第19章无机化学
《无机化学下》第四版习题答案
第13章 氢和稀有气体13-1 氢作为能源，其优点是？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。
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第19章金属通论19-1举例说明哪些金属能从（1）冷水，（2）热水，（3）水蒸气，（4）酸，（5）碱中置换出氢气，写出有关的反应式并说明反应条件。
1、解：2Na + 2H2O = 2NaOH+ H2↑Mg+ 2H2O= Mg(OH)2↓ + H2↑3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2↑Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑2Al + 2OH- + 6H2O = 2[Al(OH)4]-19-2 已知在 973K 时，2CO + O2 = 2CO2 ; △r Gθ= -398 kJ.mol-12Ni + O2 = 2NiO; △r Gθ=-314 kJ.mol-1试计算该温度下CO + NiO = Ni +CO2的△r Gθ值，并对照图19-1说明在该温度下能否用CO 还原NiO制取Ni 。
2、解： 2CO + O2 = 2CO (1)2Ni + O2 = 2NiO (2)CO + NiO = Ni + CO2 (3)(3) =2)2()1(-∆rGθ =2) 314(398---= -42kJ•mol-1CO的自由能比NiO的低，∆rGθ< 0 故可以使用CO还原NiO 制取Ni19-3下图是几种金属硫化物的埃林汉姆图。
（1）请解释图中各条线形状变化的意义；（2）据图，若从硫化物中提取金属，适宜的还原剂和温度条件各如何？(1)1/2C + S = 1/2 CS2(2)Hg + S = HgS(3)2/3 Bi +S = 1/3 Bi2S3(4)H2 +S = H2S(5)Pb +S = PbS3、解：线1中，随着温度的升高，刚开始时吉布斯自由能呈上升趋势，但当温度达到一定值后，随着温度的升高，吉布斯自由能反呈下降趋势。
斜率发生了变化，是因为温度升高，发生了相变，出现了熵增，因而∆rGθ下降。
线2线3相似，起始随温度的升高，∆rGθ增加，达到一定温度后，随着温度的增加，∆rGθ增加的速度更快，斜率加大，出现了熵增。
武汉大学版无机化学课后习题答案(第三版)(下册)
16.完成并配平下列反应式：（1）H2S+H2O2→（2）H2S+Br2→（3）H2S+I2→（4）H2S+O2→（5）H2S+ClO-+H+→3（6）Na2S+Na2SO3+H+→（7）Na2S2O3+I2→（8）Na2（9）SO2（10）H2（11）Na（12）KO（13）（14）K2（15）H2答：（1）H（2）H2H（1（2（3（4（5（6（7（8（9）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2（10）2KO2+2H2O=2KOH+O2+H2O2（11）4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3（12）5S2O82-+2Mn2++8H2O=10SO42-+2MnO4-+16H+（13）H2SeO3+H2O2=H2SeO4+H2O17．在标准状况下，50cm3含有O3的氧气，若其中所含O3完全分解后，体积增加到52cm3。
如将分解前的混合气体通入KI溶液中，能析出多少克碘？分解前的混合气体中O3的体积分数是多少？解：5.68mg,8.1%溶液退色，求碘溶液的浓度？18．每升含12.41克Na2S2O3·5H2O的溶液35.00cm3，恰好使50.00cm3的I-3解：I 3-+2S 2O 32-=S 4O 62-+3I -1.75×10-2mol/L19．下述反应在298K 时的△H θm 为284.5kJ ·mol -13O 22O 3已知此反应平衡常数为10-54，试计算该反应的△G θm 和△S θm 。
解：307.97kJ/mol,-78.76k -1.J.mol -120．利用电极电势解释在H 2O 2中加入少量Mn 2+，可以促进H 2O 2分解反应的原因。
答：θϕMnOH 2O 2H 2O 2H 2O 2H 2O 2第十四章1． 用答：2（1（2答：(1)N P 原子半径很大，而使P 原子间的p 轨道重叠很小，不能形成多重键。
P-P 单键键能很小，很容易断开。
无机化学课后习题及答案
北师大版本无机化学课后习题与答案北师大版本第一章物质的结构 (2)第二章分子结构 (11)第三章晶体结构 (17)第4章酸碱平衡 (22)第五章化学热力学基础 (32)第六章化学平衡常数 (49)第七章化学动力学基础 (57)第八章水溶液 (71)第9章配合物 (75)第十章沉淀平衡 (78)第十一至三十章元素化学 (85)第一章物质的结构1-1 在自然界中氢有三种同位素，氧也有三种同位素，问：总共有种含不同核素的水分子？由于3H太少，可以忽略不计，问：不计3H时天然水中共有多少种同位素异构水分子？1-2 天然氟是单核素（19F）元素，而天然碳有两种稳定同位素（12C和13C），在质谱仪中，每一质量数的微粒出现一个峰，氢预言在质谱仪中能出现几个相应于CF4+的峰？1-3 用质谱仪测得溴得两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为79Br 789183占50。
54%，81Br 80。
9163占49。
46%，求溴的相对原子质量（原子量）。
1-4 铊的天然同位素203Tl和205Tl的核素质量分别为202。
97u和204。
97u，已知铊的相对原子质量（原子量）为204。
39，求铊的同位素丰度。
1-5 等质量的银制成氯化银和碘化银，测得质量比m（AgCl）：m（AgBr）=1。
63810：1，又测得银和氯得相对原子质量（原子量）分别为107。
868和35。
453，求碘得相对原子质量（原子量）。
1-6 表1-1中贝采里乌斯1826年测得的铂原子量与现代测定的铂的相对原子质量（原子量）相比，有多大差别？1-7 设全球有50亿人，设每人每秒数2个金原子，需要多少年全球的人才能数完1mol金原子（1年按365天计）？1-8 试讨论，为什么有的元素的相对质量（原子量）的有效数字的位数多达9位，而有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字却少至3～4位？1-9 太阳系，例如地球，存在周期表所有稳定元素，而太阳却只开始发生氢燃烧，该核反应的产物只有氢，应怎样理解这个事实？1-10 中国古代哲学家认为，宇宙万物起源于一种叫“元气”的物质，“元气生阴阳，阴阳生万物”，请对比元素诞生说与这种古代哲学。
无机化学
第13章氢和稀有气体1.用VSEPR理论判断XeF2、XeF4、XeF6、XeOF6、ClF3的空间构型。
通式为AXnEm m+n的数目为价层电子对数M=（A的族价-X的化合价*X的个数+/-离子电荷相应是电子数）/2物质通式m m+n 空间结构XeF2AX n Em 3 5 直线型XeF4AX n Em 2 6 平面四方形XeF6AX n Em 1 7 变形八面体XeOF6AX n Em 1 6 四方锥ClF3AX n Em 2 5 平面三角形第14章卤素1. 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。
2通Cl2于消石灰中，可得漂白粉，而在漂白粉溶液中加入盐酸可产生Cl2，试用电极电势说明这两个现象。
.第16章氮磷砷1.如何除去N2中少量NH3和NH3中的水气？将含有少量NH3的N2气体通入水中。
就可除去NH3，将含有少量H2O的NH3通入CaCl2中，就可除去其中少量的H2O。
2.如何除去NO中微量的NO2和N2O中少量的NO？将含有少量NO2的NO气体通入热水中3NO2+H2O=2HNO3+NO这样就可除去其中的气体。
将N2O和少量的NO气体通入水中。
就可除去其中少量的NO。
3.给下列物质按碱性减弱顺序排序，并给予解释：NH3 N2H4 NH3OH PH3 AsH3答：NH3是所有气态氢化物中唯一显碱性的物质，按N—P—AS 顺序，其气态氢化物的碱性依次减弱，酸性依次增强，故碱性NH3>PH3>ASH3,而同一种元素的氢化物,化合价越低,碱性越强,故NH3>N2H4>NH2OH ,综上可知碱性顺序为NH3>N2H4>NH3OH(碱性)>PH3(酸性)>AsH3 (酸性)4.为了测定铵态氮肥中的含氮量，称取固体样品0.2471g,加过量NaOH溶液并进行蒸馏，用50.00mL 0.01050mol/L HCl吸收蒸出的氨气，然后用0.1022mol/L NaOH溶液滴定吸收液中剩余的HCl，滴定中消耗了11.69mL NaOH溶液，试计算肥料中氮的百分含量。
无机化学（InorganicChemistry）
无机化学（InorganicChemistry）BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32-(aq)分别给其加入HCl、BaCl2或Na2CO3溶液，结果怎样？利于BaCO3的溶解(1)加HCl(2)加BaCl2或Na2CO3溶液促使BaCO3的生成讨论：对已达到平衡的反应：J使JJ使J二、沉淀的生成根据溶度积规则，当溶液中的J＞Ksp时，就会生成沉淀。
判断沉淀生成或溶解的步骤：(1)计算有关难溶电解质组成的各种离子的浓度；(2)计算J值；(3)根据J与Ksp的比较，作出沉淀或溶解的判断。
例6-6：某种溶液中，含SO42-浓度为6.0×10-4mol·L-1,若在4.0L该溶液中，加入0.010mol·L-1BaCl2溶液1.0L，问是否有BaSO4沉淀生成？(已知BaSO4的Ksp=1.08×10-10)解：两种溶液混合后因此溶液中有BaSO4沉淀生成。
J三、沉淀的溶解降低离子浓度的方法有下列几种：1、生成弱电解质使沉淀溶解；这些弱电解质包括水、弱酸、弱碱及其他难解离的分子。
要使处于沉淀平衡状态的难溶电解质向着溶解方向转化，必须降低该难溶电解质饱和溶液中某一离子的浓度，以使其J＜Ksp。
例如:Mg(OH)2可溶于HCl：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)加入HCl后:OH-+H+H2O由于生成H2O，降低了[OH-]，使J溶于HNO3中CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)加入HNO3后：3S2-+8HNO3=6NO3-+3S↓+2NO↑+4H2OS2-被硝酸氧化为单质S，降低了[S2-]，使J平衡移动方向加入氧化剂或还原剂，使某种离子发生氧化还原反应而降低其浓度，满足JgCl沉淀可溶于氨水AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)加入氨水后:Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+由于生成[Ag(NH3)2]+，降低了[Ag+]，使J 平衡移动方向3、生成配合物离子使沉淀溶解。
无机化学课件——第十九章 d区元素
OH
H
(亮绿色)
Cr(OH)
4
H2O Cr2O3 (绿)
19.2.3. 水溶液中离子及其反应
1.Cr(Ⅲ)的盐
Cr（2 SO
4）3，KCr(SO
）
42
12H
2O,
CrCl3
•水解
[Cr(H 2O）6 ]3
[Cr(OH)(H 2O）5 ]2 H
K 104
2Cr3 3S2 6H2O Cr(OH）3(s) 3H2S(g) 2Cr3 3CO32- 3H2O 2Cr(OH）3(s) 3CO2 (g)
2
O
-0.91 Cr
-0.74
EB / V
CrO
2 4
-0.12
Cr(OH)
4
-1.1
Cr(OH) 2
-1.4
Cr
-1.3
•性质 ① 灰白色, 熔点沸点高，硬度大。
② 活泼金属，表面已形成一层氧化膜，活 泼性下降。 ③ 无膜金属与酸的反应
2Cr 2H 2SO4 (浓) Cr（2 SO4）3 3SO2 H2O 在冷、浓硝酸中钝化。
•Cr(Ⅲ)的配合物的多种颜色
[Cr(H2O）6 ]Cl3紫色，[Cr(H2O）5Cl]Cl2 H2O蓝绿色 [Cr(H2O）4Cl2 ]Cl 2H2O绿色
2.Cr2O72-与CrO42-间的转化
•pH值的影响
2CrO
2 4
2H
(黄)
2HCrO
4
Cr2O
2 7
H
2
O
(橙)
pH<2：Cr2O72-为主 pH>6：CrO42-为主
•还原性
酸性条件：E (Cr2O72 / Cr3 ) 1.33V
第19章配位化合物-无机化学
（3） 键合异构
配体中有两个配位原子，但这两个原子不同 时配位，这样的配体称为两可配体。
如 NO2－ 属于两可配体
N 为配位原子
硝基
O 为配位原子 亚硝基
— NO2－ — ONO－
配位原子的不同导致 [ Co（NO2）（NH3）5 ]Cl2 和 [ Co（ONO）（NH3）5 ]Cl2
互为键合异构体
4p 4s 3d 杂化
sp3 3d
33
由于中心 sp3 杂化轨道在空间呈正四 面体分布，故 [ N（i CO）4 ] 形成正四面体 构型。
[ N（i CO）4 ] 中配体的电子对配入中 心的外层空轨道，即 ns np 杂化轨道，形 成外轨型配位化合物。
34
例19―1和例19―2的共同点是，配体的 孤对电子配入中心的外层轨道，形成外轨型 配位化合物。
Pt2+ 的电子构型 5d8 CN– 为强场配体，使 Pt2+ 的 8 个 d 电 子重排，空出的 1 个 5d 轨道参与杂化，中 心采取 dsp2 杂化。
38
6p 6s 5d 重排
6p 6s 5d 杂化
dsp2 5d
39
由于中心 dsp2 杂化轨道在空间呈正 方形分布，故 [ Pt（CN）4 ]2－形成正方形构 型。
例19―3 和例19―4，杂化轨道均用 到了（n―1）d 内层轨道， 配体的孤对 电子对配入中心的内层，形成内轨型配位 化合物，它较外轨型配位化合物稳定。
40
19―2―3 配位化合物的磁性
化合物中成单电子数和宏观实验现象中 的磁性有关。
测出物质的磁矩 和单电子数 n 有如
下关系
＝ n（ n + 2） B 式中 B 是磁矩 的单位，称为玻尔磁子。
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锕 钍 镤 铀镎 钚 镅 锔 锫 锎 锿 镄 钔 锘 铹
第19章无机化学
2
19-1 概述 19-2 金属的提炼 19-3 金属的物理性质和化学性质 19-4 合金
6 55 Cs 56 Ba 57-71 72 Hf 73 Ta 74 W 75Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn
铯 钡 La-Lu 铪 钽 钨 铼 锇 铱 铂 金 汞 铊 铅 铋 钋 砹 氡
7 87 Fr 88 Ra 89-103 104 Rf 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt 110 111 112
轻有色金属：一般指密度在4.5 g/cm3以下的有色金 属，如：铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡；
重有色金属：一般指密度在4.5 g/cm3以上的有色金 属，其中有铜、镍、铅、锌、钴、锡、汞、锡等；
贵金属：这类金属包括金、银和铂族元素，由于它 们稳定、含量少、开采和提取困难、价格贵；
—— 贱金属
准金属：半导体，一般指硅、硒、碲、砷、硼；
埃林汉姆图— 自由能第19变章无机化与学 温度变化关系
从图中可以看出，凡 rGm为负值区域内的所 有金属都能自动被氧气氧 化，凡在这个区域以上的 金属则不能。 在773K以上Hg就不被氧 所氧化，而HgO只需稍微 加热，超过773 K就可以 分解得到金属Hg.
第19章无埃机化林学 汉姆图(自由能变与温度图)
8
第19章无机化学
19-2-1 金属还原过程的热力学
金属氧化物越稳定，则还原成金属就越困难，比较它 们的生成自由能就可以知道。氧化物的生成自由能越 负的，则该氧化物越稳定，而金属就越难被还原。
艾林汉在1944年首先用消耗1molO2生成氧化物过程 的自由能变化对温度作图。根据：
rG=rH-TrS
的关系，只要rS不等于零，则rG将随温度的改变而 改变。假如rH和rS为定值,则rG对绝对温度作 图便得到一直线。直线的斜率等于反应的熵变。 只要反应物或生成物不发生相变（熔化、气化、相 转变）rG对T作图都是直线。
第四篇 元素化学(二) 金属
第十九章 金属 通论
Chapter 19 Introduction of Metal elements
第19章无机化学
1
金属和非金属两大类
IA
1
1H
氢
IIA
2 He
IIIA IVA VA VIA VIIA 氦
2
3 Li
锂
4 Be
铍
5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne
过渡金属元素: 稳定的氧化物或硫化物
如Fe3O4, Cu2O, ZnS, FeS2, CuSFeS p区金属：硫化物 (Bi2S3, Sb2S3, PbS等)
7
第19章无机化学
19-2 金属的提炼
金属的提炼: 从自然界存在化合物中得到金属单 质的过程；
金属的提炼过程： 矿石的富集、冶炼和精炼。 矿石富集方法：手选、水选、磁选和浮选。 金属的冶炼方法：干法和湿法两大类。 金属的精炼：粗金属根据纯度要求再进行精制
稳定性差的氧化物rG负值 小，rG-T直线位于图上方, 例如HgO，Ag2O；
稳定性高的氧化物rG负值 大, rG-T直线位于图下方如 MgO，CaO等；
在自由能图中, 一种氧化物能 被位于其下面的那些金属所
还原，因为这个反应的rG
<0。例如，铝热法，在1073K 时Cr2O3能被Al还原； 指导选择适当的还原剂。
硼 碳 氮氧 氟 氖
3
11 NaIB
IVB
VB
VIB VIIB
VIII
13 Al 14 Si 15 P 16 S 17 Cl 18 Ar
IB IIB 铝 硅 磷 硫 氯 氩
4 19 K 20 Ca 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr
钫 镭 Ac-Lr 钅卢 钅杜 钅喜 钅波 钅黑 钅麦 Uun Uuu Uub
114 116 118
镧系 锕系
57 La 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69Tm 70 Yb 71 Lu
镧铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽镝 钬 铒 铥 镱 镥
钾钙 钪钛 钒 铬锰铁钴镍 铜 锌镓锗砷硒 溴氪
5 37 Rb 38 Sr 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 53 I 54 Xe
铷 锶 钇 锆铌 钼 锝 钌 铑钯银 镉 铟 锡 锑 碲 碘 氙
储量及分布：稀有金属和普通金属 4
第19章无机化学
黑色金属包括铁、锰和铬以及它们 的合金，主要是铁碳合金(钢铁)；
有色金属是指除去铁、铬、锰之外 的所有金属。有色金属大致上按其 密度、价格、在地壳中的储量和分 布情况、被人们发现以及使用的早 晚等分为五大类
5
第19章无机化学
有色金属分为五大类：
3
第19章无机化学
19-1 概述
1、金属元素：指价电子数较少，在化学反应中容 易失去电子的元素，处于周期表的左方及左下方。 自然界存在和人工合成的金属已达90多种，按不同 的标准分类；
金属
黑色金属 (Fe、Cr、Mn及其合金) (钢铁：铁碳合金)
有色金属
密度：轻有色金属和重有色金属 价格：贵金属和贱金属 性质：准金属和普通金属
稀有金属：自然界中含量很少，分布稀散、发现较 晚，难以从原料中提取的或在工业上制备和应用较 晚的金属；如：锂、铷、铯、钨、锗、稀土元素和 人造超铀元素等。
6
2、金属元素在自然界中的主要存在形式：
少数贵金属以单质 (如 Au、Ag、Hg、铂系 等)或硫化物 ;
轻金属：氧化物和含氧酸盐 (如以CO32- 、 PO43- 、 SO42-)，如镁，钙，钡等元素；