2、用作治疗癌症的含铂药物是(A)。
(A) (B)
(C) H2PtCl6 (D) PtCl4
3、在单质金属中,最软的固体是(Cs),最硬的是(Cr);熔点最高的是(W),最低的是(Hg);密度最大的是(Os),最小的是(Li)。
4、下列元素中,可形成多酸的是(B)。 (A) Na (B) W (C) Fe (D) Ag 5、下列提炼金属的方法,不可行的是(B)。
(A)Mg还原TiCl4制备Ti (B) 热分解Cr2O3制备Cr (C)H2还原WO3制备W (D) 羰化法提纯Ni 6、同一族过渡元素,从上到下,氧化态的变化是(A)。
(A) 趋向形成稳定的高氧化态 (B) 先升高后降低 (C) 趋向形成稳定的低氧化态 (D) 没有一定规律
第七章 稀土元素>>学习单元1 稀土元素概述
1、什么叫内过渡元素?什么叫镧系元素?什么叫稀土元素? 内过渡元素:指镧系和锕系元素,位于f区,也称为内过渡元素。 镧系元素:从57号元素镧到第71号元素镥,共15种元素,用Ln表示。 稀土元素:是15个镧系元素加上钪(Sc)和钇(Y),共计17个元素。 2、何谓轻稀土?何谓重稀土?它们各包括哪些元素?
根据稀土硫酸复盐RE2(SO4)3·M2ISO4·xH2O在饱和碱金属硫酸盐溶液中的溶解度的不同,可把17种稀土元素分为两组。常温时不溶的为铈组(轻稀土),包括La~Sm等6种元素,常称铈组。而常温微溶或可溶的为钇族(重稀土),包括Eu~Lu、Y、Sc等11种元素,常称钇组。 第七章 稀土元素>>学习单元2 镧系元素的性质 1、镧系金属原子的基态电子构型有何特征?Ln离子的电子构型有何特征?
2 基态电子结构具有三个显著特点:(1)原子最外层都是6s结构,因此类似于碱土金260~13+3+03+
属,性质活泼;(2)原子次外层具有5s5p5d1426结构,从La到Lu,价电子构型从4f依次变为4f,最外层电子结构均为5s5p,即具有稀有气体原子的电子构型;(3)4f电子深埋于5s5p壳层内部,因此Ln离子性质稳定,且化学性质相似。 2、与d区过渡元素比较,镧系(Ln)离子的颜色有何特点? 不少镧系元素离子由于f→f跃迁而具有颜色。具有f和f3+3+3+3+n14-n3+
263+各电子的Ln离子呈现3+3+3+相同或相近颜色。La、Lu因无f→f跃迁而无色。Ce、Eu、Gd、Tb等离子f→f跃迁落在紫外区,Yb(f)吸收峰落在红外区,因此无色。Ce由于电荷迁移跃迁而呈现橙红色。 3、为什么在钢中加入稀土金属,可显著提高钢材的韧性、耐磨性、抗腐蚀性? (a)稀土元素活泼,可与O、S、N、H等结合,在炼钢中起到抗氧脱硫作用; (b)稀土半径比铁大,填补钢中的缺陷,阻止晶粒长大,起到细化晶粒作用; (c)合金化,影响钢的相变,改变氧化膜结构。 4、为什么Eu和Yb的原子半径比左右相邻元素大?
3+134+ 因为Eu和Yb原子分别具有4f76s2和4f146s2的稳定结构,对核产生较大的屏蔽效应。 5、试述镧系元素的主要氧化态。据4f轨道有保持或接近全空、半充满或全充满的倾向,写出哪些元素呈现 +4或 +2氧化态。
主要氧化态是 +3。Ce,Pr,Tb,Dy呈现 +4氧化态;Sm,Eu,Tm,Yb呈现+2氧化态。 6、镧系离子的磁性变化有什么规律性,解释这种规律。 镧系离子的磁性变化呈不对称的双峰变化规律。根据,随着电子排布的周期性变化,L也呈周期变化。然而g还随J和S而变,而J却不随周期性的变化,故两个峰不对称。 第七章 稀土元素>>学习单元3 镧系元素的化合物
1、下列氢氧化物溶解度最小的是(D)。
(A) Ba(OH)2 (B) La(OH)3 (C) Lu(OH)3 (D) Ce(OH)4 2、Pr的磷酸盐为Pr3(PO4)4,其最高氧化态氧化物的化学式是(C)。
(A) Pr2O3 (B) Pr2O (C) PrO2 (D) Pr3O4 3、完成下列离子方程式:
(1) Fe + Eu→
(2) Ce(OH)3 + Cl2+OH→ (3) Ce + H2S→ (4) UO3 + OH→ (5) Fe + U→
(1) Fe + Eu = Fe + Eu (2) 2Ce(OH)3 + Cl2 + 2OH = 2Ce(OH)4ˉ + 2Cl (3) 2Ce + H2S = 2Ce + Sˉ + 2H (4) 2UO3 + 2OHˉ =U2O7+ H2O (5) 2Fe + U + 2H2O =UO2+ 2Fe + 4H 4、根据元素的化学性质解释,在使用离子交换法之前,可先把铈和铕从镧系元素中分离出去。
由于Ce远比Ln易生成氢氧化物沉淀,而Eu的氢氧化物比其他Ln的氢氧化物开始沉淀的pH 高得多,因此易与其他Ln 分离。所以用离子交换色谱法前,可先把混合稀土中的Ce氧化为Ce,把Eu 还原为Eu而分离出去。 第七章 稀土元素>>学习单元4 镧系离子的配合物 1、比较EuSO4和GdSO4,哪一个可能存在?如都能存在,哪一个稳定性更大?简述理由。
GdSO4不存在,因Eu 和Gd 离子都为较稳定的4f电子构型,所以Gd只能生成Gd 的化合物,而Gd 离子的化合物不存在。 2、试从Ln离子的特征分析,镧系离子形成配合物时,其配位数、配位体类型和化
3+
3+2+2+3+73+4+3+2+3+4+3+2+3+3+4+2+2++2-4+3++--3+2+2+3+3+
4+-4+
-3+
2+
学成键有何特点?
Ln电荷高,半径较大(106~85 pm),价层的空原子轨道多(5d,6s和4f轨道),导致Ln离子的配位数较大,最高可达12,常显示出特殊的配位几何形状。Ln离子的4f轨道居于内层被有效屏蔽起来,f电子通常情况下不参与成键,Ln离子又比较大,与Ca、Ba相似,因此金属与配位体之间的作用为静电吸引力,共价作用很弱,配位键具有相当的离子性质。 3、Ln离子能否与羰基形成稳定化合物?
3+
3+3+3+3+ Ln3+为硬酸,容易和氧、氮等配位原子的硬碱配位。羰基为软碱,Ln3+不易与其配位。 4、为什么镧系元素形成的简单配位化合物多半是离子型的?试讨论镧系配位化合物的稳定性规律及其原因。
基态Ln离子具有稀有气体的电子构型(5s5p),内层4f轨道与外部原子的扰动隔绝,受外部原子的影响很小。因此,4f轨道同配体轨道之间的相互作用很弱,4f轨道难以参与成键。Ln离子参与成键的是那些能量较高的外层轨道,所以,Ln离子与配体之间的相互作用以静电作用为主,所形成的配位键主要是离子性的,配位化合物多半是离子型的。但由于 Ln的离子半径较大,对配体的引力较弱,所以形成的配合物一般都不稳定。但由于镧系收缩,在镧系内随着中心离子对配体的引力逐渐增加,配合物的稳定性亦依次递增。 第七章 稀土元素>>学习单元5 稀土元素的应用 1、玻璃中因含有三价铁的化合物而使玻璃呈现黄绿色,对玻璃的透明度有很大影响。为了改善玻璃的透明度,工业上常用的脱色剂是(B)。
(A) ThO2 (B) CeO2 (C) Ce2O3 (D) Ce
2、为什么在钢中加入稀土金属,可显著提高钢材的韧性、耐磨性、抗腐蚀性? (1)稀土元素活泼,可与O、S、N、H等结合,在炼钢中起到抗氧脱硫作用; (2)稀土半径比铁大,填补钢中的缺陷,阻止晶粒长大,起到细化晶粒作用; (3)合金化,影响钢的相变,改变氧化膜结构。
3+3+3+3+26