武汉大学版无机化学课后习题答案(第三版)(下册)

Al(OH)3 Zn(NH3)42+

14.在含有Cl和CrO4离子的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液,若[Cl]及[CrO4]均为

?2??2?10?3mol·dm?3,那么谁先沉淀?两者能否基本分离出来。 解:KspAgCl = 1.8×10-10 KspAg2CrO4 =2.0×10-12

=[Ag+][Cl-] = [Ag+]2[CrO42-]

故先得到 AgCl 沉淀

若使AgCl沉淀 [Ag+

] = KspAgCl1.8?10?10Cl??10?3?1.8?10?7mol?dm?3 使Ag2CrO4沉淀[Ag+

] =KspAg2CrO42.0?10?12[CrO2??10?4.47?10?5mol?dm?3?3 4]Ag2CrO4产生沉淀时

[Cl-

] = KspAgCl1.8?10?10 ?5?3[Ag?]?4.47?10?5?0.4?10mol?dm 10?3 ?0.4?10?510?3?100% = 99.6% 故可基本分离

15.用H2S或硫化物设法将下列离子从它们的混合溶液中分离出来。 Hg2?3+2,Al,Cu2+,Ag+,Cd2+,Ba2+,Zn2+,Pb2+,Cr3+

解:Al(OH)3、Cr(OH)3???(加盐酸)Al3+、Cr3+、Zn2+ Hg2S、 CuS 、Ag2S、 CdS、 PbS???(加浓盐酸)

Cd2+、Pb2+ ???(加氨水)

HgS+Hg、 CuS 、Ag2S???(加硝酸)Ag+、Cu2+???(Cl?) Ba2+

16.指出下列化合物的颜色,并说明哪些是d-d跃迁,哪些是电荷跃迁引起的? Cu(NH3)4SO4(深蓝色),[Mn(CN)6](SO4)2(深紫色), 顺式-[Co(NH3)4Cl2]Cl(紫色),反式-[Co(NH3)4Cl2]Cl(绿色), K2[MnBr4](黄绿色),Mn(H2O)6(SO4)(浅红色), KFe[Fe(CN)6](深蓝色),Ag2CrO4(橙红色)

故当36

BaFeO4(深红色), Na2WS4(橙色) Au[AuCl4](暗红色),Cu[CuCl3](棕褐色) 解:(1)深蓝色 (2)深紫色 (3)紫色 (4)绿色 (5)黄绿色 (6)浅红色 (7)深蓝色 (8)橙红色 (9)洋红色 (10)橙色 (11)暗红色 (12)棕褐色

(9),(10),(11)为电荷跃迁引起,其余皆为d-d跃迁所致。

17.根据2CrO4+2H+

2?Cr2O7+H2O K=1014试求在1 mol·dm?3铬酸钾溶液中,pH值是

2?多少时

(1) 铬酸根离子褐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%。 解:(1) 解:设Cr2O72- 浓度为x mol?dm-3

2 CrO42- + 2H+ ? Cr2O72- +H2O

2x x

2 1

[CrO42-] = [Cr2O72-] 则:1 - 2x = x x=1/3 mol?dm-3

K?[Cr2O7][CrO4]?2[H]2??22?

[Cr2O72?]? [H?]?2?[CrO4]?[H?]2+

1/3

(1/3)2?1014 得:Ph = -lg[H] = 6.76

18.把重铬酸钾溶液褐硝酸银溶液混合在一起时,析出什么沉淀? 解:生成Ag2CrO4(砖红色)沉淀

Cr2O72- + 4Ag+ + H2O = 2 Ag2CrO4↓ + 2H+

19.为了从溶解有20g六水合氯化铬(Ⅲ)的水溶液重快速沉淀出氯,需要75ml 2 mol·dm

?3 的硝

酸银溶液,请根据这些数据写出六水合氯化铬(Ⅲ)的配位式(结构式)。 解:设结构式为 [Cr(H2O)6Cl(3-x)]Clx 则1mol该物可电离出x mol的Cl- Cl- + Ag+ = AgCl 0.15mol 75×2×10-3mol 1 1

六水合氯化铬的量为: 20g/266.45g/mol = 0.075mol 则: x/1 = 0.15/0.075 = 2 即结构式为: [Cr(H2O)6Cl]Cl2

20.为什么碱金属的重铬酸盐在水溶液重的pH<7?

解:因为在溶液中存在2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O所以碱金属的重铬酸盐显酸性。 21.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?在什么介质中能够存在CO,

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MO,MO离子?

解:pH降至弱酸性时CrO42-、MoO42-、WO42-会逐渐聚合成多酸根离子。在酸性介质中。

22. 根据记忆,写出从钨锰铁矿制备金属钨粉的整个反应过程。 解:6MnWO4 + 6Na2CO3 + O2 = 2Mn3O4 + 6Na2WO4 + 6CO2

Na2WO4 + 2HCl = H2WO4 + 2NaCl

H2WO4 + 2NH3?H2O = (NH4)2WO4 + 2H2O (NH4)2WO4 = 2NH3↑ + WO3 + H2O WO3 +3H2 = W + 3H2O

23. 利用标准电极电势,判断下列反应的方向:

6MNO?4 + 10Cr3?+ 11H2O 5Cr2O2?7 + 6Mn2+ + 22H+

解:EθMnO4-,Mn2+ = 1.51V EθCr2O72-,Cr3+ = 1.33V

EθMnO4-,Mn2+ > EθCr2O72-,Cr3+ 故反应向右进行

24.试求下列反应的平衡常数,并估计反应是否可逆 MnO?+4+ 5Fe2+ + 8H

Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

解:lgK?nE?0.059

EθMnO4-,Mn2+ = 1.51V EθFe3+,Fe2+ = 0.771V LgK =

5?(1.51?0.771)0.059

得 : K = 4.24×1062 故 反应不可逆

25. 用二氧化锰作原料,怎样制备:(1)硫酸锰;(2)锰酸钾;(3)高锰酸钾。 解:MnO2 + H2SO4 + H2O2 = MnSO4 + O2↑ + 2H2O

2MnO2 + 4KOH + O2 = 2K2MnO4 + 2H2O 2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 + 2KCl

26.根据下列电势图 MnO??1.694MnO?1.232

Mn

2?

IO??1.193I2

?0.535I?

写出当溶液的PH=0时,在下列条件下,高锰酸钾和碘化钾反应的方程式: (1) 碘化钾过量;

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(2) 高锰酸钾过量。 解:(1) 2MnO4- + 10I- + 16H+ = 2Mn2+ + 5I2 + 8H2O (2) 6MnO4- + 5I- + 18H+ = 6Mn2+ + 5IO3- + 9H2O

27.什么是同多酸和杂多酸?写出仲酸铵,12—钨磷酸钠的分子式。绘图表示仲钼酸根,12—钨磷酸

根的结构。

解:同多酸: 若干水分子和二个以上同类酸酐组成的酸

杂多酸: 若干水分子和二个以上不同类酸酐组成的酸 仲钼酸铵 : (NH4)6(Mo7O24) 12-钨磷酸钠 Na3[P(W12O40)] 28.称取10.00g含铬和锰的刚样,经适当处理后,铬和锰被氧化为Cr2O7和MnO4的溶液,共

250.0cm3。精确量取上述溶液10.00cm3,加入BaCl2溶液溶液并调节酸度使铬全部沉淀下来,得到0.0549gBaCrO4。另取一份上述溶液10.00cm3,在酸性介质中用Fe2+溶液0.075mol·dm-3)滴定,用去15.95cm3。计算刚样铬和锰的质量分数。

2??52250?253.310?100?2.82% 解: Cr% =

10.002500.0282?10?100054.95(0.075?15.95??)?1052/35000?100 Mn% =

10.000.0549? = 1.50%

29. 某溶液1dm3,其中含有KHC2O4·H2C2O4·2H2O50.00g。有一KMnO4溶液40.00cm3可氧化若干

体积的该溶液,而同样这些体积的溶液刚好30.00cm3的0.5mol ·dm-3NaOH溶液。试求: (1)该溶液的C2O4离子和H+的浓度; (2)KMnO4溶液的浓度(mol·dm-3)。 解: (1) nH+=nOH=0.5×0.03=0.015mol

[ H+]=0.015mol/L

(2)被30Ml0.5N NaOH溶液中和的KHC2O4?2H2O 质量为: W = n ×M = 30×0.5×10-3×254.2/3 =1.271g

被40mL xmol?dm-3 KMnO4溶液氧化的KHC2O4?2H2O的质量为: W = 40?x?254.2/4 ×10-3 =2.542x g 两者相等:

1.271g = 2.542x g

得: [MnO4-] = 0.50mol?dm-3

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?2?

30.根据物质的标准生成热,求算下列反应的热效应

N2?(g) + C2O3 (g)+ H2O?(g)

(NH4)2Cr2O7(s)已知:

-1

△ H?= -1807.49K·moi (NH4)2Cr2O7-1△ H?Cr2O3= -1129.68 K·moi

△ HH2O= -97.49 K·moi-1

解:?H? = - ?H?(NH4)2Cr2O7 + 4 ?H?H2O + ?H?Cr2O3 = -(-1807.49) + 4×(-97.49) + (-1129.68) =287.85KJ?mol-1

第二十一章

1. 解释下列问题:

(1) 在Fe3+离子的溶液中加入KSCN溶液时出现了血红色,但加入少许铁粉后,血红色立即

消失,这是什么道理?

(2) 为什么Fe3+盐是稳定的,而Ni3+盐尚未制得? (3) 为什么不能在水溶液中由Fe3+盐和KI制得FeI3?

(4) 当Na2CO3溶液作用于FeCl3溶液时,为什么得到得是Fe(OH)3 而步是 F

e2(CO3)3?

(5) 变色硅胶含有什么成分?为什么干燥时呈蓝色,吸水后变粉红色? 解:(1) Fe3+ + nSCN- = Fe(SCN)n3-n

n= 1—6血红色 加入铁粉后,铁粉将 Fe(SCN)n3-n还原,生成的Fe2+不与SCN-生成有

色的配合物,因而血红色消失

2Fe(SCN)n3-n + Fe = 3Fe2+ + nSCN- (2)铁的外层电子构型为3d64s2,Fe3+ 的3d5半满电子构型使它比Fe2+的3d6电子构型稳定,

镍的外层电子构型为3d84s2,其中3d的电子超过半满状态较难失去,所以一般情况下,镍表现为+2氧化态,在特殊条件下也可以得到不稳定的 Ni(III)化合物。 (3)Eθ(Fe3+,Fe2+)>Eθ(I2/I-),在水溶液中Fe3+将I-氧化得不到FeI3 2 Fe3+ + 2 I- = 2Fe2+ + I2

(4) Na2CO3 在水中发生水解, CO32- + H2O ? HCO3- + OH-

溶液中[CO32-]和[OH-]相差不大,而Fe(OH)3的溶解度远小于Fe2(CO3)3,故FeCl3与Na2CO3 溶液想遇产生Fe(OH)3沉淀,而不是生成Fe2(CO3)3沉淀。

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