无机合成化学简明教程课后习题参考答案
无机化学第四版课后习题答案

HA H++ A-
c平/(mol·L-1)0.10-1.7×10-31.7×10-31.7×10-3
α=
5.解:溶液的pH=9.00,c(H+)=1.0×10-9mol·L-1
故c(OH-)=1.0×10-5mol·L-1
14.解: (3)= (2)×3- (1)×2=1266.47 kJ·mol1
15.解:(1)Qp= ==4 (Al2O3, s) -3 (Fe3O4, s) =3347.6 kJ·mol1
(2)Q =4141 kJ·mol1
16.解:(1) =151.1 kJ·mol1(2) =905.47 kJ·mol1(3) =71.7 kJ·mol1
p(Ar) =1103Pa
6.解:(1) 0.114mol;
(2)
(3)
7.解:(1)p(H2) =95.43 kPa
(2)m(H2) = =0.194 g
8.解:(1)=5.0 mol
(2)=2.5 mol
结论:反应进度()的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关,但与反应式的写法有关。
(2)0.050mol·L-1HOAc溶液中,
HOAc H++ OAc-
c平/(mol·L-1)0.050-xx x
c(H+)=9.5×10-4mol·L-1
pH=-lgc(H+)=3.02
2.解:(1)pH=1.00c(H+)=0.10mol·L-1
pH=2.00c(H+)=0.010mol·L-1
= =30.32,故 = 4.81031
无机合成化学简明教程课后习题参考问题详解

第一章概论1现代无机合成的容和方法与旧时代相比有哪些变化?答:2为什么说无机合成化学往往是一个国家工业发展水平的标志?无机合成化学与国民经济的发展息息相关,在国民经济中占有重要的地位。
工业中广泛使用的三酸两破”,农业生产中必不可少的化肥、农药,基础建设中使用的水泥、玻璃、瓷,涂料工业中使用的大量无机料等无一不与无机合成有关。
这些产品的产量和质量几乎代表着一个国家的工业水平。
3.为什么说合成化学是化学学科的核心,是化学家改造世界、创造社会財富的最有力的手段?答:作为化学学科中当之无愧的核心,合成化学已成为化学家改造世界创造未来最有力的工具。
合成化学领域的每一次进步都会带动产业的一次革命。
发展合成化学,不断创造和开发新的物种,不仅是研究结构、性能及其相互关系,揭示新的规律与原理的基础,也成为推动化学学科与相关学科发展的主要动力。
4您能举出几种由p区元素合成的无机材料吗?碳纳米管、5为什么从某种意义上讲,合成化学的发展史就是化学的发展史?6.无机合成有哪些热点领域?(1)特种结构无机材料的制备(2)软化学合成(3)极端条件下的合成(4)无机功能材料的制备(5)特殊聚集态材料的合成(6)特种功能材料的分子设计(7)仿生合成(8)纳米粉体材料的制备(9)组合化学(10)绿色化学。
7.什么是极端条件下的合成?能否举一例说明。
极端条件是指极限情况,即超高温、超高压、超真空及接近绝对零度、强磁场与电场、激光等离子体等。
例如,在模拟宇宙空间的情况下,可能合成出没有位错的高纯度品体。
8查阅文献,找出一例绿色合成原理在无机合成化学中的应用。
9何谓软化学合成方法?与所谓的“硬化学法”相比有什么特点?软化学是相对于硬化学而言的。
它是指在较温和条件下实现的化学反应过程。
特点:1.不需用高纯金属作原料2.制得的合金是有一定颗粒度的粉末,不需在使用时再磨碎3.产品本身具有高活性4.产品具有良好的表面性质和优良的吸放氢性能5.合成方法简单6.有可能降低成本7.为废旧储氢合金的回收再生开辟了新途径第二章低温合成1温度与物性有怎样的关系?什么是物质的第五态?温度与物性的关系:对于一般液体来说,随着温度降低,密度会逐渐增加。
无机合成化学简明教程课程设计 (2)

无机合成化学简明教程课程设计摘要本次课程设计以无机合成化学为主题,旨在让学生们了解无机合成化学基本原理和实验操作技能。
本文从实验设计的角度出发,介绍了一节简明的无机合成化学实验课程。
该课程主要涵盖了化学反应的基本原理、实验装置和操作技能。
通过本文的介绍,学生们能够了解无机化学实验的基本流程,深入掌握无机合成化学实验的基本技术。
一、前言无机合成化学是化学专业中的重要学科。
学习无机合成化学,可以让学生了解金属化合物的结构、化学反应原理、材料制备和性质表征等方面的知识,并能掌握制备无机化合物的基本技术和实验技能。
本次课程设计旨在使学生们更好地了解无机合成化学知识。
二、实验目的本次无机合成化学实验的目的是让学生通过简单的化学反应,制备一种重要的化合物,并通过实验获得该化合物的性质。
三、实验原理本次实验主要介绍以下三个方面的知识:3.1 化学反应原理本次实验中,主要使用了一种化学反应原理。
在该反应中,反应物通过加热反应生成产物。
3.2 实验装置本次实验主要使用了一些基本的实验装置,包括三角瓶、鼓风机、热板和真空泵等。
这些实验装置在合成无机化合物的过程中起着重要作用。
3.3 操作技能操作技能是本次无机合成化学实验的关键。
学生们需要掌握实验装置的使用方法,并根据实验流程,将所需的材料按照正确的比例加入到反应器中。
四、实验流程本次无机合成化学实验的具体流程如下:步骤操作步骤1 将反应器放置于三角瓶中,连接鼓风机。
步骤2 用热板将反应器加热到相应的温度。
步骤3 将所需的材料如硝酸、氯化物等按照正确的比例加入到反应器中。
步骤4 将真空泵连接到三角瓶中,并将反应器中的气体抽出。
步骤5 观察反应器中产生的化学反应,直到反应结束。
步骤6 将所得的产物提取出来并进行性质检测。
五、实验结果与分析经过以上流程,学生们成功地合成了一种重要的无机化合物,并通过实验分析,得出了该化合物的性质。
同时,为了确保实验效果,学生们还进行了实验控制与对照,比较了不同材料比例与处理方式的结果。
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。
无机合成简明教程复习笔记(考研+期末)

无机合成简明教程复习笔记一、第一章●无机合成十大热点/前沿领域1.特种结构无机材料的制备2.软化学合成●硬化学:在超高温、超高压、强辐射、无重力、仿地心、仿宇宙等条件下探索新物质合成●软化学:采取迂回步骤,在较温和条件下实现化学反应过程,以制备相关材料的化学领域●方法:前驱体法、溶胶-凝胶法、溶剂热合成法、插入反应、离子交换过程、熔体(助溶剂)法、酶促合成骨骼和人齿反应、拓扑化学过程及一些电化学过程●特点●不需用高纯金属作原料●制成的合金是具有一定颗粒度的粉末,在使用时无需碾碎●产品本身具有高活性●产品具有良好的表面性质和优良的吸放氢性能●合成方法简单●有可能降低成本●为废旧储氢合金的回收再生开辟了新途径3.极端条件下合成4.杂化材料的制备5.特殊聚集态材料合成6.特种功能材料的分子设计●概念:其指开展特定结构无机化合物或功能无机材料的分子设计、裁剪与分子工程学的研究●步骤:以特定的功能为导向在分子水平上实现结构设计和构建研究分子构建的形成和组装规律对特定性能的材料进行定向合成7.仿生合成●概念:其指在分子水平上模拟生物的功能,将生物的功能原理用于化学,借以改善现有的和创造崭新的化学原理和工艺科学●仿生膜●选择性通透作用●低能耗、低成本和单极效率高●适合热敏物质分离●应用广泛、装置简单、操作方便、不污染环境8.纳米粉体材料制备●化学制备方法●水热-溶剂热法●热分解法●微乳液法●高温燃烧合成法●模板合成法●电解法●化学沉淀法●化学还原法●溶胶-凝胶法●避免高温引起相分离9.组合化学●其是一门将化学合成、组合理论、计算机辅助设计及机器人结合为一体的技术●基本思想和主要过程●设想和定义●选择相关元素●构建化合物库●并行处理技术●加工过程●高通量分析●将新材料及合成与分析数据送交用户10.绿色合成●方法和实例●热化学循环分解水●水热-溶剂热合成●超临界二氧化碳和成●绿色电解合成●低热固相合成●固相合成四个阶段●扩散●反应●成核●生长●五个特点●具有潜伏期●无化学平衡●拓扑化学控制原理●分步反应●嵌入反应●定义:指在制造和应用化学产品时有效利用原料(最好可再生),消除废物和避免使用有毒的、危险的试剂与溶剂●核心和主要特点(原子经济反应)●无毒无害原料,可再生资源●环境友好产品,回归自然,废物回收利用●无毒无害催化剂●无毒无害溶剂二、第二章●Ellingham 图1.吉布斯-亥姆霍兹方程2.如何理解:设(x,y)( x,y分别为两种物质),位于金属氧化物线段之下的温度区间,x可用于还原金属氧化物,而本身被还原为y3.应用●古代制铜器●金属锌制备●耦合反应1.概念:原来不能单独自发进行的反应A,在反应B的帮助下合并,合并在一起的总反应可以进行,这种情况称之为耦合反应2.应用实例●单质磷的制备●四氯化钛的制备●氧化法制备硫酸铜●泡佩克斯图1.概念:它是相关电对的电极材料-参加反应各物种浓度-温度-溶液酸度图●电极反应类型●既有氢离子或氢氧根离子参加,又有电子参加,这时的泡佩克斯图为一直线,斜率为(-m/n)*0.059,截距为E池●电极反应只有电子得失,没有氢离子或氢氧根离子参加,其图形为平行于横坐标的直线●电极反应有氢离子或氢氧根离子参加,但没有电子得失,其图形为平行于纵坐标的直线2.性质●直线上方为氧化态的稳定区,下方为还原态的稳定区●直线左边是物种离子的稳定区,右边是沉淀的稳定区3.应用●判断氧化还原反应进行的方向和顺序●对角线规律●两条直线间的距离越大,E池越大,G越负,则反应自发进行的趋势越大●对同时存在的几个反应,氧化还原反应进行的顺序可按直线之间距离的大小排序(从大到小)●确定水的稳定区●如图,凡是泡佩克斯图落在j-k之间的氧化剂或还原剂都不会与水反应●可判断物种在水中存在的区域,或者提供制备的条件●湿法冶金中的应用●在电化学中的应用●热力学相图1.一致熔融化合物2.不一致熔融化合物三、第三章●低温合成1.物态●物质的第四态:等离子态,升高温度(数百万度)●物质的第五态:波色-爱因斯坦凝聚(超导态和超流态),温度低至临界温度2.低温温区划分●普冷区:环境温度到120k●深冷区:120k到绝对零度●普冷与低温的分界线:123k3.低温获得●恒温低温浴●制冷产生低温P78●低温恒温器●储存液化气体装置●高压气体钢瓶●气体钢瓶的颜色●气体钢瓶的安全使用●原因:钢瓶内部填充的气体压力很大,并且有的气体具有可燃性和助燃性,故钢瓶具有一定的易燃易爆性●注意点●气瓶必须连接压力调节器,经降压后,再流出使用●安装调节器,配管一定要用合适的,安装后试接口,不漏气方可使用●保持清洁,防污秽侵入,防漏气●小心使用,不可过度用力●易燃气体钢瓶应装单向阀门,防止回火●避免和电器电线接触,以免产生电弧使气体受热发生危险●瓶内气体不可用尽,即压力表指压不可为0,否则可能混入空气,重装气体时会有危险●气体附近必须有灭火器,且工作场所通风良好4.低温的测量●蒸气压温度计●低温热电偶●低温热电阻温度计5.应用●稀有气体合成●KrF2的低温放电合成● XeO4的低温水解合成●在高氙酸盐中缓慢滴入零下五摄氏度的浓硫酸,生成四氧化氙气体●真空升华得纯品,储存于零下78摄氏度的冷凝容器中●XeF2的低温光化学合成P84●RnF2的光化学合成●金属,非金属同液氨的反应●碱金属及其化合物同液氨的反应●U型汞鼓泡管主要作为液氨蒸发的出口,并在所有的液氨蒸发后,阻止气体进入杜瓦瓶●碱土金属同液氨反应●某些化合物在液氨中的反应●非金属同液氨的反应●液氨中配合物的生成●低温下挥发性化合物的合成●二氧化三碳的合成●氯化氰的合成●磷化氢的合成●实验结束时不断的使氢气通过烧瓶,同时使烧瓶中的物质冷却,直至磷完全凝固。
(精选)无机化学简明教程(天津大学)课后习题参考答案

第1章 化学反应中的质量关系和能量关系 习题参考答案1.解:1.00吨氨气可制取2.47吨硝酸。
2.解:氯气质量为2.9×103g 3.解:一瓶氧气可用天数33111-1222()(13.210-1.0110)kPa 32L9.6d 101.325kPa 400L d n p p V n p V -⨯⨯⨯===⨯⨯4.解:pV MpVT nR mR== = 318 K 44.9=℃ 5.解:根据道尔顿分压定律ii n p p n=p (N 2) = 7.6104 Pap (O 2) = 2.0104 Pa p (Ar) =1103 Pa6.解:(1)2(CO )n = 0.114mol; 2(CO )p = 42.87 10 Pa ⨯(2)222(N )(O )(CO )p p p p =--43.7910Pa =⨯ (3)4224(O )(CO ) 2.6710Pa0.2869.3310Pan p n p ⨯===⨯ 7.解:(1)p (H 2) =95.43 kPa (2)m (H 2) =pVMRT= 0.194 g 8.解:(1) = 5.0 mol(2) = 2.5 mol结论: 反应进度()的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关,但与反应式的写法有关。
9.解:∆U = Q p p ∆V = 0.771 kJ 10.解: (1)V 1 = 38.3⨯10-3m 3= 38.3L(2) T 2 = nRpV 2= 320 K (3)W =(p V ) = 502 J(4) U = Q + W = -758 J (5) H = Q p = -1260 J11.解:NH 3(g) +45O 2(g) 298.15K−−−−→标准态NO(g) + 23H 2O(g) m r H ∆= 226.2 kJ ·mol 1 12.解:m r H ∆= Q p = 89.5 kJ m r U ∆= mr H ∆ nRT =96.9 kJ13.解:(1)C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)m r H ∆ =m f H ∆(CO 2, g) = 393.509 kJ ·mol 121CO 2(g) + 21C(s) → CO(g) m r H ∆ = 86.229 kJ ·mol 1CO(g) +31Fe 2O 3(s) → 32Fe(s) + CO 2(g)m r H ∆ =8.3 kJ ·mol 1各反应m r H ∆之和m r H ∆= 315.6 kJ·mol 1。
无机合成简明教程复习笔记(考研+期末)

无机合成简明教程复习笔记一、第一章●无机合成十大热点/前沿领域1.特种结构无机材料的制备2.软化学合成●硬化学:在超高温、超高压、强辐射、无重力、仿地心、仿宇宙等条件下探索新物质合成●软化学:采取迂回步骤,在较温和条件下实现化学反应过程,以制备相关材料的化学领域●方法:前驱体法、溶胶-凝胶法、溶剂热合成法、插入反应、离子交换过程、熔体(助溶剂)法、酶促合成骨骼和人齿反应、拓扑化学过程及一些电化学过程●特点●不需用高纯金属作原料●制成的合金是具有一定颗粒度的粉末,在使用时无需碾碎●产品本身具有高活性●产品具有良好的表面性质和优良的吸放氢性能●合成方法简单●有可能降低成本●为废旧储氢合金的回收再生开辟了新途径3.极端条件下合成4.杂化材料的制备5.特殊聚集态材料合成6.特种功能材料的分子设计●概念:其指开展特定结构无机化合物或功能无机材料的分子设计、裁剪与分子工程学的研究●步骤:以特定的功能为导向➡️在分子水平上实现结构设计和构建➡️研究分子构建的形成和组装规律➡️对特定性能的材料进行定向合成7.仿生合成●概念:其指在分子水平上模拟生物的功能,将生物的功能原理用于化学,借以改善现有的和创造崭新的化学原理和工艺科学●仿生膜●选择性通透作用●低能耗、低成本和单极效率高●适合热敏物质分离●应用广泛、装置简单、操作方便、不污染环境8.纳米粉体材料制备●化学制备方法●水热-溶剂热法●热分解法●微乳液法●高温燃烧合成法●模板合成法●电解法●化学沉淀法●化学还原法●溶胶-凝胶法●避免高温引起相分离9.组合化学●其是一门将化学合成、组合理论、计算机辅助设计及机器人结合为一体的技术●基本思想和主要过程●设想和定义●选择相关元素●构建化合物库●并行处理技术●加工过程●高通量分析●将新材料及合成与分析数据送交用户10.绿色合成●方法和实例●热化学循环分解水●水热-溶剂热合成●超临界二氧化碳和成●绿色电解合成●低热固相合成●固相合成四个阶段●扩散●反应●成核●生长●五个特点●具有潜伏期●无化学平衡●拓扑化学控制原理●分步反应●嵌入反应●定义:指在制造和应用化学产品时有效利用原料(最好可再生),消除废物和避免使用有毒的、危险的试剂与溶剂●核心和主要特点(原子经济反应)●无毒无害原料,可再生资源●环境友好产品,回归自然,废物回收利用●无毒无害催化剂●无毒无害溶剂二、第二章●Ellingham 图1.吉布斯-亥姆霍兹方程2.如何理解:设(x,y)( x,y分别为两种物质),位于金属氧化物线段之下的温度区间,x可用于还原金属氧化物,而本身被还原为y3.应用●古代制铜器●金属锌制备●耦合反应1.概念:原来不能单独自发进行的反应A,在反应B的帮助下合并,合并在一起的总反应可以进行,这种情况称之为耦合反应2.应用实例●单质磷的制备●四氯化钛的制备●氧化法制备硫酸铜●泡佩克斯图1.概念:它是相关电对的电极材料-参加反应各物种浓度-温度-溶液酸度图●电极反应类型●既有氢离子或氢氧根离子参加,又有电子参加,这时的泡佩克斯图为一直线,斜率为(-m/n)*0.059,截距为E池●电极反应只有电子得失,没有氢离子或氢氧根离子参加,其图形为平行于横坐标的直线●电极反应有氢离子或氢氧根离子参加,但没有电子得失,其图形为平行于纵坐标的直线2.性质●直线上方为氧化态的稳定区,下方为还原态的稳定区●直线左边是物种离子的稳定区,右边是沉淀的稳定区3.应用●判断氧化还原反应进行的方向和顺序●对角线规律●两条直线间的距离越大,E池越大,➡️G越负,则反应自发进行的趋势越大●对同时存在的几个反应,氧化还原反应进行的顺序可按直线之间距离的大小排序(从大到小)●确定水的稳定区●如图,凡是泡佩克斯图落在j-k之间的氧化剂或还原剂都不会与水反应●可判断物种在水中存在的区域,或者提供制备的条件●湿法冶金中的应用●在电化学中的应用●热力学相图1.一致熔融化合物2.不一致熔融化合物三、第三章●低温合成1.物态●物质的第四态:等离子态,升高温度(数百万度)●物质的第五态:波色-爱因斯坦凝聚(超导态和超流态),温度低至临界温度2.低温温区划分●普冷区:环境温度到120k●深冷区:120k到绝对零度●普冷与低温的分界线:123k3.低温获得●恒温低温浴●制冷产生低温P78●低温恒温器●储存液化气体装置●高压气体钢瓶●气体钢瓶的颜色●气体钢瓶的安全使用●原因:钢瓶内部填充的气体压力很大,并且有的气体具有可燃性和助燃性,故钢瓶具有一定的易燃易爆性●注意点●气瓶必须连接压力调节器,经降压后,再流出使用●安装调节器,配管一定要用合适的,安装后试接口,不漏气方可使用●保持清洁,防污秽侵入,防漏气●小心使用,不可过度用力●易燃气体钢瓶应装单向阀门,防止回火●避免和电器电线接触,以免产生电弧使气体受热发生危险●瓶内气体不可用尽,即压力表指压不可为0,否则可能混入空气,重装气体时会有危险●气体附近必须有灭火器➡️,且工作场所通风良好4.低温的测量●蒸气压温度计●低温热电偶●低温热电阻温度计5.应用●稀有气体合成●KrF2的低温放电合成● XeO4的低温水解合成●在高氙酸盐中缓慢滴入零下五摄氏度的浓硫酸,生成四氧化氙气体●真空升华得纯品,储存于零下78摄氏度的冷凝容器中●XeF2的低温光化学合成P84●RnF2的光化学合成●金属,非金属同液氨的反应●碱金属及其化合物同液氨的反应●U型汞鼓泡管主要作为液氨蒸发的出口,并在所有的液氨蒸发后,阻止气体进入杜瓦瓶●碱土金属同液氨反应●某些化合物在液氨中的反应●非金属同液氨的反应●液氨中配合物的生成●低温下挥发性化合物的合成●二氧化三碳的合成●氯化氰的合成●磷化氢的合成●实验结束时不断的使氢气通过烧瓶,同时使烧瓶中的物质冷却,直至磷完全凝固。
无机化学简明教程答案

无机化学简明教程答案【篇一:无机及分析化学倪哲明版下册课后答案】class=txt>1.下列物质中元素的氧化数。
(1)cro-42中的cr(2)mno-42中的mn2. 下列反应中,哪些元素的氧化数发生了变化?并标出氧化数的变化情况。
(1)cl2+h2o=hclo+hcl(2)cl2+h2o2=2hcl+o2(3)cu+2h2so4 (浓)=cuso4+so2+2h2o(4)k2cr2o7+6ki+14hcl=2crcl3+3i2+7h2o+8kcl解答:(1)cl:from 0 to +1 and -1(2)cl:from 0 to -1;o: from -1 to 0 (3)cu:from 0 to +2;s: from +6 to +4 (4)cr: from +6 to +3; i:from -1 to3. 用离子电子法配平下列在碱性介质中的反应式。
(1)br---2+oh→bro3+ br(2)zn +clo-→zn(oh)--42+cl(3)mno----4+so32→mno42+so42(4) h-2o2+cr(oh)4→cro42-+h2o解答:(1)br--2+12oh=2bro3+6h2o+10e ( 2e+br-6br-2+12oh=2bro--3+6h2o+10 br(2) zn +4oh-=zn(oh)42-+2eh2o+clo-+2e=2oh-+cl-zn +h-2o+2oh +clo-=zn(oh)--42+cl(3)(mno-4+e=mno-2oh-+so--32=h2o+so42+2e2mno----4+2oh+so-32=2mno42+h2o+so42(4) (h-(4oh-+cr(oh)--3 h--2o2+2oh+2cr(oh)4=2cro-42+8 h2o4. 用离子电子法配平下列在酸性介质中的反应式。
(1) s-+--2o82 +mn2→mno4+ so42(2) pbo2 +hcl →pbcl2 +cl2 +h2o(3) cr-+++2o72 +fe2 →cr3+ fe3(4) i-2 +h2s→i+s解答:(1) (s--(4h2o+mn2+=mno-+5 s-+2o82 +8h2o+2 mn2=2mno-+4+16h+ 10so42-(2) pbo+2+2 +4h +2e=pb+2h2o2cl-=cl2 +2epbo2 +4hcl =pbcl2 +cl2 +2h2o (3) cr-+2o72 +14h +6e =2cr3++7h2o(fe2+= fe3+cr-+++2o72 +14h++6 fe2 =2cr3+7h2o+6 fe3(4) i2 + 2e=2i-h+2s= s+2h+2ei2 + h-2s=2i+ s + 2h+5. diagram galvanic cells that have the following net reactions.(1) fe + cu2+ = fe2+ + cu(2) ni + pb2+ = ni2+ + pb (3) cu + 2ag+ = cu2+ + 2ag (4) sn + 2h+ = sn2+ + h2 解答:(1). (-)fe| fe2+(c1)‖cu2+(c2) |cu(+)(2). (-)ni|ni2+(c1)‖pb2+(c2) |pb(+)(3). (-)cu| cu2+(c1)‖ag+(c2) |ag (+)(4). (-)sn| sn2+(c1)‖h+(c2) |h2,pd(+)6. 下列物质在一定条件下都可以作为氧化剂:kmno4 、k2cr2o7 、cucl2、fecl3、h2o2、i2、br2 、f2、pbo2试根据标准电极电势的数据,把它们按氧化能力的大小排列成顺序,并写出它们在酸性介质中的还原产物。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第一章概论1 现代无机合成的内容和方法与旧时代相比有哪些变化?答:2 为什么说无机合成化学往往是一个国家工业发展水平的标志? 无机合成化学与国民经济的发展息息相关,在国民经济中占有重要的地位。
工业中广泛使用的三酸两破”业生产中必不可少的化肥、农药,基础建设中使用的水泥、玻璃、陶瓷,涂料工业中使用的大量无机料等无一不与 无机合成有关。
这些产品的产量和质量几乎代表着一个国家的工业水平。
3.为什么说合成化学是化学学科的核心,是化学家改造世界、创造社会財富的最有力的手段? 答:作为化学学科中当之无愧的核心,合成化学已成为化学家改造世界创造未来最有力的工具。
合成化学领域的每 一次进步都会带动产业的一次革命。
发展合成化学,不断创造和开发新的物种,不仅是研究结构、性能及其相互关 系,揭示新的规律与原理的基础,也成为推动化学学科与相关学科发展的主要动力。
4 您能举出几种由 p 区元素合成的无机材料吗?碳纳米管、5 为什么从某种意义上讲,合成化学的发展史就是化学的发展史? 6. 无机合成有哪些热点领域? (1)特种结构无机材料的制备(2)软化学合成 (3)极端条件下的合成 ( 4)无机功能材料的制备 (5)特殊聚集态材料的合成7.什么是极端条件下的合成?能否举一例说明。
极端条件是指极限情况,即超高温、超高压、超真空及接近绝对零度、强磁场与电场、激光等离子体等。
例如,在模拟宇宙空间的情况下,可能合成出没有位错的高纯度品体。
8 查阅文献,找出一例绿色合成原理在无机合成化学中的应用。
9 何谓软化学合成方法?与所谓的“硬化学法”相比有什么特点?软化学是相对于硬化学而言的。
它是指在较温和条件下实现的化学反应过程。
第二章 低温合成1 温度与物性有怎样的关系?什么是物质的第五态? 温度与物性的关系:对于一般液体来说,随着温度降低,密度会逐渐增加。
物质的第五态就是玻色—爱因斯坦凝聚(BoSe-EinstemcondenSation ,简称BEQ ,它是科学巨匠爱因斯坦在多年前预言的一种新物态:预言当原来不同状态的原子在温度足够低时,会突然聚集在一种尽可能低的能量状态, 即处于不同状态的原子“凝聚”到了同一种状态(一般是基态)。
2 为什么稀有气体化合物总是在低温或超低温下合成?由于稀有气体自身就是在低温下进行分离纯化的,因此它们的一些化合物也是在低温下进行的。
3 实验室中,获得低温的方法或低温源装置有哪几种?各举一例( 1)恒温低温浴。
低温合成需要的低温源装置可分为制冷浴与相变冷浴。
例:干冰啤酒/ 水果( 2)制冷产生低温。
例:科学研究中使用的大型氦制冷机。
( 3)低温恒温器。
(4)储存液化气体的装置。
①储存液化气体的杜瓦瓶②储存液化气体的钢瓶。
(5) 低温的测量。
①蒸气压温度计②低温热电偶③低温电阻温度计4在Xe 的氟化物制备中,为什么系统要严格地隔绝湿气,所用仪器、管路应是防爆的,并且要用镍和蒙铜品制作?,农6)特种功能材料的分子设计 7)仿生合成8)纳米粉体材料的制备 9)组合化学 10)绿色化学。
特点:1. 不需用高纯金属作原料2. 制得的合金是有一定颗粒度的粉末,不需在使用时 再磨碎3.产品本身具有高活性4. 产品具有良好的表面性质和优良的吸放氢性能5. 合成方法简单6. 有可能降低成本7.为废旧储氢合金的回收再生开辟了新途径80为了防止它与水发生反应生成XeO4,而XeO4的固体极不稳定,甚至在-40C也发生爆炸,而用镍和蒙铜制品是为了防止对仪器的侵蚀。
5为什么任何碱金属与液氨反应后溶液都具有同一吸收波长的蓝光?核心物种是什么?如何证明?()()因为它们共同形成了氨合电子,即电子处于46个NH3的空穴中。
核心物种为氨分子。
证明:①碱金属的液氨溶液比纯溶剂的密度小②液氨中随碱金属的浓度的增大,顺磁性减少。
6在氨基钠的制备中,为什么特别强调整个装置的连接都是不允许漏气的?因为空气中的氧会和氨基钠反应并形成一种黄色含各种氧化物的表面覆盖层,这种被氧化的物质易爆炸,并且摩擦或加热就可引爆。
7•—般来说,非金属化合物的反应不会很完全,并且副反应较多。
简述它们低温分离的主要方法。
①低温下的分级冷凝。
低温下的分级冷凝就是使气体混合物通过不同低温的冷阱,当有一种气体通过冷阱后其蒸气压小于1.3Pa,就认为是定量地捕集在冷阱中;大于133.3Pa的气体能穿过冷阱,被认为不能冷凝。
②低温下的分级减压蒸发。
这是分离两种沸点之差大于80 C挥发物质最简单的方法。
③低温吸附分离。
从热力学可知,物理吸附过程中吸附是放热的。
因此,吸附量将随温度的升高而降低。
但当气体吸附质分子(如N2、Ar、CO 等)的大小与吸附剂的孔径接近时,它们的活化能很低,而且在很低的温度下,沸石的孔径发生收缩,从而增加了这些分子在晶孔中扩散难度,就会出现特殊的情况。
④低温化学分离。
当碰到两种化合物通过它们的挥发性的差别进行分离达不到理想结果时,可以加上过量的第三种化合物,第三种化合物能同其中一种形成不挥发性的化合物,这样把挥发性的组分除去之后,再向不挥发性产物中加入过量的第四种化合物。
这第四种化合物可以从不挥发性化合物中把原来的组分置换出来,同先前加入的第三种化合物形成不挥发性的化合物。
8什么是金属陶瓷?有什么特殊性质?用在哪些方面?它们是如何在高温下制备的?它是由一种或几种陶瓷相与金属相或合金所组成的复合材料。
为了使陶瓷既可以耐高温又不容易破碎,在制作陶瓷的土中加入金属氧化物细粉制成金属陶瓷,又称弥散増强材料,主要有烧结铝(铝-氧化铝)、烧结铍(铍-氧化铍)、TD镍(镍-氧化钍)等。
广义的金属陶瓷还包括难熔化合物合金、硬质合金、金属黏结的金刚石工具材料金属陶瓷广泛地应用于火简、导弹、超音速飞机的外売、燃烧室的火焰喷口等的制备。
9获得高温有哪些手段?(1)电阻炉;(2)高温箱形电阻炉:(3)碳化硅电炉:可加热到1350 C,也可以短时间加热到1500 C:( 4)碳管炉:用碳制管作为发热元件的电阻炉。
因为它们的电阻很小,所以也称为短路电炉”。
这种炉可以很容易地达到2000C的高温:(5)钨管炉:用钨作发热体的加热炉,温度可达3000 CO (6)感应炉:被加热物很快发热并达到高温(几秒之内可达3000 C) o ; (7)电弧炉。
10高温合成技术有哪些广泛应用?⑴ 高温下的固相合成反应⑵ 高温下的固-气反应⑶高温下的化学转移反应⑺高温下的单晶生长和区域熔融提纯⑷高温下的冶炼和合金制备⑻高温下的还原反应⑸高温下的相变合成⑼自蔓延高温合成⑹高温熔盐电解⑽等离子体激光、聚焦等作用下的超高温合成11. 从金属活泼性看,钠略弱于钾,但是工业上却是用钠还原熔融态氯化钾的方法制备金属钾。
理由何在?工业上于850C时用钠还原熔融态氯化钾的方法制备金属钾:θ-IA θ-1 θ虽然△ f H m[NaCI(s)]=-411kJ.mol , △ f H m[KCI(s)]=-435kJ.mol ,上述反应正向是吸收能量即厶r H m为正值的反应。
但因钾比钠容易挥发,沸点分别为756.5 C、881 C ,在该温度下钾为气态即正向是熵增过程得以进行。
θθ在850 C时的△ r G m=6.6kJ∙ mol-1,由厶r G m=-RTlnK,算得K=P(K)/p(Na)=0.458,即得到钠和钾的“混合物”,经真空蒸馏得"纯”钾,钠循环使用。
12. 何谓高温下的化学转移反应?它主要应用在无机合成的哪些方面?化学转移反应(ChemiCaItransportreaction ):是一种固体或液体物质A在一定的温度下与一种气体B反应,形成气相产物,这个气相反应产物在体系的不同温度部分又发生逆反应,结果重新得到A。
这个过程似乎像一个升华或者蒸馏过程,但是在这样一个温度下,物质A并没有经过一个它应该有的蒸气相,又用到了物质B (转移试剂),所以称化学转移。
应用:在新化合物合成、物质的分离提纯和大而完美的单晶生长以及测定一些热力学数据等方面。
13.试绘制转移反应实验装置原理示意图,指明如何根据反应热的符号选择不同区域温度的高低。
图中示意在温度梯度下固体物质转移的理想化流动装置。
显然,由于作为转移反应中的传输剂气体在与原料反应之后生成的是气体化合物,并要充分满足一定的蒸气压使之向生长端转移,传输剂还得在管中往返转移,因此,真空条件是必不可少的。
通常,温度和浓度是影响转移反应的重要因素。
可逆的多相反应达到平衡时,即其平衡常数为:Kp=pC∕pB在原料放置区,即图中的T1段,A和B尽可能生成C并向沉淀区转移,在沉淀区(T2), C尽可能分解沉积出A O 这就要求厶T不要太大,KP尽可能接近1 ,即平衡时气体的分压应近似相等才好。
例子:化学蒸气转移制备TaS2晶体:由于是吸热反应,平衡常数随温度上升而增大,850 C时的挥发性产物的分压比750 C时的分压大,因此,TaS2在温度较低的一端沉积。
低温(750 C ) 高温(850 C)TaS 2晶体TaS 2粉末14. 熔盐电解法制备金属钠时,为何要加入熔融的NaCl或CaC b?为何不能使用同样的方法电解制备金属钾?加入熔融的NaCl或CaCl2的目的:降低盐的熔点。
不用电解氯化钾熔液制备金属钾的主要原因:(1)电解产物钾在电解质熔液中溶解度较大,如800 C在熔融氯化钾中钾的溶解浓度高达7. 6%(mol),溶解的钾将和阳极产物氯化合;(2)浮在电解质熔液表层的(产物)钾是易挥发的活泼金属,将与空气中氧反应15. 什么是等离子体超高温合成?它主要有哪些方面的用途?等离子体激光、聚焦等作用可以产生极高的温度用来进行超高温合成。
主要用途:①等离子体冶炼:用于冶炼用普通方法难于冶炼的材料和简化工艺过程。
离子体冶炼的优点是产品成分及微结构的一致性好,可免除容器材料的污染;②等离子体喷涂:许多设备的部件应能耐磨耐腐蚀、抗高温,为此需要在其表面喷涂一层具有特殊性能的材料。
用等离子体沉积快速固化法可将特种材料粉末喷入热等离子体中熔化,并喷涂到基体(部件)上,使之迅速冷却、固化,形成接近网状结构的表层,这可大大提高喷涂质量;③等离子体焊接:可用以焊接钢、合金钢;铝、铜、钛等及其合金,特点是焊缝平整、可以再加工、没有氧化物杂质、焊接速度快,用于切割钢、铝及其合金,切割厚度大。
16. 描画区域熔融提纯装置并说明其原理。
为什么高温下的区域熔融是单晶生长的一种主要方法?它有哪几种装置?高温下的单晶生长也称熔体生长。
区域熔融法是用于提纯材料的:熔区限制在一段狭窄范围内,随着熔区由始端(经常加籽晶)沿料锭向另一端缓慢移动,晶体生长过程也逐渐完成。
水平区域熔融法垂直或悬浮区域熔融法17. 写出用氢气还原W03的各步方程式。