大学化学基础(邓建成第二版)第五六章思考题、习题(2)

2019-08-31 18:11

Cu2+离子浓度降低,在镀件上Cu的析出电势降低,析出速率得到控制,从而有利于得到良好的镀层。

习 题

1. 举例说明下列各名词:

配合物 配合物形成体 配位原子 配位数 内轨型 外轨型 答: 配合物是一类由中心金属原子(离子)和配位体以配位键形成的化合物。例:[Cu(NH3)4]SO4

配合物形成体:配离子中的中心离子如Cu2+ 、Pt4+。

配位原子:在配位体中与中心离子直接相结合的原子叫做配位原子。如:[Cu(NH3)4]SO4中的N。配位数:与中心离子直接相结合的配位原子的总数叫做配位数。

外轨型配合物:中心离子仅用外层的空轨道进行杂化生成能量相同,数目相等的杂化轨道与配位体结合,形成的配合物称为外轨型配合物。 内轨型配合物:受配位原子的影响,中心离子的 (n-1)d轨道上的成单电子被强行配对,腾出内层能量较低的d轨道与n层的s、p轨道杂化,形成能量相等,数量相同的杂化轨道来接受配位体的孤对电子,而形成的配合物。

2. 指出配离子[Ag(S2O3)2]3?、[Pt(en)2]2+的中心离子、配位体和配位数。

答 : 中心离子 配位体 配位数

[Ag(S2O3)2]3- Ag+ S2O32- 2

6

[Pt (en)2]2+ Pt2+ en 4

3.写出下列配合物的化学式: (1) 三硝基·三氨合钴(III) [Co(NO3)3(NH3)3] (2) 氯化二氯·三氨·一水合钴(III) [CoCl2(NH3)3H2O]Cl (3) 二氯·二羟基·二氨合铂(IV) [PtCl2(OH)2 (NH3)2] (4) 六氯合铂(IV)酸钾 K2[PtCl6]

4 试推断下列各配离子的中心离子的轨道杂化类型及其磁矩。 (1)[Mn(C2O4)3]4? (2) [Fe(CN)6]4? (3) [Co(NCS)4]2? (4) [Ag(NH3)2]+ (5) [AuCl4] ?

答:(1)[Mn(C2O4)3]4- sp3d2 μ =5.9BM (2) [Fe(CN)6]4- d2sp3 μ =0.00BM (3) [Co(NCS)4]2- sp3d2 μ =3.87BM (4) [Ag(NH3)2]+ :sp μ =0.00BM (5) [AuCl4]- : dsp2 μ =0.00BM

5. 计算AgBr在2.0mol?dm?3 Na2S2O3溶液中的溶解度。 解:设AgBr在2.00 mol?dm-3的Na2S2O3的溶解度为xmol/L。

AgBr(s)+ 2 Na2S2O3 (aq) ≒ Na3[Ag(S2O3)2] (aq) + NaBr(aq)

平衡时的浓度 2-2x x x 反应的平衡常数为: K =K1013=22.3

K?xx(2?2x)2SP(AgBr)

K稳[A(g S2O3)2-=7.7×10-13×2.89×

7

解得 x=0.91mol/L

6. 0.10克AgBr固体能否完全溶解于100ml 1.00 mol?dm?3的氨水中? 解:已知:

KSP(AgBr)=7.7×10-13

K稳[Ag ( NH)]?

32= 1.12×107

设AgBr在100ml 1.00 mol?dm-3的氨水中的溶解度为smol/L。 AgBr + 2NH3.H2O (aq) = [Ag(NH3)2]+ (aq) + Br-- (aq)

平衡时的浓度 1-2s s s

K =KSP(AgBr)

K稳[Ag ( NH3)2]? = 8.6×10-6

2

K?ss(2?2s)= 8.6×10-6

s=2.87×10-3mol/L

溶解的质量为:2.87×10-3×0.1L×187g/mol=0.054g。

0.10克AgBr固体不能完全溶解于100ml 1.00 mol?dm-3的氨水中。7. 计算含有1.0×10?3 mol?dm-3 [Zn(NH3)4]2+和0.1 mol?dm?3 NH3的混合溶液中Zn2+离子的浓度。

解: 设 Zn2+离子的浓度为xmol/L

Zn2+ + 4NH3 = [Zn(NH3)4]2+

x 0.1 1*10-3 K稳 =

0.001x(0.1)4

得x=3.45×10-9mol/L

8

8. 10ml 0.1 mol?dm?3CuSO4溶液与10ml 6.0 mol?dm?3的NH3?H2O混合并达平衡,计算溶液中Cu2+、NH3及[Cu(NH3)4]2+的浓度各是多少?若向此混合溶液中加入0.01mol NaOH固体,问是否有Cu(OH)2沉淀生成?

解: 已知:K稳=2.09×1013, Ksp[Cu(OH)2]=5.6 ×10–20 设配合平衡时: [Cu2+] = x,

根据配合平衡: Cu2+ + 4NH3 = Cu(NH3) 42+ 初始浓度/mol?L–1 0.05 3.0 平衡浓度/mol?L–1 x 3.0–4(0.05–x) 0.05 –x 因为K稳值很大,Cu2+离子几乎完全生成了Cu(NH3)4+,故 K稳=

0.05?xx[3.0?4(0.05?x)]4

17

– 10得 x=3.89×

[NH3]=3.0 - 4×(0.05 –3.89×10-17) =2.8mol/L [Cu(NH3)4]2+ = 0.05mol/L

- 加入固体NaOH后,有[OH]=1000×0.0110?10=0.5mol/L

Q=[Cu2+][OH-]2=3.89×10-17×0.5×0.5=9.7×10-18

因为Q﹥Ksp 所以有沉淀生成。

9. 已知:[Zn(CN)4]2? Ks = 5.0?10 16,ZnS Ksp = 2.93×10?25。在0.010 mol·L–1 的[Zn(CN)4]2? 溶液中通入H2S至[S2?] =2.0×10?15 mol·L–1,是否有ZnS沉淀产生?

解:设 Zn2+离子的浓度为xmol/L

Zn2+ + 4CN = [Zn(CN)4]2-

9

-

x 4x 0.010 K稳 =

0.010x(4x)4

10-4 mol·L–1 得 x=3.47×

Q=[ Zn] 2+ [ CN-] 2= 3.47×10-4 ×2.0×10?15=6.94×10-19 > Ksp (2.93×10?25) 所以有沉淀生成。

10. 在含有2.5?10?3 mol·L?1 AgNO3和0.41 mol·L?1 NaCI溶液里,如果不使AgCl沉淀生成,溶液中最少应加入CN? 浓度为多少? 已知[Ag(CN)2]?的K稳 = 1.26 ?1021 ,AgCl的Ksp = 1.56 ?10?10。

解; 由题意得溶液中的

Ag+最高浓度为Ksp(AgCl) / [Cl-]=1.56×10?10 / 0.41 = 3.8×10?10

Ag+

+ 2CN-

= [Ag(CN)2] -

3.8×10?10 x 2.5×10?3

-3K?2.5?10[3.8?10-10][CN-]2

得 x = 7.2×10-8

CN? 浓度为 7.2×10-8 +2.5×10-3×2=5×10-3

11. 计算下列反应的平衡常数,并判断反应进行的方向。 (1)[HgCl4]2? + 4I?

[HgI4]2? + 4Cl?

(已知:K?稳[HgCl4]2?=1015.07 K?2?稳[HgI4]=1029. 83) (2) [Fe(NCS)2]+ + 6F?

[FeF6]3? + 2SCN?

(已知:K??3?稳[Fe(NCS)2]+=105.18 K稳[FeF6]=1014..31) 解:(1)[HgCl4]2- + 4I-= [HgI4]2- + 4Cl-

K?[[HgI2-4][Cl-]4 K2è[HgI4]14.76[HgCl2-4][I-]4=Kè[HgCl-=10

4]2 10


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