第12章-d区元素和f区元素
第12章 d区元素和f区元素
【12-1】试用d区元素价电子层结构的特点来说明d区元素的特性。
解：d区元素最后一个电子填充到d轨道上，其价层电子组态为：(n-1)d1-8ns1-2，位于周期表的中部，包括ⅢB-ⅦB和Ⅷ族元素，它们都是过渡元素，每个元素都有多种氧化值。同周期过渡元素的原子半径随着原子序数的增加而缓慢地依次减小，到了第Ⅷ族元素后又缓慢增大。同族过渡元素的原子半径，除了ⅢB外，自上而下随着原子序数的增大而增大。各过渡系元素电离能随原子序数的增大，总的变化趋势是逐渐增大的。同副族过渡元素的电离能递变不很规则。熔点、沸点高,密度大,导电性、导热性、延展性好。在化学性质方面，第一过渡系元素的单质比第二、三过渡系元素的单质活泼。化学性质变化总趋势是同一过渡系单质的活泼性从左到右降低。
或：d区元素价电子层结构是(n-1)d1-8ns1-2。它们ns轨道上的电子数几乎保持不变，主要差别在于(n-1)d轨道上的电子数不同。又因(n-1)d轨道和ns轨道的能量相近，d电子可以全部或部分参与成键，由此构成了d区元素的一些特性：全部是金属，原子半径小，密度大，熔、沸点高，有良好的导热、导电性能，化学性质相近。大多具有可变的氧化态。由于d轨道有未成对电子，水合离子一般具有颜色。由于所带电荷高，离子半径小，且往往具有未充满的d电子轨道，所以容易形成配合物。
【12-2】完成下列反应式：
（1）TiO2+H2SO4(浓)→
（2）TiO2++Zn+H+→
（3）TiO2+C+Cl2→
（4）V2O5+NaOH→
（5）V2O5+H2SO4→
（6）V2O5+HCl→
（7）VO2++H2C2O4+H+→
解：（1）TiO2 + H2SO4 (浓) = TiOSO4 + H2O
（2）2TiO2+ + Zn + 4 H+ = 2 Ti3+ + Zn2+ +2 H2O
（3）TiO2 + 2 C + 2 Cl2 (加热) = TiCl4 + 2 CO
（4）V2O5 + 6 NaOH = 2 Na3VO4 + 3 H2O
（5）V2O5 + H2SO4 = (VO2)2SO4 + H2O
（6）V2O5 + 6 HCl = 2 VOCl2 + Cl2 + 3 H2O
（7）2VO+ + H2C2O4 + 2 H+ = 2VO2+ + 2CO2 +2H2O
【12-3】在酸性溶液中钒的电势图为
已知φθ(Zn2+/Zn)=-0.76V, φθ(Sn2+/Sn)=-0.14V, φθ(Fe3+/Fe2+)=0.77V。问实现下列变化，各使用什么还原剂为宜？
（1）VO2+→V2+
（2）VO2+→V3+
（3）VO2+→VO2+
解：（1）VO2+→ V2+：
E?(VO2+/ V2+) = 0.37V ，用Zn、Sn
（2）VO2+→ V3+：
E?(VO2+/ V3+) = 0.68V ，用Zn、Sn
（3）VO2+→ VO2+：
E?(VO2+/ VO2+) = 1.0V ，用Fe2+、Zn、Sn
【12-4】完成下列反应式：
（1）（NH4）2Cr2O7→
（2）Cr2O3+NaOH→
（3）Cr3++NH3·H2O→
（4）Cr(OH)4-+Br2+OH-→
（5）Cr2O72-+Pb2++H2O→
（6）MoO42-+NH4++PO43-+H+→
（7）Na2WO4+HCl→
解：（1） (NH4)2Cr2O7 (加热) = Cr2O3 + N2 + 4 H2O
（2）Cr2O3 + 2 NaOH = 2 NaCrO2 + H2O
（3）Cr3+ + 6 NH3? H2O = [Cr(NH3)6]3+ + 6 H2O
（4）2Cr(OH)4- + 3Br2+ 8OH- = 2CrO42- +6Br- + 8H2O
（5）Cr2O72- + 2 Pb2+ + H2O = 2 PbCrO4 +2 H+
（6）12 MoO42- + 3 NH4+ + 3 PO43- + 24 H+ = (NH4)3[P(Mo3O9)4]↓ + 12 H2O
（7）Na2WO4 + 2 HCl = H2WO4↓+ 2 NaCl
【12-5】BaCrO4和BaSO4的溶度积相近，为什么BaCrO4可溶于强酸，而BaSO4则不溶？
解：由于在溶液中存在着如下平衡：2CrO42- +2 H+? Cr2O72- + H2O。在强酸溶液中，平衡想右移
动，溶液中游离铬酸根浓度大大降低，几乎都转化为重铬酸根，而重铬酸钡是易溶物质，所以铬酸钡能溶于强酸中。因为硫酸是强酸，在强酸溶液中游离的硫酸根浓度几乎不会降低，所以硫酸钡不溶。
【12-6】以K2Cr2O7为主要原料制备K2CrO4，CrCl3和Cr2O3，用方程式表示各步的反应。
解：
【12-7】试用热力学原理判断，(NH4)2Cr2O7的下列两种分解过程，哪种反应趋势更大？
（1）(NH4)2Cr2O7（s）=Cr2O3(s)+N2(g)+4H2O(g)
（2）(NH4)2Cr2O7（s）=2Cr2O3(s)+NH3(g)+H2O(g)
解：
【12-8】完成下列反应式：
??
（1）MnO2+KOH+KClO3?→
（2）MnO4-+H2O2+H+→
（3）MnO4-+NO2-+H2O→
（4）MnO4-+NO2-+OH-→
（5）K2MnO4+HAc→
解：（1）3 MnO2 + 6 KOH + KClO3(加热) = 3K2MnO4 + KCl + 3 H2O
（2）2MnO4- + 5H2O2+ 6H+ = 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O
（3）2MnO4-+ 3NO2-+ H2O = 2MnO2 + 3NO3-+ 2OH-
（4）2MnO4- + NO2- + 2OH- = 2MnO42- +NO3- + H2O
（5）3 K2MnO4 + 4 HAc = 2 KMnO4 + MnO2 + 2 H2O + 4 KAc
【12-9】以MnO2为主要原料制备MnCl2，K2MnO4和KMnO4，用方程式来表示各步反应。
MnO+H O+2H=Mn+O+2H O
解：+2+
22222
2K MnO+Cl=2KMnO+2KCl
2424
2MnO+O+4KOH=2K MnO+2H O
22242
【12-10】完成下列反应式：
（1）FeCl3+NaF→
（2）Co(OH)3+H2SO4→
（3）Co2++SCN-
（4）Ni(OH)2+Br2+OH-→
（5）Ni+CO→
解：（1）FeCl3 + 6 NaF = Na3[FeF6] + 3 NaCl
（2）4Co(OH)3 + 4H2SO4 = 4CoSO4 + O2 + 10H2O
（3）Co2+ + 4 SCN- = [Co(SCN)4]2-
（4）2 Ni(OH)2 + Br2 + 2 OH- = 2 Ni(OH)3 + 2Br-
（5）Ni + 4CO = Ni(CO)4
【12-11】铁能使Cu2+还原，而铜能使Fe3+还原，这两事实有无矛盾？
解：无矛盾。在前一个事实中，铁是还原剂，二价铜离子是氧化剂，查书附录得：Eθ(Cu2+/Cu)=0.337V，Eθ(Fe2+/Fe)=-0.440V，氧化剂标准电极电位高于还原剂标准电极电位近0.8V，反应可以自发进行；而在后一个事实中，三价铁离子是氧化剂，铜是还原剂，Eθ(Fe3+/Fe2+)=0.771V，氧化剂标准电极电位高于还原剂标准电极电位约0.43V，反应可以自发进行。
【12-12】用反应式说明下列现象：
（1）在Fe2+溶液中加入NaOH溶液，先生成灰绿色沉淀，然后沉淀逐渐变成红棕色。
（2）过滤后，沉淀用酸溶解，加几滴KSCN溶液，立刻变成血红色，再通入SO2气体，则血红色消失。
（3）向红色消失的溶液中滴加KMnO4溶液，其紫红色会褪去。
（4）最后加入黄血盐溶液生成蓝色沉淀。
解：
(1) Fe 2+ + 2OH - = Fe(OH)2↓ 4 Fe(OH)2 + O 2 + 2H 2O = 4Fe(OH)3(2) Fe(OH)3 + 3H + =Fe 3+ + 3H 2O Fe 3+ + nSCN - = Fe(NCS)n (3-n)+ Fe(NCS)n 3-n + SO 2 + 2H 2O =2Fe 2+ + SO 42- + 2nSCN - + 4H +(3) MnO 4- + 5Fe 2+ + 8H + =M n 2+ + 5Fe 3+ + 4H 2O MnO 4- + 10SCN - + 16H + = 2M n 2+ + 5(SCN)2 + 8H 2O (4) Fe 3+ + Fe(CN)4- + K +
=KFe(CN)Fe ↓ 1) Fe 2+ + 2OH - = Fe(OH)2↓
4 Fe(OH)2 + O 2 + 2H 2O = 4Fe(OH)3(2) Fe(OH)3 + 3H + =Fe 3+ + 3H 2O Fe 3+ + nSCN - = Fe(NCS)n (3-n)+ Fe(NCS)n 3-n + SO 2 + 2H 2O =2Fe 2+ + SO 42- + 2nSCN - + 4H +(3) MnO 4- + 5Fe 2+ + 8H + =M n 2+ + 5Fe 3+ + 4H 2O MnO 4- + 10SCN - + 16H + = 2M n 2+ + 5(SCN)2 + 8H 2O (4) Fe 3+ + Fe(CN)4- + K + =KFe(CN)Fe ↓
【12-13】指出下列实验结果，并写出反应式：
（1）用浓盐酸分边处理Fe(OH)3，CoO(OH)及NiO(OH)沉淀。
（2）分边在FeSO 4，CoSO 4及NiSO 4溶液中加入过量氨水，然后放置在无CO 2是空气中。 解：（1）沉淀都可以溶解，且CoO(OH)，NiO(OH)与浓盐酸反应有气体放出。 (1)沉淀都可以溶解，且CoO(OH), NiO(OH)与浓盐酸反应有气体放出
Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl 3 + 3H 2O
2CoO(OH) + 6HCl = 2CoCl 2 + Cl 2↑ + 4H 2O 2NiO(OH) + 6HCl = 2NiCl 2 + Cl 2↑ + 4H 2O
（1）FeSO 4中加入氨水，先得到白色胶状沉淀，放置在空气中一段时间，得到棕红色沉淀，CoSO 4
加入氨水后无沉淀，放置在空气中一段时间变为橙黄色溶液， NiSO 4加入氨水得到蓝色溶液。
Fe 2+ + 2NH 3·H 2O = Fe(OH)2↓ + 2NH 4+4 Fe(OH)2 + O 2 + 2H 2O = 4Fe(OH)3Co 2+ + 6NH 3·H 2O = [Co(NH 3)6]2+ + 6H 2O
4 [Co(NH 3)6]2+ + O 2 + 2H 2O = 2 [Co(NH 3)6]3+ + 4OH -Ni 2+ + 6NH 3·H 2O = [Ni(NH 3)6]2+ + 6H 2O
【12-14】已知Cr(CO)6，Ru(CO)5和Pt(CO)4都是反磁性的羰基化合物。根据价键理论推测他们中心原子的杂化类型和分子的空间构型。
解：Cr(CO)6中Cr 的价电子构型为3d 54s
1，有6个电子应形成低自旋的配合物才能显示反磁性，所以是d 2
sp 3
杂化，八面体构型；Ru(CO)5中Ru 的价电子构型为4d 7
5s 1
，有8个电子应形成低自旋的配合物才能显示反磁性，所以是dsp 3
杂化，三角双锥构型；Pt(CO)4中的Pt 价电子构型为5d 9
6s 1
，有10个电子应形成低自旋的配合物才能显示反磁性，所以是sp 3
杂化，四面体构型。
【12-15】找出实现下列变化所需的物质，并写出反应方程式：
（1）Mn 2+→MnO 4- （2）Cr 3+→CrO 42- （3）Fe 3+→[Fe(CN)6]3- （4）Co 2+→[Co(CN)6]3-
解：
(1) 2Mn 2+ + 5S 2O 82- + 8H 2O = 10SO 42- + 2MnO 4- +16H +(2) 2Gr 3+ + 3Br 2 + 16OH -= 2GrO 42- + 6Br - + 8H 2O (3) Fe 3+ + 6CN - = [Fe(CN)6]3-(4) C 02+ + 2CN - = Co(CN)2·xH 2O Co(CN)2·xH 2O + 3CN - = [Co(CN)5(H 2O)]3- + (x -1) H 2O 4[Co(CN)5(H 2O)]3- + 4CN - + O 2 = 4[Co(CN)6]3- + 4OH -
【12-16】试用简单的方法分离下列混合离子： （1）Fe 2+
和Zn 2+
（2）Mn 2+和Co 2+
（3）Fe 3+
和Cr 3+
（4）Al 3+
和Cr 3+
解：（1）
·
Fe 2+
Zn 2+
24
2-
（2）
Mg 2+
Co 2+
O
23)63-
（3）
Fe 3+
Cr 3+34-
（4）
Al3+Cr3+
Al42-
BaCl2
4
↓
【12-17】判断下列四种酸性未知液的定性分析报告是否合理？
（1）K+，NO2-，MnO4-，CrO4-（2）Fe2+，Mn2+，SO42-，Cl-
（3）Fe3+，Co3+，I-，Cl-（4）Cr2O72-，Ba2+，NO3-，Br-
解：（1）酸性条件下，MnO4-可以氧化NO2-为NO3-
（2）合理
（3）Fe3+,Cr3+可以氧化I-
（4）酸性条件下可以，Cr2O72-可以与Br-反应
【12-18】简单回答下列问题：
（1）Mg和Ti原子的外层都是两个电子，为什么Ti有+2，+3，+4价，而Mg只有+2价？
（2）为什么TiCl4暴露在空气中会冒烟？
（3）为什么金属铬的密度，硬度，熔点都比金属镁的大？
（4）在水溶液中为什么Ca2+，Zn2+无色，而Fe2+，Mn2+，Ti3+有色？
（5）Ni2+的半径为69pm，Mg2+的半径是66pm，它们的电荷数又相同，为什么形成配合物的能力Ni2+比Mg2+大得多？
（6）同一周期的原子半径一般从左到右逐渐减小，为什么Cu的原子半径却比Ni的大？
解：（1）钛原子的价电子层结构为(n-1)d2ns2，由于d轨道在全空的情况下，电子的结构比较稳定，所以除了最外层的两个s电子参与成键外，次外层的两个d电子也容易参加成键，因此Ti有+2，+3，+4价。
（2）Ti4+离子电荷高，半径小，极化能力强，TiCl4在潮湿的空气中迅速的水解，生成的 HCl 气体在空气中遇到水蒸汽而发烟： TiCl4 + 3H2O = H2TiO3 + 4HCl↑
（3）铬元素可以原子可以提供6个价电子形成较强的金属键，因此它们的熔沸点比较高。
（4）Fe2+,Mn2+,Ti3+显色，主要是由于d-d和f-f跃迁引起的。而Ca2+,Zn2+不能显色是由于可见光的能量不能满足他们的d-d和f-f跃迁。
（5）Ni2+(3d8)为不饱和电子构型,Mg2+为8电子构型,故极化力Ni2+大于Mg2+;另外,形成配合物时,Ni2+可产生CFSE,而Mg2+无CFSE。
（6）Cu 3d轨道全满,屏蔽效应较大,故核电荷对4s电子吸引力减弱。
【12-19】两配合物（a）[CoF6]3-和（b）[Co(en)3]3+，它们的水溶液一份呈黄色，另一份呈蓝色。试指出黄色和蓝色各为何种配合物？并解释原因。
解：蓝色为(a)，黄色为(b)。
【12-21】根据下列反应现象，写出有关的反应式：
（1）在Cr2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，先析出灰蓝色絮状沉淀，后又溶解，此时加入溴水，溶液颜色由绿变黄。
（2）将H2S通入H2SO4酸化的K2Cr2O7溶液中，溶液的颜色由橙变绿，同时有乳白色沉淀析出。
（3）黄色的BaCrO4沉淀溶解在浓盐酸中，得到一种绿色溶液。
（4）在Co2+溶液中加入KSCN，稍稍加热有气体逸出。
（5）在FeCl3溶液中通入H2S，有乳白色沉淀析出。
解：（1）Cr3++3OH-Cr(OH)3↓(灰蓝色)
Cr(OH)3+OH- Cr(OH (绿色)
2Cr(OH+3Br2+8OH- 2Cr(黄色)+6Br-+8H2O
（2）Cr2(橙色)+3H2S+8H+ 2Cr3+(绿色)+3S↓(乳白色)+7H2O
（3）2BaCrO4+16HCl 2BaCl2+2CrCl3(绿色)+3Cl2↑+8H2O
（4）2Co2++12CN-+2H2O 2[Co(CN)6]3-+H2↑+2OH-
（5）2FeCl3+H2S 2FeCl2+S↓(乳白色)+2HCl
【12-22】有一黑色化合物A，不溶于碱液，加热时可溶于浓盐酸而放出气体B。将A与NaOH和KClO3共热，它就变成可溶于水的绿色化合物C。若将C酸化，则得到紫红色溶液D和沉淀A。用Na2SO3溶液处理D时也可得到沉淀A.若用H2SO4酸化的Na2SO3溶液处理D，则得到几乎无色的溶液E.问A,B,C,D,E各为何物？写出有关反应式。
解：A—MnO2; B—Cl2; C—Mn; D—Mn; E—Mn2+
反应方程式为：
MnO2 + 4HCl = MnCl4 + 2H2O + Cl2↑
3MnO2 + 6KOH + kClO3 = 3K2MnO4 + KCl + 3H2O
3MnO42- + 4H+ = MnO2↓ + 2MnO4- + 2H2O
2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O = 2MnO2 + 3K2SO4 + 2KOH
2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O
【12-23】有一浅绿色晶体A，可溶于水。在无氧操作下，在A溶液中加入NaOH溶液，得到白色沉淀B。B在空气中慢慢变成棕色沉淀C。C溶于HCl溶液得黄棕色溶液D.在D溶液中加几滴KSCN
溶液，立即变成血红色溶液E.在E 中通入SO 2气体或加入NaF 溶液均可使血红色褪去。在A 溶液中加入几滴BaCl 2溶液，得白色沉淀F ，F 不溶于HNO 3。问A,B,C,D,E 和F 各为何物？写出有关反应式。
解：A —FeSO 4; B —Fe(OH)2; C —Fe(OH)3; D —FeCl 3; E —Fe(NCS)2+
; F —BaSO 4 反应方程式为：
Fe 2+ + 2OH - = Fe(OH)2↓
4 Fe(OH)2 + O 2 + 2H 2O = 4Fe(OH)3Fe(OH)3 + 3H + =Fe 3+ + 3H 2O Fe 3+ + nSCN - = Fe(NCS)n (3-n)+
Fe(NCS)n 3-n + SO 2 + 2H 2O =2Fe 2+ + SO 42- + 2nSCN - + 4H +Ba 2+ + SO 42- = Ba(SO)4↓
【12-24】已知[Fe(bipy)3]3+
+e - [Fe(bipy)3]2+
的φθ=0.96V, [Fe(bipy)3]3+
的β3θ=1.8×1014
。求
[Fe(bipy)3]2+
的β3θ。
N
N
bipy
=
解：+
23
Θ3+23Θ3143+33Θ3+233+23Θ3+23+3+
2+23
+33+23+333+
2+23
Θ3+23+
2143
+3+
33
Θ3+33
+310×9.2=)])(([)])(([10×8.1lg 059.077.0=])[])(([])([])[])(([])([lg 059.077.0=96.0][]
[lg 1059.077.0=)])(/[])(([])([?+])([]][[])([=])([?3+10×8.1=]][[])([=])([?3+bipy Fe βbipy Fe βV V bipy bipy Fe βbipy Fe bipy bipy Fe βbipy Fe V V V Fe Fe V V bipy Fe bipy Fe E bipy Fe e bipy Fe bipy Fe bipy Fe βbipy Fe bipy Fe bipy Fe bipy Fe βbipy Fe bipy Fe 解： 17+23Θ3+
23Θ3143+33Θ3+233
+23Θ3+23+3+2+23+33+
23+333+2+23Θ3+23
+2143+3+33Θ3+33+310
×9.2=)])(([)])(([10×8.1lg 059.077.0=])[])(([])([])[])(([])([lg 059.077.0=96.0]
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第12章-d区元素和f区元素知识分享
第12章d区元素和f区元素 【12-1】试用d区元素价电子层结构的特点来说明d区元素的特性。 解：d 区元素最后一个电子填充到d 轨道上，其价层电子组态为：(n-1)d1-8ns1-2，位于周期表的中部，包括ⅢB -ⅦB和Ⅷ族元素，它们都是过渡元素，每个元素都有多种氧化值。同周期过渡元素的原子半径随着原子序数的增加而缓慢地依次减小，到了第Ⅷ族元素后又缓慢增大。同族过渡元素的原子半径，除了ⅢB外，自上而下随着原子序数的增大而增大。各过渡系元素电离能随原子序数的增大，总的变化趋势是逐渐增大的。同副族过渡元素的电离能递变不很规则。熔点、沸点高, 密度大, 导电性、导热性、延展性好。在化学性质方面，第一过渡系元素的单质比第二、三过渡系元素的单质活泼。化学性质变化总趋势是同一过渡系单质的活泼性从左到右降低。 或：d 区元素价电子层结构是(n-1)d1-8ns1-2。它们ns轨道上的电子数几乎保持不变，主要差别在于(n-1)d 轨道上的电子数不同。又因(n-1)d轨道和ns轨道的能量相近，d电子可以全部或部分参与成键，由此构成了d区元素的一些特性：全部是金属，原子半径小，密度大，熔、沸点高，有良好的导热、导电性能，化学性质相近。大多具有可变的氧化态。由于d轨道有未成对电子，水合离子一般具有颜色。由于所带电荷高，离子半径小，且往往具有未充满的d电子轨道，所以容易形成配合物。【12-2】完成下列反应式： （1）TiO2+H2SO4(浓)→ （2）TiO2++Zn+H+→ （3）TiO2+C+Cl2→ （4）V2O5+NaOH→ （5）V2O5+H2SO4→ （6）V2O5+HCl→ （7）VO2++H2C2O4+H+→ 解：（1）TiO2 + H2SO4 (浓) = TiOSO4 + H2O （2）2TiO2+ + Zn + 4 H+ = 2 Ti3+ + Zn2+ +2 H2O （3）TiO2 + 2 C + 2 Cl2 (加热) = TiCl4 + 2 CO （4）V2O5 + 6 NaOH = 2 Na3VO4 + 3 H2O （5）V2O5 + H2SO4 = (VO2)2SO4 + H2O （6）V2O5 + 6 HCl = 2 VOCl2 + Cl2 + 3 H2O （7）2VO+ + H2C2O4 + 2 H+ = 2VO2+ + 2CO2 +2H2O 【12-3】在酸性溶液中钒的电势图为
第12章 S区元素(第一套)
第12章 S区元素（第一套） 一、单选题 1. 重晶石的化学式是 (A) BaCO3 , (B) BaSO4 , (C) Na2SO4 , (D) Na2CO3 2. 下列碳酸盐，溶解度最小的是 (A) NaHCO3 , (B) Na2CO3 , (C) Li2CO3 , (D) K2CO3 3. NaNO3受热分解的产物是 (A)Na2O，NO2，O2；(B)NaNO2，O2； (C)NaNO2，NO2，O2；(D)Na2O，NO，O2。 4. 下列哪对元素的化学性质最相似 (A) Be 和Mg (B) Mg 和Al (C) Li 和Be (D) Be 和Al 5. 下列元素中第一电离能最小的是 (A) Li (B) Be (C) Na (D) Mg 6. 下列最稳定的氮化物是 (A) Li3N (B) Na3N (C) K3N (D) Ba3N2 7. 下列水合离子生成时放出热量最少的是 (A) Li+ (B) Na+ (C) K+ (D) Mg2+ 8. 下列最稳定的过氧化物是 (A) Li2O2 (B) Na2O2 (C) K2O2 (D) Rb2O2
9. 下列化合物中键的离子性最小的是 (A) LiCl (B) NaCl (C) KCl (D) BaCl2 10. 下列碳酸盐中热稳定性最差的是 (A) BaCO3 (B) CaCO3 (C) K2CO3 (D) Na2CO3 11. 下列化合物中具有磁性的是 (A) Na2O2 (B) SrO (C) KO2 (D) BaO2 12. 关于s 区元素的性质下列叙述中不正确的是 (A) 由于s 区元素的电负性小,所以都形成典型的离子型化合物 (B) 在s 区元素中,Be、 Mg 因表面形成致密的氧化物保护膜而对水较稳定 (C) s 区元素的单质都有很强的还原性 (D) 除Be、 Mg 外,其他s 区元素的硝酸盐或氯酸盐都可做焰火材料 13. 关于Mg , Ca , Sr , Ba 及其化合物的性质下列叙述中不正确的是 (A) 单质都可以在氮气中燃烧生成氮化物M3N2 (B) 单质都易与水水蒸气反应得到氢气 (C) M(HCO3)2在水中的溶解度大MCO3的溶解度 (D) 这些元素几乎总是生成+2 价离子 二、是非题(判断下列各项叙述是否正确,对的在括号中填“√”错的填“×”) 1. 因为氢可以形成H+,所以可以把它划分为碱金属
湖南理工学院无机化学习题库第16章d 区元素(一)
第16章 d 区元素（一） 一是非题 1．按照酸碱质子理论，[Fe(H2O)5(OH)]2+的共轭酸是[Fe(H2O)6]3+, 其共轭碱是 [Fe(H2O)4(OH)2]+。（） 2. 由Fe3+能氧化I－，而[Fe(CN)6]3-不能氧化I－，可知[Fe(CN)6]3-的稳定常熟小于[Fe(CN)6]4-的稳定常 数。（） 3.某溶液中共存有NO? , Cr O 2? , K + , Fe3+ , Cl ?I和I－,并无任何反应。（） 4. 在[Ti(H2O)6]3+配离子中，Ti3+的d轨道在H2O的影响下发生能级分裂，d 电子可吸收可见光中的绿色光而发生d-d 跃迁，散射出紫红色光。（） 5. 在M n+ +ne ====M 电极反应中，加入M n+的沉淀剂，可使标准电极电势Eθ的代数值增大，同类型的难溶盐的K sp值越小，其Eθ的代数值越大。（） 二选择题 1. 下列过渡元素中能呈现最高氧化数的化合物是（） ⑴Fe ⑵Co ⑶Ni ⑷Mn 2. Fe3O4与盐酸作用的产物为（） ⑴FeCl3+H2O ⑵FeCl2+H2O ⑶FeCl3+ FeCl2+H2O ⑷FeCl3+Cl2
3. Co3O4与盐酸作用的产物为（） ⑴CoCl2+H2O ⑵CoCl3+ CoCl2+H2O ⑶CoCl2+Cl2+H2O ⑷CoCl3+ H2O 4. 欲除去FeCI3中含有的少量杂质FeCI2，应加入的物质是（） ⑴通CI2⑵KMnO4⑶HNO3⑷K2Cr2O7 5. 下列哪个溶液中，当加入NaOH 溶液后，仅有颜色发生变化而无沉淀生成的是（） ⑴FeSO4⑵KMnO4⑶NiSO4⑷K2Cr2O7 6. 欲制备Fe2+的标准溶液,应选择的最合适的试剂是（） ⑴FeCI2溶于水⑵硫酸亚铁铵溶于水 ⑶FeCI3溶液中加铁屑⑷铁屑溶于稀酸 7. 用来检验Fe2+离子的试剂为（） ⑴NH4SCN ⑵K3[Fe(CN)6] ⑶K4[Fe(CN)6] ⑷H2S 8. 用来检验Fe3+离子的试剂为（） ⑴KI ⑵NH4SCN ⑶NaOH ⑷NH3·H2O 9. [Co(CN)6]4-与[Co(NH3)6]2+的还原性相比较（） ⑴[Co(NH3)6]2+还原性强⑵[Co(CN)6]4-还原性强
第12章-d区元素和f区元素
第12章 d区元素和f区元素 【12-1】试用d区元素价电子层结构的特点来说明d区元素的特性。 解：d区元素最后一个电子填充到d轨道上，其价层电子组态为：(n-1)d1-8ns1-2，位于周期表的中部，包括ⅢB-ⅦB和Ⅷ族元素，它们都是过渡元素，每个元素都有多种氧化值。同周期过渡元素的原子半径随着原子序数的增加而缓慢地依次减小，到了第Ⅷ族元素后又缓慢增大。同族过渡元素的原子半径，除了ⅢB外，自上而下随着原子序数的增大而增大。各过渡系元素电离能随原子序数的增大，总的变化趋势是逐渐增大的。同副族过渡元素的电离能递变不很规则。熔点、沸点高,密度大,导电性、导热性、延展性好。在化学性质方面，第一过渡系元素的单质比第二、三过渡系元素的单质活泼。化学性质变化总趋势是同一过渡系单质的活泼性从左到右降低。 或：d区元素价电子层结构是(n-1)d1-8ns1-2。它们ns轨道上的电子数几乎保持不变，主要差别在于(n-1)d轨道上的电子数不同。又因(n-1)d轨道和ns轨道的能量相近，d电子可以全部或部分参与成键，由此构成了d区元素的一些特性：全部是金属，原子半径小，密度大，熔、沸点高，有良好的导热、导电性能，化学性质相近。大多具有可变的氧化态。由于d轨道有未成对电子，水合离子一般具有颜色。由于所带电荷高，离子半径小，且往往具有未充满的d电子轨道，所以容易形成配合物。 【12-2】完成下列反应式： （1）TiO2+H2SO4(浓)→ （2）TiO2++Zn+H+→ （3）TiO2+C+Cl2→ （4）V2O5+NaOH→ （5）V2O5+H2SO4→ （6）V2O5+HCl→ （7）VO2++H2C2O4+H+→ 解：（1）TiO2 + H2SO4 (浓) = TiOSO4 + H2O （2）2TiO2+ + Zn + 4 H+ = 2 Ti3+ + Zn2+ +2 H2O （3）TiO2 + 2 C + 2 Cl2 (加热) = TiCl4 + 2 CO （4）V2O5 + 6 NaOH = 2 Na3VO4 + 3 H2O （5）V2O5 + H2SO4 = (VO2)2SO4 + H2O （6）V2O5 + 6 HCl = 2 VOCl2 + Cl2 + 3 H2O
厦门大学无机化学知识第12章ds区元素.doc
第十二章ds区元素 12.1 铜族元素 (1) 12.2 锌族元素 (10) 12.1 铜族元素 12.1.1 铜族元素通性 铜族元素 1.铜族元素通性 铜族元素的氧化态有＋1，＋2，＋3三种，这是由于铜族元素最外层ns电子和次外层(n-1)d电子能量相差不大。有人认为在本族元素中，元素第二电离能与第一电离能的差值越小，它的常见氧化值就越高。 对于Cu、Ag、Au，Δ(I2-I1)Au < Δ(I2-I1)Cu < Δ(I2-I1)Ag 所以常见氧化态物＋3，＋2，＋1。 铜、银、金的标准电势图如下所示： 12.1.2 铜族元素金属单质 2.铜族元素金属单质 (1).物理性质 铜和金是所有金属中仅有的呈现特殊颜色的二种金属，铜族元素的熔点、沸点、硬度均比相应的碱金属高。这可能与d电子也参与形成金属键有关。由于铜族金属均是面心立方晶体（如下图），它们不仅堆积最密而且存在较多可以滑动的高密度原子层，因而比相应的
碱金属（多为体心立方晶体）密度高得多，且有很好的延展性，其中以金最佳。铜族元素的导电性和传热性在所有金属中都是最好的，银占首位，铜次之。 (2).化学性质 铜族元素的化学活性远较碱金属低，并按Cu--Ag--Au的顺序递减。 在潮湿的空气中放久后，铜表面会慢慢生成一层铜绿。铜绿可防止金属进一步腐蚀，其组成是可变的。银和金不会发生该反应。 空气中如含有H2S气体与银接触后，银的表面上很快生成一层Ag2S的黑色薄膜而使银失去银白色光泽。() 在电位序中，铜族元素都在氢以后，所以不能置换稀酸中的氢。但当有空气存在时，铜可缓慢溶解于这些稀酸中： 浓盐酸在加热时也能与铜反应，这是因为Cl－和Cu＋形成了较稳定的配离子[CuCl4]3-，使Cu == Cu+＋e-的平衡向右移动： 铜易为HNO3、热浓硫酸等氧化性酸氧化而溶解 银与酸的反应与铜相似，但更困难一些；而金只能溶解在王水中：
第十二章 s区元素复习提纲,及试题
第十二章s区元素预习提纲 1、碱金属和碱土金属的概述。 2、单质的存在及制备，物理和化学性质。 3、掌握碱金属和碱土金属的重要氢化物，氧化物，过氧化物，超氧化物的生成和基本性质。 4、碱金属和碱土今生缘氢氧化物碱性强弱的变化规律。 5、重要的盐类的溶解性和稳定性。 6、锂和铍的特殊性。 第十二章s区元素复习题 一、是非题： 1、碱金属或碱土金属的原子电离势都是自上而下降低，但它们生成离子M+或M2+的标准电极电势并不是自上而下减小的。 2、Na在蒸气状态下可以形成双原子分子，而Be在蒸气状态下仅能形成单原子分子。 3、除LiOH外，所有碱金属氢氧化物都可加热到熔化，甚至蒸发而不分解。 4、在空气中燃烧Ca或Mg，燃烧的产物遇水可生成氨。 5 碱土金属的碳酸盐和硫酸盐在中性水溶液中的溶解度都是自上而下的减小。 二、选择题： 1、下列金属中最软的是 A、Li B、Na C、Cs D、Be 2、与同族元素相比，有关铍的下列性质中描述不正确的是 A、有高熔点 B、有最大密度 C、有最小的原子半径 D、硬度最大 3、下列方法中适合制备金属铯的是 A、熔融盐电解法 B、热还原法 C、金属置换法 D、热分解法 5、金属锂应存放在A、水中B、煤油中C、石蜡中D、液氨中 6、碱金属在过量的空气中燃烧时，生成 A、都是普通的氧化物M2O B、钠钾是过氧化物M2O2 C、钾铷铯是超氧化物MO2 D、铷铯是臭氧化物MO3 7、下列物质中碱性最强的是 A、LiOH B、Mg(OH)2 C、Be(OH)2 D、Ca(OH)2 8、下列物质中溶解度最小的是 A、Be(OH)2 B、Ca(OH)2 C、Sr(OH)2 D、Ba(OH)2 9、芒硝和元明粉的化学式分别为 A、Na2 SO4·10H2 O Na2 SO4 B、CaSO4·2H2 O Na2 SO4·10H2 O C、Na2 S Na2 S2O3·5H2O D、NaNO3 Na2SO4 10、下列碳酸盐的热稳定性顺序是 A、BeCO3 > MgCO3 > CaCO3 > SrCO3 > BaCO3
s区元素
第9章 s 区元素 【9-1】试说明碱金属和碱土金属在同一族从上到下，同一周期从左到右下列性质递变的情况：（1）离子半径， （2）电离能，（3）离子水和能。并解释原因。 解：（1）碱金属和碱土金属从上到下离子半径增大，这是因为随着主量子数的增加，外层电子在核外出现概率最大的距离明显增加；在同一周期中，从左到右离子半径减小，这是因为随着核电荷的增加，核对于核外电子的吸引力（即有效核电荷）增强的缘故。 （2）碱金属和碱土金属从上到下电离能减小，是因为随着原子半径的增加，原子核对外层电子的束缚力减小；在同一周期中，从左到右电离能增大，这是因为随着有效核电荷的增加，和对外层电子的束缚力增加的缘故。 （3）碱金属和碱土金属从上到下水合能减小，这是因为随着原子序数增加，离子半径增加，正离子与水分子相互作用力减小的缘故。。在同一周期中，从左到右水合能增加，碱土金属离子在水溶液中，均为正二价离子，所以电荷高于正一价碱金属离子的缘故。 【9-2】锂、钠、钾在氧气中燃烧生成何种氧化物？这些氧化物与水反应情况如何？以化学方程式来说明。 解：分别生成Li 2O 、Na 2O 2、KO 2 ； 【9-3】写出下列反应方程式： （1）Al 溶于NaOH 溶液中 （2）Ba(NO 3)2加热分解 （3）Na 2O 2+CO 2 （4）CaH 2+H 2O （5）Na 2O 2+Cr 2O 3 （6）K+KNO 3 解：(1) 2Al + 2NaOH + 6H 2O = 2NaAl(OH)4 + 3H 2↑(2)Ba(NO 3)2 = Ba(NO 2)2 + O 2↑(3) 2Na 2O 2 + 2CO 2 =2NaCO 3 + O 2(4) CaH 2 + 2H 2O =Ca(OH)2 + 2H 2↑(5) 3Na 2O 2 + Cr 2O 3 = 2Na 2CrO 4 + Na 2O (6) 10K + 2KNO 3 = 6K 2O + N 2↑ 【9-4】比较下列性之的大小： （1）溶解度：CsI ，LiI ，CsF ，LiF ，LiClO 4，KClO 4 （2）碱性的强弱：Be(OH)2， Mg(OH)2，Ca(OH)2， NaOH （3）分解温度:Na 2CO 3，NaHCO 3，MgCO 3， K2CO 3 （4）水和能：Na +， K +，Mg 2+，Be 2+ 解：（1）溶解度：CsI
第十六章d区元素一
第十六章 d区元素(一) 1、在所有过渡元素中，熔点最高的金属是，熔点最低的是，硬度最大的是。密度最大的是，导电性最好的是，耐海水腐蚀的是。 2、分别写出下列离子的的颜色：[Fe(H 2O) 6 ]2+色，FeO 4 2－色， [FeCl 4]－色，[Fe(H 2 O) 6 ]3+色，[Ti(H 2 O) 6 ]3+色，VO 4 3－色， [Co(H 2O) 6 ]2+色，[Mn(H 2 O) 6 ]2+色，[Ni(H 2 O) 6 ]2+色。 3、CrCl 3 溶液与氨水反应生成色的沉淀，该产物与NaOH溶液反应生成色的。 4、锰在自然界主要以的形式存在，在强氧化剂（如KClO 3 ）作用下碱熔时只能得到价锰的化合物，而得不到酸盐，这是因为后者。 5、K 2Cr 2 O 7 （s）与浓H 2 SO 4 反应生成的氧化物为，它为色，遇 酒精立即着火，生成铬的一种色氧化物，其化学式为。高锰酸钾与浓硫酸作用生成的氧化物为；二氧化锰和浓硫酸反应生成的气体是。 6、高锰酸钾是剂，它在酸性溶液中与H 2O 2 反应的主要产物是 和，它在中性或弱碱性溶液中与Na 2SO 3 反应的主要产物为 和。 7、在强碱性条件下，高锰酸钾溶液与二氧化锰反应生成色的；在该产物中加入硫酸后生成色的和色的。
8、三氯化铁蒸汽中含有的聚合分子化学式为，其结构与金属的 氯化物相似。三氯化铁溶于有机溶剂。 9、即可用于鉴定Fe3+，又可用于鉴定Co2+的试剂是；当Fe3+存在时，能 干扰Co2+的鉴定，可加入因生成而将Fe3+掩蔽起来，消除对Co2+鉴定的干扰。 10、用于鉴定Ni2+的试剂是，鉴定反应需要在性溶液中进行， 反应生成了色沉淀。 11、实验室中使用的变色硅胶中含有少量的，烘干后的硅胶呈色， 这实际上呈现的是的颜色。吸水后的硅胶呈现色，这是的颜色。若于烘箱中将吸水硅胶转变成无水硅胶，烘干温度为℃左右。 12、第一过渡系的元素是（） （A）第四周期ⅢB～Ⅷ～ⅡB （B）第五周期ⅢB～Ⅷ～ⅡB （C）镧系元素（D）锕系元素 13、作为颜料使用的钛的化合物是（） （A）TiCl 4 （B）TiOSO 4 （C）TiO 2 （D）TiF 4 14、关于V 2O 5 的下列叙述中错误的是（） （A）是酸性氧化物（B）是无色晶体（C）具有强氧化性（D）可作为催化剂15、下列离子不能被金属锌还原的是（）（A）TiO2+ （B）VO2+ （C）Fe3+ （D）V2+ 16、下列离子与Na 2CO 3 溶液反应生成碳酸盐沉淀的是( ) （A）Ti3+ （B）Mn2+ （C）Fe3+ （D）V2+
第十六章 d区元素复习提纲,及试题
第十六章d区元素（一）预习提纲 1、d区元素性质变化的一般规律，包括原子半径，电离能，物理性质，化学性质，氧化态及颜色。 2、钛，钒及其化合物。 3、铬的化合物，铬离子的反应，多酸型配合物结构。 4、锰的重要化合物性质。水溶液中锰离子的反应。 5、铁，钴，镍重要化合物性质及相应反应。 第十六章复习题 一、是非题： 1、从元素钪开始，原子轨道上填3d电子，因此第一过渡系列元素原子序数的个位数等于3d上的电子数。 2、除ⅢB外，所有过渡元素在化合物中的氧化态都是可变的，这个结论也符合与ⅠB族元素。 3、ⅢB族是副族元素中最活泼的元素，它们的氧化物碱性最强，接近于对应的碱土金属氧化物。 4、第一过渡系列的稳定氧化态变化，自左向右，先是逐渐升高，而后又有所下降，这是由于d轨道半充满以后倾向于稳定而产生的现象。 5、元素的金属性愈强，则其相应氧化物水合物的碱性就愈强；元素的非金属性愈强，则其相应氧化物水合物的酸性就愈强。 6、低自旋型配合物的磁性一般来说比高自旋型配合物的磁性相当要弱一些。 二、选择题： 1、过渡元素原子的电子能级往往是(n-1)d > ns，但氧化后首先失去电子的是ns 轨道上的，这是因为: A、能量最低原理仅适合于单质原子的电子排布。 B、次外层d上的电子是一个整体，不能部分丢失。 C、只有最外层的电子或轨道才能成键。 D、生成离子或化合物，各轨道的能级顺序可以变化。 2、下列哪一种元素的(Ⅴ)氧化态在通常条件下都不稳定 A、Cr(Ⅴ) B、Mn(Ⅴ) C、Fe(Ⅴ) D、都不稳定 3、Cr2O3，MnO2，Fe2O3在碱性条件下都可以氧化到(Ⅵ)的酸根，完成各自的氧化过程所要求的氧化剂和碱性条件上 A、三者基本相同 B、对于铬要求最苛刻 C、对于锰要求最苛刻 D、对于铁要求最苛刻 4、下列哪一体系可以自发发生同化反应而产生中间氧化态离子? A、Cu(s) + Cu2+(aq) B、Fe(s) + Fe3+(aq)
第12章 s区元素及其重要化合物
176 第12章s区元素及其重要化合物 第12章 s区元素及其重要化合物 s区元素包括周期表中ⅠA和ⅡA族元素，是最活泼的金属元素。ⅠA族是由锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）、钫（Fr）六种金属元素组成。由于它们氧化物的水溶液显碱性，所以称为碱金属（Alkali metals）。ⅡA族是由铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）及镭（Ra）六种元素组成，由于钙、锶、钡的氧化物难溶，难熔（类似于土），且呈碱性而得名碱土金属（Alkaline earth metals）。 ⅠA、ⅡA族元素中、钠、钾、镁、钙、锶、钡、发现较早，在1807-1808年由美国年轻科学家戴维（H，Davy）首次制得。它们以化合物形式广泛存在于自然界，如人们与钠、钾的化合物（如食盐）打交道已有几千年的历史。锂、铍、铷和铯的发现和游离制得相对稍晚些（1821-1861）年，它们在自然界存在较少，属于稀有金属。钫和镭是放射性元素，钫（Fr）是1939年法国Marguerite perey发现的，元素名由France而来。钫是有强放射性，半衰期很短的金属元素，在天然放射性衰变系（锕系）以及核反应（中子轰击镭）中形成微量的钫。镭是1898年法国皮尔（pierre）和马利亚居里（Marie Curie）发现。他们首先从沥青铀矿中分离出来。镭的所有同位素都有放射性且寿命最长，如226Ra 的半衰期为1602年。它是在238U的天然衰变系中生成。 12.1 碱金属、碱土金属单质 碱金属、碱土金属元素的价层电子构型分别为ns1，ns2，它们的原子最外层有1～2个s电子，所以这些元素称为s区元素。s区元素能失去1个或2个电子形成氧化态为+1、+2 的离子型化合物（Li、Be除外）。 12.1.1 通性 碱金属，碱土金属的基本性质列于表12-1和表12-2中。 表12-1碱金属的基本性质 碱金属原子最外层只有1个ns电子，而次外层是8电子结构（Li的次外层是2个电子），
d区元素一(相关知识点)
1、三个过渡系： 第一过渡系——第四周期元素从钪(Sc)到锌(Zn); 第二过渡系——第五周期元素从钇(Y)到镉(Cd); 第三过渡系——第六周期元素从镥(Lu)到汞(Hg); 2、d区元素除 B族外，过渡元素的单质都是高熔点、高沸点、 密度大、导电性和导热性良好的金属; 3、第一过渡系元素的单质比第二、三过渡系元素的单质活泼; 4、d区元素的颜色: 第一过渡系金属水合离子的颜色： 由d10和d0构型的中心离子所形成的配合物，在可见光照射下不发生d-d跃迁； 而d1~d9构型的中心离子所形成的配合物，在可见光的照射下会发生d-d跃迁；
对于某些具有颜色的含氧酸根离子，如：VO 43-(淡黄色)、CrO 42-(黄色)、MnO 4-(紫色)等，它们的颜色被认为是由电荷迁移引起的; 5、(1)钛(Ti)是银白色金属，其表面易形成致密的氧化物保护膜，使其具有良好的抗腐蚀性，特别是对湿的氯气和海水具有良好的抗腐蚀性能； (2)加热TiO 22nH O 可得到白色粉末状的TiO 2: 3002222C TiO nH O TiO nH O ???→+ ; (3)自然界中存在的金红石是TiO 2的另一种存在形式，由于含少量的铁、铌、钒、钽等而呈红色或黄色; (4)TiO 2在工业上用作白色涂料和制造钛的其他化合物； (5) TiO 2+H 2SO 4(浓)=TiOSO 4+H 2O ; TiO 2+2C(s)=Ti(s)+2CO(s) ; (6)制取Ti 的方法： 通常用TiO 2、碳和氯气在800C~900C 时进行反应： 800~900224222C C TiO C Cl TiCl CO ++????→+ ; 用Mg 还原TiCl 4: TiCl 4+2Mg=Ti+2MgCl 2 ; (7)TiCl 4在加热的情况下： 2TiCl 4+H 2=2TiCl 3+2HCl ; (8)Ti 4+由于电荷多，半径小，使它具有强烈的水解作用，甚至在强酸溶液中也未发现有[Ti(H 2O)6]4+的存在，Ti 4+在水溶液中是以钛氧离子(TiO 2+)的形式存在； (9)在中等酸度的Ti 4+的盐溶液中加入H 2O 2：
第12-16章 p区元素习题
第12-16章P区元素习题目录 一判断题；二选择题；三填空题；四完成方程式；五计算并回答问题一判断题 (返回目录) 1 硼在自然界主要以含氧化合物的形式存在。（） 2 在硼与氢形成的一系列共价型氢化物中，最简单的是BH3。（） 3 硼酸是三元酸。（） 4 硼是非金属元素，但它的电负性比氢小。（） 5 由于B-O键键能大，所以硼的含氧化合物很稳定。（） 6 硼砂的化学式为Na2B2O7。（） 7 B2H6为平面形分子。（） 8 硼是缺电子原子，在乙硼烷中含有配位键。（） 9 三卤化硼熔点的高低次序为BF3 第十二章s区元素 教学重点：1.氢的物理和化学性质； 2.碱金属的钠与钾，碱土金属的镁、钙、钡的性质。 3.其氢氧化物的溶解性和碱性。 4.碱金属和碱土金属盐类的一些重要性质。 第一节氢 一、物理性质 氢(hydrogen)是太阳大气的主要成分，如果以原子百分数计，氢占81.75%，氢是太阳发生热核反应的主要原料。是供给地球上生物生存的最大能源。 氢在地壳（包括大气、水、岩石圈）中的含量，若以原子百分数计占17%，若以质量百分数计约占1%。氢虽存在量不大，但分布却十分广泛。自然界中，氢主要以化合态存在，如在水中、有机物中、生物体中等，仅只在天然气等少数物质中有少量单质氢存在。 已知氢有三种同位素，自然界 氢或氕（用11H或H表示）99.98% 重氢或氘(deuterium)（用21H或D表示）0.02% 氚(tritium)（用31H或T表示）107个普通氢原子才有1个氚原子 氢的同位素之间由于电子结构相同，故化学性质基本相同，但是它们的原子质量相差较大，从而引起物理性质上的差异。 如：H2的沸点为20.4K，熔点为14.0K D2的沸点为23.5K，熔点为18.65K 氘的重要性在于它与原子反应堆中的重水有关，并广泛地应用于反应机理的研究和光谱分析。氚的重要性在于和核聚变反应有关，也可用作示踪原子(tracer element)。 单质氢是以双原子分子形式存在，它是一种无色无嗅的气体，是空气密度的1/14.38，是所有气体中密度最低的。用它的密度小的性质，可以填充氢气球，但有易于着火的缺点。 如将氢气进行深度冷冻并加压，氢气可转变成液体，利用液态氢的低温，可以将除氢以外的其它气体变成固体，在14.0K时可转变为透明固体。 氢在水中微微溶解，273K时1体积水仅能溶解0.02体积的氢气，但氢气可被某些金属（如镍、钯、铂）吸附，如室温时1体积细钯粉，大约吸收900 233 第12章 氮族、碳族和硼族元素 习题参考答案 1. （1）解： NH 4 (NH 4)2SO 4HSO 4(NH 4)2Cr 2O 2O 3 + N 2 O （2）解： 2KNO 32 + O 2Cu(NO 3) 222 2AgNO 3 2．解：(1) 5NO 2-+ 2MnO 4- + 6H 5NO 3- + 2Mn 2+ + 3H 2O 3NO 2-+ Cr 2O 27 + 8H + →3NO 3- +2Cr 3+ +7H 2O (2) 2NO 2- + 2I - + 4H +2NO↑+ I 2 + 2H 2O (3) HNO 2+NH 2+ 2H 2O 3．解：（1） NH 4(NH 4)2SO 产生白色沉淀(BaSO 4) （2） KNO KNO 产生蓝色溶液(N 2O 3)、红棕色气体(NO 2) （3） AsCl BiCl SbCl 产生黄色沉淀（As 2S 3） Sb 2S 3）产生黑色沉淀（Bi 2S 3） 4．解：（1）S + 2HNO 3(浓) H 2SO 4 + 2NO↑ （2）4Zn + 10HNO 3(很稀) 4Zn(NO 3)2 + NH 4NO 3 + 3H 2 O （3）3CuS + 8HNO 3 3Cu(NO 3)2 + 3S↓ + 2NO↑ + 4H 2O （4）PCl 5+4H 2H 3PO 4+ 5HCl （5）2AsO 33- + 3H 2S + 6H As 2S 3↓ + 6H 2O （6）AsO 43- + 2I - + 5H +H 3AsO 3 + I 2 + H 2O （7）2Mn 2+ + 5NaBiO 3 + 14H 2MnO 4- + 5Bi 3+ + 5Na + + 7H 2O （8）Sb 2S 3 + 3S 2-2SbS 33- 5．解：（1） NH 4 NH 3 O 2 Pt NO O 2 NO O 2H 2(Fe) N 2 2 2 NH 3 43 H 2SO 4( H 2SO 2 3 NH 3 （2） AsCl H 2As 23 2Na 3AsS 3 H 3AsO 3 H 4 2S(HCl)2S 5 Na 3AsS 4 （3） Na 3SbO Sb(OH) 3 SbOCl 2S 2S Na 3SbS 3 （4） 3 43) 3)3 Bi(OH)BiONO 3 6．解：A 是AsCl 3，B 是AgCl ，C 是[Ag(NH 3)2]Cl ，D 是As 2S 3，E 是(NH 4)3AsS 4，F 是As 2S 5，G 是H 2S 。有关反应式如下： 第十五章 s区元素 一、教学基本要求 1. 了解s区元素的物理性质和化学性质，能解释碱金属与水、醇和液氨反应的不同； 2. 了解主要元素的矿物资源及单质的制备方法，特别注意钾和钠制备方法的不同； 3. 了解s区元素的氢化物、氧化物、氢氧化物的性质，特别注意氢氧化物的碱性变化 规律； 4. 了解s区元素的重要盐类化合物，特别注意盐类溶解性的热力学解释； 5. 会用离子极化理论解释碳酸盐分解规律； 6. 了解对角线规则和锂、铍的特殊性。 二、要点 1. 汞齐(amalgam ) 又称汞合金，汞的特性之一是能溶解除铁以外的许多金属而生成汞齐。汞与一种 或几种金属形成汞齐时，含汞少时是固体，含汞多时是液体。天然的有金汞齐，银 汞齐，人工制备的有：钠汞齐、钾汞齐、锌汞齐、锡汞齐、铅汞齐等。 2. 熔盐电解法(Molten-salt electrolysis) 指以熔融态盐类为原料的电解方法，常用于制备不能由水溶液中制备的金属，如碱金属、碱土金属以及钍、钽混合稀土金属的生产。有时为降低熔体的熔点，节 省电能，须加入一定量的助熔剂。 3. 热还原法(Thermo-deoxidization) 用化学活性较强的金属，将被还原的金属从其化合物中置换出来，以制备金属或其 合金的方法。 4. 冠醚(Crown ether) 分子结构类似皇冠的“大环多醚”。最常用的有18-冠-6 (如下图中的a)、二环己基 -18-冠-6及二苯基18-冠-6等。冠醚对K+、Na+及其他阳离子有很强的选择性络合 ,F- )，提 K + X- 表示( X=MnO 4高了裸阴离子的活性。冠醚在有机合成中常用作“相转移反应的催化剂”。 5.穴醚(Cryptant) 分子结构类似地穴的“大环多醚”。穴醚几乎能够实现对K+和Na+离子的完全 分离,选择性可高达105:1。如下图中的(b) (c)所示。 (a) (b) (c) 第十二章 群论简介习题 §12.1 群的定义和例子 １．设Ｇ为一切不等于零的有理数所成的集合，证明Ｇ对于数的乘法作成一个群． 【证明】１）任意两个非零的有理数的乘积为非零有理数，故Ｇ对数的乘法封闭； ２）数的乘法结合律对一切数都成立，自然对Ｇ也成立； ３）01≠是非零有理数，且对任何一个非零有理数a ， 011≠=?=?a a a ， 说明１是Ｇ的单位元素； ４）对任意的非零有理数a ，则 a 1 是非零有理数，且 11 1=?=? a a a a ， 说明a 的逆元是a 1 ， 根据群的定义，即知集合Ｇ对数的乘法作成一个群． ２．Ｇ是由a ，b ，c 三个元素所作成的集合，它的乘法表是 判别Ｇ是否成群？ 【解】由乘法表容易看到，Ｇ对规定的乘法是封闭的，a 是Ｇ的单位元素， a 、 b 、 c 的逆元分别是a 、c 、b ． 以下只要证明结合律成立即可． 因为(ab)c ＝bc ＝a ，a(bc)＝aa ＝a ，故(ab)c ＝a(bc)； 同法可知a(cb)＝(ac)b ＝a ，(ba)c ＝b(ac)＝a ，(bc)a ＝b(ca)＝a ， (ca)b ＝c(ab)＝a ，(cb)a ＝c(ba)＝a ， 以上６个式子说明结合律对规定的乘法是成立的， 因此Ｇ对规定的乘法作成一个群． ３．证明下列四个方阵Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ对于矩阵乘法作成一个群Ｖ，写出的Ｖ乘法表．Ｖ是 否循环群？Ｖ是否交换群？ ???? ??=1001A ，???? ??-=1001B ，???? ??-=1001C ，??? ? ??--=1001D ． 【证明】先写出乘法表． 由乘法表看出，集合Ｖ＝｛Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ｝对矩阵乘法封闭，结合律对任何矩阵 的乘法满足，自然对Ｖ中的矩阵也满足，而矩阵Ａ是单位元，元素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ的逆 《元素化学》 第1章 《S 区元素》自测题 班级：应用化学1201B 姓名： 学号： 得分： 一、选择题（75分） 1 在下列性质中,碱金属比碱土金属高(或大)的是 ( ) A. 熔点 B. 沸点 C. 硬度 D. 半径 2 下列性质中,碱金属和碱土金属都不具有的是 ( ) A. 与水剧烈反应 B. 与酸反应 C. 与碱反应 D. 与强还原剂反应 3ⅠA,ⅡA 族元素的电离势,电负性和M 2分子中共价键的强度随着原子序数的增加而 ( ) A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 无法推测 D. 变化不大 4 下列原子中哪一种原子第一电离势最大 ( ) A. Na B. Li C. Be D. Mg 5 碱土金属与碱金属相比较,碱土金属比相邻的碱金属多一个电子,即增加了一个 单位的核电荷,所以 ( ) A. 碱土金属原子半径比相邻的碱金属大些 B. 电离势大 C. 较易失去第一个电子 D. 比碱金属更活泼 6 下列元素中形成化合物时,共价倾向最小的是 ( ) A. Be B. Li C. Ba D. Cs 7 最轻的金属是以下金属中的 ( ) A. Be B. Li C. Na D. Mg 8 下列金属单质不能保存在煤油里的是 ( ) A. Li B. Na C. K D. Rb 9 金属钠应保存在 ( ) A. 酒精中 B. 液氨中 C. 煤油中 D. 空气中 10 下列金属单质表现两性的是 ( ) A. Li B. Mg C. Ba D. Be 11 因为E ?(Na +/Na) 第十二章d区元素和f区元素 1.试用d区元素家电子层结构的特点来说明d区元素的特性。 2.完成下列反应式： （1）TiO2+H2SO4(浓)→ （2）TiO2++Zn+H+→ (3)TiO2+C+Cl2→ (4)V2O5+NaOH→ (5)V2O5+H2SO4→ (6)V2O5+HCl→ (7)VO2++H2C2O4+H+→ 3.在酸性溶液中钒的电势图为 已知φθ(Zn2+/Zn)=-0.76V, φθ(Sn2+/Sn)=-0.14V, φθ(Fe3+/Fe2+)=0.77V.问实现下列变化，各使用什么还原剂为宜？ （1）VO2+→V2+ (2) VO2+→V3+ (3)VO2+→VO2+ 4.完成下列反应式： （1）（NH4）2Cr2O7→ (2)Cr2O3+NaOH→ (3)Cr3++NH3·H2O→ (4)Cr(OH)4-+Br2+OH-→ (5)Cr2O72-+Pb2++H2O→ (6)MoO42-+NH4++PO43-+H+→ (7)Na2WO4+HCl→ 5.BaCrO4和BaSO4的溶度积相近，为什么BaCrO4可溶于强酸，而BaSO4则不溶？ 6.以K2Cr2O7为主要原料制备K2CrO4,CrCl3和Cr2O3,用方程式表示各步的反应。 7.试用热力学原理判断，(NH4)2Cr2O7的下列两种分解过程，哪种反应趋势更大？ （1）(NH4)2Cr2O7（s）=Cr2O3(s)+N2(g)+4H2O(g) (2) (NH4)2Cr2O7(s)=2Cr2O3(s)+NH3(g)+H2O(g) 8.完成下列反应式： ?? （1）MnO2+KOH+KClO3?→ (2)MnO4-+H2O2+H+→ (3)MnO4-+NO2-+H2O→ (4)MnO4-+NO2-+OH-→ (5)K2MnO4+HAc→ 9.以MnO2为主要原料制备MnCl2,K2MnO4和KMnO4,用方程式来表示各步反应。 10.完成下列反应式： （1）FeCl3+NaF→ (2)Co(OH)3+H2SO4→ (3)Co2++SCN- (4)Ni(OH)2+Br2+OH-→ (5)Ni+CO→ 第12章s区元素课后习题答案： 1. 写出周期表s 区元素的化学符号并回答下列各种性质的变化规律 (1) 金属的熔点； (2) 族氧化态阳离子的半径； (3) 过氧化物热分解生成氧化物的趋势； 解答 (1)参见表12.1，总的规律是各族由上至下熔点降低，因为价电子数相同，半径递增，金属键逐渐减弱。碱土金属比对应碱金属熔点高，是因为：①每个碱土金属原子中有两个价电子，而碱金属只有一个价子；②碱土金属的晶格结构多是属于配位数为12的最密堆积(六方密堆积或立方面心密堆积)，而碱金属的结构是属于体心立方晶格，配位数为8，是次密堆积。因而金属键强弱不同。碱土金属中不完全是由大到小，是由于其晶格类型不同所致。 (2) 表2.2，半径自上而下增大。 (3) 随阳离子半径的增大热分热温度增高。 2. 解释 (1)钡能形成过氧化物而铍则不能，钠能形成过氧化物而锂则不能。 (2) 第2族元素自上而下氢氧化物在水中的溶解性增大，而硫酸盐则有相反的变化趋势。 (3) 碱金属元素中以锂的标准还原电势最低，而锂与水之间的反应却最缓和。 (4) 锂和铍的卤化物较之各自同族元素的卤化物易溶于某些有机溶剂。 (5) 钠的钴亚硝酸盐、四苯硼酸盐和氯铂酸盐易溶于水而相应的钾盐则难溶。 (6) Be(OH)2既可溶于酸又可溶于碱，而同族其他元素的氢氧化物只能溶于酸。 (7) 冠醚和穴醚配体对不同大小碱金属离子的选择性配位。 解答 (1)Be、Li 的半径太小。 (2)由于OH－是个体积小的阳离子，而SO体积大，根据相差溶解规律而知之。 (3)电极电势属热力学范畴，而反应的剧烈程度属动力学范畴，两者之间并无直接联系。锂与水反应缓和的原因有二：①锂的熔点较高(180℃)，与水反应产生的热量不足以使其熔化，是固一液反应，不象钠、钾熔点低（分别为98℃和63.5℃）是液-液反应；②锂与水反应的产物LiOH溶解度小，一旦产生，就覆盖在锂的表面上，阻碍反应继续进行。 (4) 锂和铍的离子半径特别小，离子势大，极化力强和半径较大的X－（变形性大）结合有较多的共价性，因而易溶于某些有机溶剂，而其它同族元素则为离子性化合物。 (5)三个酸根均为大阴离子，K＋比Na＋半径大，自然前者形成的盐比后者形成的盐稳定而在水中的溶解度小，仍是相差溶解规律的典型例子。 (6)根据ROH 规则，Be(OH)2 为两性化合物，故既可溶于酸又可溶于碱，而同族其他元素的氢氧化物碱性都很强，故只能溶于酸。 (7) 参见节12.2.4。 3. 回答下列用途所依据的性质，可能情况下并写出相关的反应式 (1) 锂用做生产热核武器的一种原料。 (2) 铯用于制造光电池和原子钟。 (3) 钠用于干燥醚类溶剂时，能显示出溶剂的干燥状态。 (4) 钠用于钛和其他一些难熔金属的高温冶炼。 (5) 钠钾合金用做核反应堆的冷却剂。s区元素
第12章 氮族、碳族和硼族元素 习题参考答案
第15章 s区元素
第十二章群论初步习题
第11章S区元素自测题
第十二章习题d区元素和f区元
第12章s区元素课后习题答案