武汉大学版无机化学试卷及课后各章节试题(3)

2019-08-17 14:11

NO:KK?2s?2s?2p?2p?2p?2p 键级2.5。

yz2*2222*1

2.解释下列问题:

(1)虽然氮的电负性比磷高,但是磷的化学性质比氮活泼? (2)为什么Bi(V)的氧化能力比同族其他元素强?

答:(1) 氮的电负性比P高,但氮不如P活泼,这是由俩者单质的结构不同决定的。

N的半径很小,但N原子间形成三重键,叁键的键能很高,难以断开,因而N2很不活泼。 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。特别白磷的P-P-P键角小张力大,更活泼。

(2) Bi(v)的氧化能力比同族其他元素强的多,出现了充满4f、5d,而4f、5d对电子的屏蔽作用较

小,而6s具有较大的穿透能力,所以6s电子能级显著降低,不易失去,有“惰性电子对效应”。失去2 个6s电子的 Bi(v 更倾向于得到2个电子形成更稳定的Bi3+。 3.试从分子结构上比较NH3、HN3、N2H4和NH2OH等的酸碱性。 答:NH3结构见书648 HN3结构见书658

N2H4结构见书655 NH2OH结构见书658

得出酸性 HN3> NH2OH > N2H4> NH3 碱性相反。

4.试比较下列化合物的性质:

(1) NO?3和NO2的氧化性;

(2) NO2、NO和N2O在空气中和O2反应的情况; (3) N2H4和NH2OH的还原性。

答:(1) 氧化性NO2->NO3-;

(2) NO2不与空气反应;NO与空气在常温下即可反应,产生红棕色烟雾。N2O也不与空气反应。 (3)还原性:N2H4 >NH2OH

5.硝酸铵可以有下列两种热分解方式:

NH4NO3(s)=NH3(g)+HNO3(g) ΔH=171kJ·mol NH4NO3(s)= N2O(g)+2 H2O(g) ΔH=-23 kJ·mol

?-1

??-1

根据热力学的观点,硝酸铵固体按照哪一种方式分解的可能性较大。

答:按后者分解方式可能性大;因为ΔG=ΔH-TΔS,可知,反应的方向性主要决定于ΔH。 6.如何除去:

(1) 氮中所含的微量氧;

(2) 用熔融NH4NO3热分解制得的NO2中混有少量的NO; (3) NO中所含的微量NO2;

(4) 溶液中微量的NH4离子。 答: (1)使气体通过炽热的铜屑: O2+2Cu=2CuO

11

?

(2)使气体通过FeSO4溶液除去NO NO+FeSO4=Fe(NO)SO4 (3)使气体通过水除去NO2 2NO2+H2O=2HNO3+NO

(4) 溶液中加少量的NaNO2后加热除去NH4+ NH4++NO2-=N2+H2O

7.写出下列物质加热时的反应方程式:

(1)NaNO3 (2)NH4NO3 (3)NH4Cl 和 NaNO2的混合物 (4)CuSO4.5H2O (5)Cu(NO3)2.2H2O (6)NaN3 答:

(1)2NaNO?3???2NaNO2?O2?(2)NH????4NO3N2O??2H2O(3)NH?4NO2???N2??H2O(4)CuSO5H?4.2O???CuSO4?5H2O(5)Cu(NO?3)2.3H2O???Cu(OH)NO3?HNO3?2H2O Cu(OH)NO?3???CuO?HNO34HNO????34NO2??O2??2H2O(6)3NaN?3???4N2??Na3NNa?3N???6Na?N2?8.从下列物质中选出那些互为等电子体:C

2??2?2,O2,O2,O

2, N2,NO,NO+,CN-和N2H?3,讨论它们氧化能力得强弱和酸碱强度。

答:互为电子体的有:C22- ,N2,NO+,CN-;O22-,N2H3- 9.完成下列反应:

N2H4?HNO2 ??? NH4Cl?HNO2 ???? KI?HNO2??? KClO3?HNO2 ???? KMnO4?HNO2 ???? 答:

12

?N2H4?HNO2???HN3?2H2O?NH4?HNO2???N2??2H2O?HClKI?HNO2???I2?2NO??2H2O?ClO?3?3HNO2???Cl??3NO3?3H??

2MnO4??2?5HNO2?H????2Mn2??5NO3?3H2O10.从硝酸钠出发,写出制备亚硝酸的反应方程式。

答:2NaNO3=2NaNO2+O2

NaNO2+HCl=HNO2+NaCl 11.解释下列反应现象:

(1) 为什么NaNO2会加速铜和硝酸的反应速度?

(2) 为什么磷和KOH溶液反应生成的的PH3气体遇空气冒白烟?

(3) 向NaH2PO4或Na2HPO4溶液中加入AgNO3溶液会析出黄色Ag3PO4沉淀? 答:(1)NaNO2与硝酸反应有NO2生成,NO2作为反应的催化剂起电子传递作用,而使硝酸与铜的

反应速率加快。

?HNO3?NO2?H??2NO2?H2ONO2?e??NO2?

可见,通过NO2获得还原剂Cu的电子,而使反应速率加快。 2NO2+Cu=2NO2-+Cu2+

(2)磷和KOH溶液反应生成的PH3气体中含有少量的P2H4,P2H4在空气中易自燃生成P2O3而

冒白烟。

(3)Ag3PO4的溶度积常数比AgH2PO4和Ag2HPO4都小得多,即Ag3PO4的溶解度更小,而易从

溶液中析出。

12.完成下列反应

?? (b) AsCl3?H2O??? (a) P4?HNO3??? (d) P4O10?H2O??? (c) POCl3?H2O??? (f) Zn3P2?HCl(稀 )??? (e) P4O6?H2O?答:

(a)3P4?20HNO3?8H2O?12H3PO4?20NO(b)AsCl3?3H2O?H3AsO3?3HCl(c)POCl3?3H2O?H3PO4?3HCl(d)P4O10?6H2O????4H3PO4(e)P4O6?6H2O?4H3PO3(f)Zn3P2?6HCl(稀 )? PH3?3ZnCl213.试说明为什么氮可以生成二原子分子N2,而同族其它元素不能生成二原子分子的原因。 答:N的半径很小,但N原子间形成三重键,叁键的键能很高,难以断开,因而N2很不活泼。

13

HNO3Δ

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。 14.指出下列各种磷酸中P的氧化数。

H3PO4, H4P2O7, H5P3O10, H6P4O13, H3P3O9, H4P4O12, H4P2O6, H2PHO3, HPH2O2, H3PO5, H4P2O8,

答:+5,+5,+5,+5,+5,+5,+4,+3,+1,+7,+6。

3??15.说明NO?3,PO4,Sb(OH)6的结构。

答:NO3-:平面三角形;PO43-:正四面体;Sb(OH)-6:正八面体

16. P4O10,中P-O键长有两种分别为139pm和162pm,试解释不同的原因。

答: P4O10分子中有两种P-O键,一种是-P=O,此键键长短,仅为139pm,还有一种为P-O-P,此

键键长为162pm。 17.如何鉴别下列各组物质:

(1)NH4Cl和NH4NO3; (2)NH4NO3和NH4NO2; (3)Na3PO4和Na2P2O7; (4)H3PO3和H3PO4; (5)H3AsO3和H3AsO4; (6)As、Sb和Bi。

答:(1)用AgNO3鉴别。 (2)用淀粉碘化钾试纸 (3)用AgNO3鉴别。 (4)用AgNO3鉴别。 (5)用淀粉碘化钾试纸 (6)用Na2S溶液

18.写出下列含氧酸盐的热分解产物;

(1) Na2SO4·10H2O (2) Ca(ClO4)2·4 H2O (3) Cu(NO3)2·3 H2O (4) Al2(SO4)3 (5) NaHSO4 (6) (NH4)2Cr2O7 (7) AgNO2 (8) Na2SO3 (9) KClO3 答:(1)Na2SO4,H2O;(2)CaCl2,O2,H2O(3)CuO,NO2,H2O;(4)(5)(6)N2,Cr2O3,(7)

Ag,NO2;(8)Na2S,Na2SO4(9)KCl,O2 19.比较As、Sb、Bi的硫化物和氧化物的性质。 答:As、Sb、Bi的硫化物:

14

3?3?3?

As2S3 As2S5 Sb2S3 Sb2S5 Bi2S3 (1)酸碱性 两性偏酸 酸 两性 两性 碱 (2)溶解性(浓盐酸)不溶 不溶 溶解 溶解 溶解

(NaOH) 溶 溶 溶 溶 不溶 (硫化钠)溶 溶 溶 溶 不溶 (Na2SX) 溶 不溶 溶 不溶 不溶

As、Sb、Bi的氧化物:

As4O6 Sb4O6 Bi2O3

(水) 微溶 难溶 极难溶 (酸)溶解 难溶 极难溶 (碱)易溶 溶解 难溶 20.写出在碱性介质中Cl2氧化Bi(OH)3的反应方程式,并用??解释反应发生的原因。

答:Cl2?Bi(OH)3?3NaOH?NaBiO3??2NaCl?3H2O

?因为?Cl2/Cl???BiO?3/Bi(OH),所以该反应能向右进行。

321.如何解释As2O3在盐酸中的溶解度随酸的浓度增大而减小后有增大的原因。 答:当酸的浓度非常低时,存在以下平衡:

As2O3+3H2O=2As(OH)3

酸的浓度的加大,不利于水解反应。 酸的浓度增大后,存在以下反应:

As2O3+8HCl=2H[AsCl4]+3H2O;

增大盐酸的浓度,有利于反应向右进行。

22.化合物A是白色固体,不溶于水,加热剧烈分解,产生一固体B和气体C。固体B不溶于水或HCl,但溶于热的稀HNO3,得一溶液D及气体E。E无色,但在空气中变红。溶液D以HCl处理时,得一白色沉淀F。

气体C与普通试剂不起作用,但与热得金属镁作用生成白色固体G。G与水作用得到另一种白色固体H及一气体J。气体J使湿润得红色石蕊试纸变蓝,固体H可溶于稀H2SO4得溶液I。

化合物A以H2S溶液处理时,得黑色沉淀K、无色溶液L和气体C。过滤后,固体K溶于浓HNO3得气体E、黄色固体N和溶液M。M以HCl处理得沉淀F。溶液L以NaOH溶液处理又得气体J。 请指出A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N所表示得物质名称。 答:A:AgN3;B:Ag;C:N2;D:AgNO3;E:NO;F:AgCl;G:Mg3N2;

H:Mg(OH)2;I:NH3;J:MgSO4;K:Ag2S;L(NH4)2S;M:S

23.举例说明什么叫惰性电子对效应?产生这种效应得原因是什么? 答:具有价电子层构型为sp

20—6的元素,其电子对不易参与成键而常形成+(+n-2)氧化态的化合物,

而其+n氧化态的化合物要么不易形成,否则就是不稳定,这种现象叫做惰性电子对效应。 产生这种效应得原因是(1)大原子的轨道重叠不好,(2)内层电子的斥力,特别在过渡元素后

的Ga以及Tl与Pb中最为显著。

24.已知碱性介质中磷得不同氧化态间得标准电极电势为: H3PO4

?0.23VH3PO3

?0.50VP

?0.06VPH3

15


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