+ + e=Au的?=1.691V,求Au(CN)2 + e

??—

Au+2CN 的?值是

?38

多少?(K稳,Au(CN)?=2×10) 2解

Au(CN)2??e??Au?2CN?2?标准状态时:[Au(CN)]?[CN?]?1.0mol?dm?32?[Au(CN)]1[Au(CN)]??[Au?][CN?]2[Au?]2??K稳?

???E?[Au(CN)/Au]?E(Au/Au)?0.059lg[Au]2 =1.691 + 0.059lg1/K稳?

=1.691+0.059lg1/2×1038

=-0.57V

15. 一个铜电极浸在一种含有1.00 mol·dm-3氨和1.00Cmol·dm-3Cu(NH3)4配离子的溶

液里,若用标准氢电极作正极,经实验测得它和铜电极之间得电势差为0.0300V。试计算Cu(NH3)4配离子得稳定常数(已知?Cu2?/Cu=0.34V)。

2?2??解:E? = E?(H+/H2)- E?[Cu(NH3)42+/Cu] = 0.0300V 即 E?[Cu(NH3)42+/Cu] = -0.0300V

由 E?[Cu(NH3)42+/Cu] = E?(Cu2+/Cu) + 0.059/2lg[Cu2+]

Cu2??4NH3?Cu(NH3)4得:K稳??2?1?2?即[Cu]?1/K稳[Cu2?]2? E?[Cu(NH3)/Cu]?0.34?0.059/2lg1/K稳 4?0.0300?0.34?得:K稳?0.059?lgK稳2?3.49?101216. 为什么在水溶液中,Co3+离子能氧化水,[Co(NH3)6]3+却不能氧化水?

2??K稳,Co(NH3)6=1.38×105;K稳Co(NH3)3=1.58×1035;Kb,NH3=1.8×10-5 6??Co3?/Co2?=1.808V;?O2/H2O=1.229V;?O2/OH? =0.401V

??解:在水溶液中,

E?(Co3?/Co2?)>E?(O2/H2O)

故Co3+能氧化水

4Co3++2H2O=4Co2+O2↑+4H+

E[Co(NH3)6/Co(NH3)6?3?2?[Co3?]]?E(Co/Co)?0.059lg[Co2?]?3?2??E?(Co3?/Co2?)?0.059lgK稳[Co(NH3)6]K稳[Co(NH3)6]?2??2?1.38?105?1.81?0.059lg?0.04V1.58?1035设[NH3]?1.0mol?dm?3则:[OH?]?1.0?1.8?10?5?4.24?10?3mol?dm?3O2?4H2O?4e??4OH?0.059p(O2)/p?0.0591E(O2/OH)?E(O2/OH)?lg?0.401?lg?0.45V44[OH?]4(4.24?10?3)4???

E?[Co(NH3)6/Co(NH3)6]

故 Co(NH3)63+不能氧化水

17. 在1.0mol·dm-3得HCl溶液中加入0.010mol·dm-3得Fe(NO3)3后,溶液中有关配离

3?2?子中哪种配离子浓度最大?(已知该体系逐级稳定常数为:k1=4.2,k2=1.3,k3=0.040,k4=0.012)

解:因各级稳定常数都比较小,Cl过量很多故可以认为: [Cl-] = 1.0 mol?L-1

[Cl-] + [FeCl2+] + 2[FeCl2+] + 3[FeCl3] + 4[FeCl4-] =1.0 mol?L-1 [Fe3+] + [FeCl2+] + [FeCl2+] + [FeCl3] + [FeCl4-]=0.010 mol?L-1

-

[FeCl2?]k1??4.2 [FeCl2+] = 4.2[Fe3+] 3??[Fe][Cl]?[FeCl2]+3+

k2? [FeCl] = 1.3×4.2[Fe] ?1.322??[FeCl][Cl] =5.5[Fe3+] k3?[FeCl3][FeCl2][Cl?]??0.040 [FeCl3] = 0.040[FeCl2+]

= 0.04×1.3×4.2[Fe3+] =0.22[Fe3+]

[FeCl4] k4??0.012 [FeCl4-]=0.012[FeCl3] ?[FeCl3][Cl]=0.012×0.04×1.3×4.2[Fe3+] =0.0026[Fe3+]

则:[Fe3+] + 4.2[Fe3+] + 5.5[Fe3+] +0.22[Fe3+] + 0.0026[Fe3+]=0.010mol?L-1

可得:[Fe3+]=9.2×10-4 mol?L-1

由此可以得到:FeCl2+的浓度最大

?第二十章

1. 钛的主要矿物是什么?简述从钛铁矿制取钛白得反应原理。 解:钛的主要矿物有钛铁矿FeTiO2

反应原理:

FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O

TiOSO4 + 2H2O =TiO2?H2O↓ + H2SO4 TiO2?H2O = TiO2 + H2O

2. 解释TiCl3和[Ti(O2)OH(H2O)4]+

有色得原因。

解:TiCl3显色是因为产生了电核跃迁,[Ti(O2)OH(H2O)4]+有色是因为O22-离子变形性较强,

d—d跃迁所引起。

3. 完成并配平下列反应方程式。

(1) Ti + HF ?

(2) TiO2 + H2SO4 ? (3) TiCl4 + H2O ? (4) FeTiO3 + H2SO4 ? (5) TiO2 + BaCO3 ? (6) TiO2 + C + Cl2 ? 解:(1) Ti + 5HF = H2TiF6 + 2H2↑

(2) TiO2 + H2SO4 = TiOSO4 + H2O (3) TiCl4 + 2H2O = TiO2 + 4HCl (4) FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O (5) TiO2+ BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ (6) TiO2 + 2C + 2Cl2 = TiCl4 + 2CO↑

4. 完成下列反应

(1) TiI4在真空中强热;

(2) FeTiO3和碳得混合物在氯气中加热;

(3) 向含有TiCl6得水溶液加入过量得氨;

(4) 向VCl3的水溶液加入过量的氨; (5) 将VCl2的固体加到HgCl2水溶液中。 解:(1) TiI4 = Ti + 2I2

(2) 2FeTiO3 + 6C + 5Cl2 = 2FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO (3) TiCl62- + NH3 = [Ti(NH3)6]4+ + 6Cl- (4) VCl3 + Na2SO3 = (5) VCl2 + HgCl2=

5. 根据下列实验写出有关的反应方程式:将一瓶TiCl4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

2?