武汉大学版无机化学课后习题答案(第三版)(下册)

Cu(NO3)2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaNO3 Cu(OH)2 + 2HF = CuF2 + 2H2O

(5) ZnS + 2HCl + n H2O = ZnCl2nH2O + H2S

ZnCl2 nH2O = ZnCl2 + n H2O

(6) 3Hg + 8HNO3 = 3Hg(NO3)2 + 2NO ↑+ 4H2O

Hg(NO3)2 + 4KI = K2[HgI4] + 2KNO3 (7) ZnCO3 + H2SO4 = ZnSO4 + CO2 ↑+ H2O

2ZnSO4 + 2H2O = 2Zn +O2↑ + H2SO4

(8) Ag(S2O3)23- + 8Cl2 + 10H2O = AgCl↓ + 15Cl- + 4SO42- + 2OH-

AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl

[Ag(NH3)2]Cl + HCOOH = Ag↓ + CO2 ↑+ H2O + NH3 ↑+ HCl 2[Ag(NH3)2]+ + Zn = 2Ag↓ + [Zn(NH3)4]2-

2[Ag(NH3)2]+ + CH3CHO + 2OH- = CH3COONH4 + 2Ag↓ + 3NH3 ↑+ H2O

6. 试设计一个不用H2S而能使下述离子分离得方案 Ag+, Hg2, Cu2+, Zn2+, Cd2+, Hg2+和Al3+ 答

混合溶液

HCl ║

AgCl,Hg2Cl2 Cu2+,Zn2+,Cd2+,Hg2+,Al3+

NH3?H2O KI(过量)

HgNH2Cl +Hg Ag(NH3)2+ CuI Zn2+,Cd2+,HgI42-,Al3+ NH3?H2O HgNH2I,HgNH2Cl,Al(OH)3 Zn(NH3)42+, Cd(NH3)42+

NaOH ║Δ

Zn(OH)2 ,Cd(OH)2 HgNH2I,HgNH2Cl Al(OH)4- NaOH

2-

Cd(OH)2 Zn(OH)4

7. 将1.008克铜—铝合金样品溶解后,加入过量碘离子,然后用0.1052mol·dm-3Na2S2O3溶液滴定生成得碘,共消耗29.84cm-3Na2S2O3溶液,试求合金中铜得质量分数。 解: 2Cu2+ + 2I- = CuI + I2

I2 + 2S2O32- = S4O62- + 2I-

2Cu2+与I2, 2S2O32- 相当

21

2?

即Cu2+与S2O32- 的量相等为: 0.1052×29.84×10-3

Cu% = nCu·MCu/1.008×100%

= 0.1052×29.84×63.546×100%/1.008 =19.8%

8. 计算下列各个半电池反应得电极电势: (1) Hg2SO4+2e-2Hg+SO2?4

(已知??Hg2?Hg=0.792V,K?SP(Hg2SO4)=6.76×10-7

) 2/

??1 ??(2) CuS

??2Cu2S

3Cu

(已知???Cu2?//Cu?=0.15V,?Cu?/Cu=0.52V,

K??sp(CuS)=7.94×10-36,Ksp(Cu2S)=1.0×10-48)

(????CuS/Cu2S= —0.51V,?Cu2S/Cu = —0.159V,?CuS/Cu= —0.332V)(1) 解: Hg2SO4 + 2e- = 2Hg + SO42-

Hg22+ + SO42- = Hg2SO4 Kθsp(Hg2SO4) = [Hg22+]·[SO42-] 令 [SO42-] = 1.0mol/dm3

[Hg22+] = Kθsp(Hg2SO4) = 6.76×10-7 mol/dm3 E(Hg22+/Hg) = Eθ(Hg2SO4/Hg)

E(Hg22+/Hg) = Eθ(Hg22+/Hg) + 0.059/2lg[Hg22+] = 0.792 + 0.059/2lg(6.76×10-7) = 0.61V 即 Eθ(Hg2SO4/Hg) = 0.61V

(2) 解: 2CuS + 2e- = Cu2S + S2-

EθCuS/Cu2S = EθCu2+/Cu+ + 0.059/2lg([Cu2+]2/[ Cu+])

= EθCu2+/Cu+ + 0.059/2lg(KθspCuS/ Kθsp Cu2S) = 0.15 + 0.059/2lg[(7.94×10-36)2/1.0×10-48] = -0.50V Cu2S + 2e- = 2Cu + S2-

EθCu2S/ Cu = EθCu+/ Cu + 0.059/2lg[Cu+]2

= EθCu+/ Cu + 0.059/2lg KθspCu2S = 0.52 + 0.059/2lg1.0×10-48 = -0.90 CuS + 2e- = Cu + S2-

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EθCuS/ Cu = EθCu2+/Cu + 0.059/2lg[Cu2+] = EθCu2+/Cu + 0.059/2lg KθspCuS

=(EθCu2+/Cu + EθCu+/ Cu)/2 + 0.059/2lg KθspCuS = (0.15 + 0.52) + 0.059/2lg(7.94×10-36) = -0.70V

9. 将无水硫酸铜(Ⅱ)溶于水中,得到溶液A。用过量得NaCl溶液处理溶液A得到溶液B。当溶液B用过量得SO2处理之后再用水稀释,生成沉淀C。将沉淀滤出并用蒸馏水洗涤后,溶解于氨水得到无色溶液D,D在空气中静置时迅速变成篮紫色溶液E。如再向溶液E加入大量铜屑,则得到无色溶液F。

(a)说明溶液A和B的颜色,并写出在溶液中主要含铜组分得化学式; (b)说明沉淀C的颜色和化学式;

(c)在E中主要含铜组分的化学式时什么?

(d)简单解释当溶液D变成溶液E时所发生的变化? (e)溶液D和溶液F在组成上有无区别? 答

(a) A: 蓝色 Cu(H2O)42+ B: 黄色 CuCl42- (b) C: 白色 CuCl (c) E:Cu(NH3)42+

(d) 4Cu(NH3)2+ + O2 + 2H2O + 8NH3 = 4Cu(NH3)42+ + 4OH- (e) D和F 相同均为含Cu(NH3)2+离子的溶液

10. 下面两个平衡:

2Cu+Cu2+ + Cu

Hg2+ + Hg

Hg2

2?(1) 在形式上是相反的,为什么会出现这种情况? (2) 在什么情况下平衡会向左移动?试各举两个实例。

(1) +0.17V +0.52V +0.920 +0.789

2++2+ 2+Cu Cu Cu Hg Hg2 Hg +0.34V +0.854

(2) 2 Cu+ = Cu2+ + Cu 可加入Cu+离子的沉淀剂使平衡向左移

例:Cu2+ + Cu + 2Cl- = 2CuCl

Hg2+ + Hg = Hg22+ 可加入Hg2+离子的沉淀剂使平衡向左移

例:Hg22+ + H2S = HgS + Hg + 2H+

--20

11. [Ag(CN)若把1g银氧化并溶入含有1.0×10-1mol·dm-3CN-的1dm-32]的不稳定常数是1.0×10,

溶液中,试问平衡时Ag+的浓度是多少? 解 [Ag(CN)2]- = Ag+ + 2CN-

K不稳 = [Ag+]·[CN-]2/[Ag(CN)2]-

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K不稳非常小故 [Ag(CN)2]- = mAg/(M·V) = 1/108 = 0.009 mol/dm3 [CN-] = C CN- - 2[Ag(CN)2]- = 0.1 - 2×0.009 = 0.081 mol/dm3

[Ag+] = K不稳×[Ag(CN)2]-/ [CN-]2 = 1.4×10-20mol/dm3

12. 写出与汞有关的反应。 答

加热至沸

2Hg + O2 ══════2HgO

3 Hg + 8HNO3════ 3Hg(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O 2HgCl2 + SnCl2 + 2HCl = Hg2Cl2↓ + H2SnCl6 Hg2Cl2 + SnCl2 + 2HCl = 2Hg ↓+ H2SnCl6 NH4Cl + 2K2[HgI4] + 4KOH = Hg2NI·H2O↓ + 7KI + 3H2O Hg2Cl2 + 2NH3 = HgNH2Cl↓ + NH4Cl + Hg

13. 写出Hg2+与Hg2离子的区别与检查和检验NH的反应方程式。 答

Hg2+与Hg22+离子的区别如表所示: 试剂 KOH KCl KI Hg22+ 生成暗褐色的Hg2O沉淀 生成白色的Hg2Cl2沉淀 生成绿色的Hg2I2沉淀 Hg2+ 生成黄色的HgO沉淀 生成可溶性的无色的HgCl2 生成桔红色的HgI2沉淀,KI过量则生成无色的K2[HgI4] 生成白色的Hg(NH2)Cl沉淀 生成黑色的HgS沉淀 生成白色的Hg2Cl2沉淀,接着变为灰色的Hg沉淀 同左 2? 生成HgNH2Cl(白) + Hg(黑) NH3·H20 灰 H2S SnCl2 Cu 生成黑色HgS + Hg 生成灰色的Hg沉淀 Hg沉淀在Cu表面而形成为银白色 检验NH4+的反应方程式:

NH4Cl + 2K2[HgI4] + 4KOH = Hg2NI·H2O↓ + 7KI + 3H2O

K2[HgI4] 和KOH的混合溶液称为奈斯勒试剂,若溶液中有微量的NH4+存在 时,加几滴奈斯勒试剂,就会产生特殊的红色沉淀。

14. Cu(Ⅱ)与Hg(Ⅱ)配合物的几何构型、稳定性有何区别? 答: 配合物的几何构型多为平面正方形 配合物的几何构型多为八面体型 配合物不及 形成的配合物稳定

15. 比较ⅠB与ⅠA,ⅡB与ⅡA的主要化学性质。

答:副族与主族元素原子的最外层的电子数一样,都只有一个电子,它们都有+1氧化态。但是,次

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外层电子数不同。副族元素原子次外层有18个电子,轨道已填满,而碱金属元素次外层只有8个电子(锂为2个)没有d电子。

副族元素为不活泼的重金属,在电位序中位于氢后,且从铜到金活泼性递减。而主族元素为活泼

的轻金属,在电位序中排在最前面,且从锂到铯活泼性递增。

副族元素表现出多种氧化态,而主族金属仅表现+1氧化态,因为族元素原子的(n-1)d和ns电

子能量相差不太大,其第二电离能不太大,部分d电子也可能参与成键,形成+2氧化态的化合物,甚至形成氧化态为+3的化合物。而主族金属,其ns和np电子能量相差很大。一般条件下,不可能电离出第二个电子,只能显+1氧化态。

铜族元素的二元化合物(如CuS)的键型有相当程度的共价性,而碱金属的化合物绝大 铜族元素易形成配合物,而碱金属则不易形成。

锌族元素的金属性比碱土金属弱,且按Zn-Cd-Hg的顺序减弱,与碱土金属的金属性递变方向相反。

2+

锌族元素的原子失去电子后变为18电子构型的M离子,具有较强的极化能力。本身变形性也大。其二元化合物有相当程度的共价性,与碱土金属不同。

锌族元素易形成配合物,因为过渡元素具有能量相近的价电子轨道,又因离子半径小,d电子屏蔽差,有效核电荷大,易与配体形成配合物。

第十九章

1. 某物质的实验式为PtCl4·2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3亦不产生沉淀,以强碱处理并没

有NH3放出,写出它的配位化学式。 解 [Pt(NH3)2Cl4]

2. 下列化合物中哪些是配合物?哪些是螯合物?哪些是复盐?哪些是简单盐? (1)CuSO4·5H2O (2)K2PtCl6

(3)Co(NH3)6Cl3 (4)Ni(en)2Cl2 (5)(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O (6)Cu(NH2CH2COO)2 (7)Cu(OOCCH3)2 (8)KCl·MgCl2·6H2O 解 配合物: K2PtCl6, Co(NH3)6Cl3, CuSO4·5H2O

螯合物: Ni(en)2Cl2, Cu(NH2CH2COO)2

复盐 : (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O KCl·MgCl2·6H2O 简单盐: Cu(OOCH3)2

3. 命名下列各配合物和配离子:

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