第十七章碳硅硼课后习题参考答案

十七章 碳硅硼课后习题参考答案
3解：(1) 金属镁着火,可使用CCl 4(因高温变成比重大的蒸汽包围燃烧物而起隔绝氧气的作用)和砂子进行灭火.但不能使用干冰(有反应: 2Mg+CO 2==2MgO+C 存在),水以及泡沫灭火器(高温下水与镁会剧烈反应).
(2)金属钠着火,可用砂子覆盖,但不能使用CCl 4(因高温下会爆炸反应),干冰,水和泡沫灭火器.
(3)黄磷着火可用CCl 4,干冰,水,砂子和泡沫灭火器.
(4)油着火可用CCl 4,干冰,,砂子灭火,但不能用水和泡沫灭火器.
(5)木器着火,上述灭火物质均可使用.
5解：该溶液为缓冲液,设混合物中含Na 2CO 3为x 克,NaHCO 3为60-x 克.则
pH=pKa-lg(C 酸/C 盐) 即 21062
846011lg 106.5lg 6.10⨯⨯---⨯-=x
x
所以 x=44.3(g) 60-x=15.7(g)
8解：（1）Na 2CO 3稳定性大于BeCO 3。

因Be 2+离子的离子势Z/r 比Na +的值大，其离子极化作用强，则盐BeCO 3的稳定性就减弱。

（2）NaHCO 3稳定性小于Na 2CO 3。

因H +离子半径特别小，其Z/r 值大，极化作用比Na +强，则NaHCO 3稳定性就降低。

（3）MgCO 3稳定性小于BaCO 3。

因Ba 2+离子半径大于Mg 2+，则Z/r 值前者小于后者，离子极化程度也是前者小，稳定性BaCO 3高。

（4）PbCO 3稳定性小于CaCO 3。

因Pb 2+为18+2电子构型的离子，其极化作用大于8e 构型的Ca 2+
，所以Pb 2+对CO 32-的极化作用强，盐PbCO 3稳定性就差。

9解：（1）各取少量固体于试管中，滴加稀HCl ，有大量气泡产生的是Na 2CO 3。

无现象的是Na 2SiO 3和Na 2B 4O 7·10H 2O 。

另取后两种固体于蒸发皿中，加入2-3ml 无水乙醇，0.5ml 浓硫酸，用玻棒搅匀后点燃，开始为黄兰色火焰，后来为绿色火焰的证明是Na 2B 4O 7·10H 2O 。

只是黄兰色火焰的为Na 2SiO 3。

或者向Na 2SiO 3和Na 2B 4O 7·10H 2O 的溶液中先酸化至微酸性，加入钼酸铵溶液，加热，溶液变为黄色的是Na 2SiO 3，无现象的是Na 2B 4O 7·10H 2O 。

（2）可用三种方法区别：
① 碳酸氢盐稳定性差,稍加热即分解产生气体(CO 2)，取固体置于试管中加热，产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊的是NaHCO 3；无现象的是Na 2CO 3。

2NaHCO 3==Na 2CO 3 + CO 2 + H 2O ② 加MgCl 2，立即产生白色沉淀的是Na 2CO 3；加入后无现象，但加热溶液一段时间后出现白色沉淀是NaHCO 3。

2Mg 2+ + 2CO 32- + H 2O==Mg(OH)2·MgCO 3 + CO 2
加热有利于HCO 3-解离出CO 32-而生成沉淀. 2Mg 2+ + 4HCO 3-==Mg(OH)2·MgCO 3 + 3CO 2 + H 2O ③ 加入CaCl 2，立即产生白色沉淀的是Na 2CO 3；刚加入后无现象，但再加入NH 3水后出现白色沉淀的是NaHCO 3。

Ca 2+ + CO 32-==CaCO 3
加入NH 3 Ca 2+ + HCO 3- + NH 3==NH 4+ + CaCO 3
④ 配制成溶液，用pH 试纸检测，pH 值大的是Na 2CO 3，小的是NaHCO 3。

（3）①加入KMnO 4溶液，紫色褪去，产生棕黑色沉淀的是SiH 4，无现象的是CH 4；
②加入AgNO 3，有黑色沉淀析出的是SiH 4，无现象的是CH 4；
③加水和少量NaOH ，产生白色胶体状沉淀和气体的是SiH 4，无现象的是CH 4。

10解：(1) 先把混合气体通过含有连二亚硫酸钠的碱性溶液除去少量O 2和CO 2,然后通过浓H 2SO 4或者P 2O 5的干燥剂即可.
2Na 2S 2O 4 + O 2 + 4NaOH==4Na 2SO 3 + 2H 2O CO 2 + 2NaOH==Na 2CO 3 + H 2O
(2) 为了简化操作步骤,最好使用冷,浓的NaOH 溶液吸收CO 2使其变为Na 2CO 3溶液,而CO,O 2,N 2因不能吸收可除去.少量的SO 2和H 2S 与NaOH 反应生成Na 2SO 3和Na 2S,然后加酸酸化,则CO 2气体再
次放出,最后经过浓硫酸除去水分即可(Na 2SO 3和Na 2S 因浓度很低,即使加酸生成H 2SO 3和H 2S 也因溶于水中而不挥发.如果气体中SO 2和H 2S 的含量较高,则应使用含氧化剂的溶液如KMnO 4等先进行吸收).
12解：(1) 由于C 和O 原子半径小，它们相互之间除可形成б键外，还能通过P —P 轨道肩并肩重叠而形成稳定的大П键，所以CO 2分子非常稳定，以独立的小分子存在，其晶体为分子晶体，则其沸点低，常温下为气体。

而硅为第三周期元素，由于原子半径较大，它不能与O 形成非常稳定的Si=O 双键，而只能选择与尽量多的O 原子形成最多的б键，所以形成以许多SiO 4四面体连成的三维网络状的原子晶体，则其熔点非常高，常温下为固体。

(2) CF 4不水解是因为C 为第二周期元素,其最大配位数为4,且分子对称性高,C-F 键键能强,所以不水解.而BF 3由于B 的缺电子性,很容易接受水分子中的OH -而水解.SiF 4因Si 有空的d 轨道,其未达到最高配位数6,且Si-F 键键能比C-F 弱，容易打断，所以均易水解.
(3) 因有反应：BF 3 + 3H 2O == H 3BO 3 + 3HF BF 3 + HF == HBF 4
SiF 4 + 4H 2O == H 4SiO 4 + 4HF SiF 4 + 2HF == H 2SiF 6
因B 为第二周期元素，最高配位数只能是4，而Si 为第三周期元素，最高配位数可达6。

16解：因氢键是H 原子与原子半径小，电负性大，具有孤对电子的原子通过静电引力形成的键，而B 不能满足上述条件，所以两个BH 3不能通过氢键形成二聚体。

在B 2H 6分子中存在由两个B 原子的sp 3
杂化轨道与1个H 原子的1s 轨道形成的三中心两电子的多中心少电子的离域共价键。

它与一般的共价键不同的是，一般共价键两个原子共用两个电子，且轨道重叠的有效性高，键较稳定。

而多中心少电子键，电子数偏少（三个原子共用两个电子），且轨道重叠的有效性较差，所以稳定性比一般共价键差。

17解：两者的结构简图如下。

H 3BO 3是缺电子原子，它加合了来自H 2O 分子的OH -(其中氧原
子有孤电子对)而释出H +离子。

而H 3PO 3的酸性是因为与P 相连的两个OH 上的H 解
离显酸性，而与P 直接相连的H 是不能解离的，所以
H 3PO 3成为二元酸。

21解：（1）3Si + 4HNO 3 + 12HF==3SiF 4↑+ 4NO + 8H 2O
（2）Na 2B 4O 7 + 10H 2O + 2HCl==4H 3BO 3 + 2NaCl + 5H 2O
（3）4BF 3 + 2Na 2CO 3 + 2H 2O==3NaBF 4 + Na[B(OH)4] + 2CO 2↑
（4）Ca 2Si + 4HCl == 2CaCl 2 + SiH 4
（5）H 3BO 3 + NaOH == Na[B(OH)4] （6）Be 2C + 4H 2O == 2Be(OH)2 + CH 4
（7）SiO 2 + C + 2Cl 2 == CO 2 + SiCl 4 （8）B 2H 6 + 6Cl 2 == 2BCl 3 + 6HCl
（9）B(OH)3 + 3C 2H 5OH==B(OC 2H 5)3 + 3H 2O （10）Si 2H 6 + 8H 2O == 2H 4SiO 4 + 7H 2
（11）B 2H 6 + 2NH 3 == 2BN + 6H 2
(高温下) （12）B 2H 6 + 2LiH == 2Li[BH 4]
（13）Na 2SO 4 + C + SiO 2==Na 2SiO 3 + CO + SO 2。