磁性。若配体为弱场,Fe2+采取外轨型?顺磁性。
24-11 金属M溶于稀HCl生成MCl2其磁矩为5.0BM。在无氧条件下,MCl2与NaOH作用产生白色淀淀A,A接触空气逐渐变成红色沉淀B,灼烧时,B变成红棕色粉末C。C经不完全还原,生成黑色的磁性物质D。B溶于稀盐酸生成溶液E。E能使KI溶液氧化出I2,若在加入KI前先加入NaF则不会析出I2,若向B浓NaOH悬溶液中通入氯气,可得紫红色溶液F,加入BaCl2时就析出红棕色固体G,G是一种很强的氧化剂,试确认M及由A到G所代表化合物,写出反应方程式,画出各物质之间的转化关系图。
解:M: Fe A: Fe(OH)2 B: Fe(OH)3 C: Fe2O3 D: Fe3O4 E : FeCl3 F: Na2FeO4 G: BaFeO4 1. Fe + HCl(稀) = FeCl2 + H2? 2. FeCl2 + 2NaOH = Fe(OH)2 ?+ 2NaCl 3. 4 Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = Fe(OH)3 ?红棕色 4. 2 Fe(OH)3? Fe2O3 + H2O 5. 6Fe2O31673K,?4Fe3O4?O2 6. Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + H2O 7. 2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2
2-8. 2 Fe(OH)3 + 10OH- + 3Cl2 = 2FeO4 + 6Cl- + 8H2O
燃烧2+9. FeO2-4 + Ba = BaFeO4?红棕色
24-12 一种不锈钢是Ni、Cr、Mn、Fe的合金,试设计一种简单的定性分析方法。
24-13 根据铂的化学性质,指出在铂制容器中,能否进行下述各试剂参与的化学
反应。
(1)HF;(2)王水;(3)H2O2+HCl;(4)Na
24-14 回答下列问题:
(1) 什么叫镧系元素?锕系元素?内过滤元素? (2) 什么叫镧系收缩?锕系收缩?
(3) 镧系元素和锕系元素在价电子层结构上有什么相似之处?在氧化态上有何差异?原因何在?
答:(1)周期表中第57号元素镧到71号元素镥共15种元素统称为镧系元素(用
Ln表示)周期表中第89号元素锕到103号元素铹共15种元素统称为锕系元素(用An表示),镧系元素和锕系元素统称内过渡系元素。
(2) 镧系元素的原子半径和离子半径随着原子序数的增加而逐渐减少的现象称
为镧系收缩。
锕系元素的原子半径和离子半径随有效核电荷增加而减少的现象称为锕系收缩。
24-15 解释下列问题:
(1) 为什么镧系元素的常见氧化态是+III? (2) 钍、镤、铀为什么出现多种氧化态?
(3) 钍、镤、铀的主要氧化态为+IV、+V、+VI,为什么不把它们分别归入第四、五、六副族中?
答:(1) 由于镧系金属在气态时,失去2个S电子和1个d电子或2个S电子和
1个f电子所需的电离能比较低,所以一般能形成稳定的+III 氧化态。 (2) 在锕系元素中,钍、镤、铀,5f, 6d能量接近,有利于f电子从5f向6d轨道跃进,5f电子易参加成键,从而呈现高氧化态。
24-16 写出由独居石制备钍和从沥青铀矿制备铀的主要反应方程式。
24-17 举例说明锕表元素与镧系元以及d过渡元素的相似之处?
答:(1) 镧系元素价电子层结构有两种4fn6s2和4fn-15d16s2,锕系元素价电子构型
也有两种5fn7s2和5fn-16d17s2。
(2) 氧化态方面:镧系元素的正常氧化态是+3,锕系元素(Th--Am)存在多种氧化态,但Am以后的元素在水溶液中共同的氧化态是+3。d过渡元素存在可变的氧化态。
(3) 离子颜色:水溶液中,大多数Ln3+呈现一定的颜色,离子的显色是由于f-f 跃迁而引起的,与d过渡水合离子显色d-d跃迁相似。 (4) 都是金属,最外层电子及ns1-2。
25-18 哪些锕系元素是自然界中存在的?哪些是人工合成的?