2436_无机化学(下册)第四版第19章金属通论北京师范大学无机化学教研室等编课后答案

北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室《无机化学》(第4版)(下册)-第24章 d区

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a．在 373K 以下，锆与各种浓度的盐酸、硝酸及浓度低于 50％硫酸均不发生作用；
b．不与碱溶液作用，溶于氢氟酸、浓硫酸和王水，也被熔融碱所侵蚀。
4．锆、铪重要化合物
（1）氧化物
①氧化物的物理性质及用途
a．
缝的氧化物保护膜，表现突出的抗腐蚀能力；
②在更高温度下，锆的氧化速度增大，并同时有氧溶解在锆中，溶解的氧即使在真空
中加热也不能除去，使金属变脆、难于加工；
③粉末状的锆在空气中加热到 453～558K 开始着火燃烧；锆在高温空气中燃烧时与
氮的反应比氧快，生成氮化物、氧化物和氮氧化物 ZrON2 的混合物；
a．第一过渡系元素既可形成高自旋，也可形成低自旋八面体配合物；
b．第二、第三过渡系金属离子一般只形成低自旋化合物。
因为配位场分裂能△o：第二、第三过渡系金属离子>第一过渡系金属离子；或成对能
P：第二、第三过渡系金属离子<第一过渡系金属离子
（7）磁性要考虑自旋-轨道耦合作用
第二、第三过渡系元素化合物存在广泛的自旋-轨道耦合作用。因有高的自旋-轨道耦
和可以由加热分解它们的水合氧化物或某些盐制得；
b．具有两性，溶于酸生成相应的盐，在高温与碱共熔生成锆酸盐；
c．在水溶液中不存在离子，而以聚合态的
锆氧离子存在，如与浓硫
酸加热反应：
蒸发硫酸锆的硫酸溶液，可析出 d．Zr（Ⅳ）盐溶液与酸作用或氯化氧锆
晶体。水解时，得到二氧化锆的水合物
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北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室《无机化学》(第4版)(下册)-第19章金属

第19章　金属通论19.1　复习笔记一、概述1．金属元素概念金属元素是指那些价层电子数较少，在化学反应中较易丢失电子的元素。

2．金属的分类常见金属分类如图19-1所示。

图19-1 常见金属分类示意图二、金属的提炼1．金属的提炼金属的提炼是指从自然界索取金属单质的过程。

一般，金属的提炼分为矿石的富集、冶炼和精炼三个过程。

2．金属还原过程的热力学（1）一般，金属氧化物越稳定，的负值越大，金属越难被还原。

（2）自由能-温度图①将氧化物的生成自由能对温度作图，这种图称为自由能-温度图，又称埃林汉姆图；②从自由能-温度图中可获得某些金属氧化物分解的适宜温度，寻找适宜的还原剂。

3．工业上冶炼金属的一般方法根据金属的存在形式、金属还原过程的热力学及其它诸多因素，工业上冶炼金属的方法主要有热分解法、热还原法、电解法和氧化法。

（1）热分解法热分解法适用于、辰砂等少数不活泼金属化合物：（2）热还原法热还原法是最常见的从矿石提取金属的方法。

由于所用的还原剂不同，可分为碳热还原法、氢热还原法和金属热还原法。

①碳热还原法碳热还原法是指用C 或CO 做还原剂的冶炼金属的方法：由于大多数碳酸盐在高温下易发生热分解生成氧化物，制备过程：对硫化物，先将矿石在空气中煅烧使之转化为氧化物，再用碳还原：碳热还原法的缺点是制得的金属中往往含有碳和碳化物，得不到较纯的金属。

②氢热还原法氢热还原法主要用于制备少量的纯金属：③金属热还原法（金属置换法）金属热还原法是指用一种金属做还原剂把另一种金属从其化合物中还原出来的方法。

如：用铝做还原剂制取其它金属的方法称为铝热法：（3）电解法电解法主要用于从化合物中制取活泼金属，通常是电解其熔融盐：（4）氧化法氧化法是指使用氧化剂制取金属单质的方法，如金银的提取。

4．金属的精炼常用的金属精炼方法有：电解精炼、气相精炼和区域熔炼。

（1）电解精炼电解精炼是指电解时将不纯的金属做成电解槽的阳极，薄片纯金属做成阴极，通过电解在阴极上得到纯金属的方法。

19章金属通论

19-4-2 金属固溶体(金属固态溶液) 19金属固溶体(金属固态溶液) 金属固溶体:一种均匀的组织,又称固态溶液.固溶体中被溶解的金属(溶质)可以有限或无限地溶于基体金属(溶剂) 的晶格中.根据溶质原子在晶体中所处的位置分类:置换固溶体,间隙固溶体和缺位固溶体.
19-4-3 金属化合物(金属互化物) 19金属化合物(金属互化物) 当两种金属元素的电负性, 当两种金属元素的电负性,电子构型和原子半径差别较大时,则易形成金属化合物,又称金属互化物. 则易形成金属化合物,又称金属互化物. "正常价"化合物:如Mg2Pb,组成固定,化学键介于离正常价"化合物:如Mg Pb,组成固定, 子键和共价键之间. 子键和共价键之间. 电子化合物:大多数的金属化合物,组成可变, 电子化合物:大多数的金属化合物,组成可变,以金属键结合, 结合,特征是化合物中价电子数与原子数之比有一定值. 有一定值. 合金材料与组成它的金属性质有较大差别. 合金材料与组成它的金属性质有较大差别.是重要的功能材料和结构材料. 材料和结构材料.
三,区域熔炼
将要提纯的物质放进一个装有移动式加热线圈的套管内,强热熔化一段小区域,形成熔融带.将线圈沿管路缓慢移动,熔融带随之移动,由于混合物的熔点总比纯物质地,因此杂质缓慢汇集在熔融带,随线圈移动转移到末端,即可除去,经多次区域熔炼,可得到杂质含量低于10-12的超纯金属.
19-3 金属的物理性质和化学性质 1919-3-1 金属的物理性质 19-
19-2 金属的提炼 19金属提炼分三个过程:矿石的富集,冶炼,精炼金属提炼分三个过程:矿石的富集,冶炼, 19-2-1 金属还原过程的热力学 19埃林汉姆图:氧化物自由能埃林汉姆图:氧化物自由能-温度图 ΔG=ΔHΔG=ΔH-TΔS 假定ΔH和ΔS为定值,ΔG对温度作假定ΔH和ΔS为定值,ΔG对温度作图便得一直线. 斜率发生变化,是由于一定温度下发生的相变.

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

无机化学第四版(北京师范大学大学等)答案下册

无机化学第四版(北京师范大学大学等)答案下册碳的还原性1．与氧气反应（燃烧）2．与石英砂高温反应（工业应用：制硅单质）3．与金属氧化物反应如氧化铜、氧化铁（冶炼铁用焦炭，实际的还原剂主要是什么？）4．被热的浓硫酸氧化5．被热的浓硝酸氧化6．高温下被二氧化碳氧化。

*高温下被水氧化生成水煤气。

碳酸盐小结1．一些碳酸盐的存在、俗称或用途。

大理石、石灰石、白垩、方解石、蛋壳、贝壳、钟乳石—CaCO3；纯碱、苏打—Na2CO3；小苏打—NaHCO3 （可用于食品发泡，治疗胃酸过多症）菱镁矿—MgCO3（制MgO）；菱铁矿—FeCO3 ；碳铵—NH4HCO3；（氮肥）草木灰的主要成分—K2CO3；（钾肥）暂时硬水的成分—Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2 ；锅垢的主要成分—CaCO3和Mg(OH)2；炼铁的“熔剂”—CaCO3 (炼钢的造渣剂是生石灰)制普通玻璃原料—石灰石、纯碱、石英；制水泥的原料—石灰石、粘土2.碳酸的正盐和酸式盐(1)相互转化: 碳酸钙和碳酸氢钙的转化(实验现象; 石灰岩洞和钟乳石形成)碳酸钠和碳酸氢钠的转化(碳酸钠溶液跟盐酸反应不如碳酸氢钠剧烈; 除去碳酸氢钠溶液中的碳酸钠杂质; 除去碳酸钠中碳酸氢钠杂质; 除去二氧化碳中的氯化氢杂质为什么不用碳酸钠溶液而用碳酸氢钠溶液等问题)(2)共同性质: 都能跟酸(比碳酸强的酸)反应生成二氧化碳气体. (碳酸盐的检验)(3)稳定性比较: 正盐比酸式盐稳定[稳定性: 酸<酸式盐<正盐,是一个比较普遍的现象如HClO<Ca(ClO)2; H2SO3<Na2SO3等](碳酸氢钠受热的实验现象; 碳酸氢钙溶液受热的实验现象)(4)溶解性比较碱金属碳酸盐: 酸式盐的溶解性弱于正盐. 如NaHCO3<Na2CO3碱土金属碳酸盐: 酸式盐的溶解性强于正盐如Ca(HCO3)2>CaCO3(5)碳酸氢钠与碳酸钠某些反应的异同? 都有碳酸盐的通性—-与盐酸反应生成二氧化碳(要注意熟悉反应时耗酸量及生成气体量的各种情况下的比较.)? 跟石灰水或氢氧化钡溶液都生成白色沉淀? 碳酸氢钠能跟氢氧化钠等碱反应而碳酸钠不反应;? 碳酸钠跟氯化钙或氯化钡溶液易生成碳酸盐沉淀,而碳酸氢钠跟盐类稀溶液不易生成沉淀.钠及其化合物的重要性质(一)钠的反应1. 钠跟氧气常温下一般认为生成氧化钠,加热(燃烧)生成过氧化钠. (钠的保存)2. 钠跟硫能剧烈反应,甚至爆炸3. 钠跟水反应(现象?)4．*钠跟硫酸铜溶液反应（现象？）5. 钠跟乙醇反应(与跟水的反应比较;)（有机物中的醇羟基、酚羟基、羧基都跟钠反应生成氢气。

《无机化学》(北师大等校第四版)答案

第二章分子结构
2-1解：O2：.. .. H2O2: .. ..
: O＝O: H—O—O—H
共12e共14e
CO: .. CO2: .. ..
:C＝O: :O＝C＝O:
共10e共16e
NCl3.. SF4
F
Cl|
F—S—F
N ..|
F
Cl Cl
共34e
共26e
2-3答：LiH: Li的电子排布:1s22s1H的电子排布:1s1
1-25．解：N=1l=1m=0这一套量子数是不存在的
1-26．解：（a）l=0 (b) l=1 (c) l=2 (d) l=0 (e) l=3 (f) l=4
1-27.解：4s能级有1个轨道5p能级有3个轨道
6d能级有5个轨道7f能级有7个轨道
5g能级有9个轨道
1-28．解：（a）K : 1s22s22p63s23p64s1(b) AL: 1s22s22p63s23p1
（4）XeF2:由VSEPR模型知，XeF2分子属于AY5型分子，AY5的空间构型为三角双锥体，为保证两个Xe不能垂直。略去电子后，XeF2分子应为角形分子，但夹角一定不为90o，其夹角为120o>∠Xe-F-Xe>90o范围内。
（5）SF6：由VSEPR模型知，SF6属AY6型分子，空间构型为正八面体，即其键角为90o。
(c) Cl : 1s22s22p63s23p5(d) Ti : 1s22s22p63s23p64s23d2
(e) Zn : 1s22s22p63s23p64s23d10(f ) As : 1s22s22p63s23p64s23d104p3
1-30.解：a .Be 2s2
b. N 2s22p3
c. F 2s22p5

北师大版无机化学习题答案(上、(下册))

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。

1-11 “金木水火土”是中国古代的元素论，至今仍有许多人对它们的“相生相克”深信不疑。

与化学元素论相比，它出发点最致命的错误是什么？1-12 请用计算机编一个小程序，按1.3式计算氢光谱各谱系的谱线的波长（本练习为开放式习题，并不需要所有学生都会做）。

2436_无机化学(下册)第四版 第19章 金属通论 北京师范大学无机化学教研室 等编课后答案