無機(jī)化學(xué)第四北京師范大學(xué)大學(xué)等答案——下冊(cè)

1、第19章金屬通論19-1舉例說明哪些金屬能從（1）冷水，（2）熱水，（3）水蒸氣，（4）酸，（5）堿中置換出氫氣，寫出有關(guān)的反應(yīng)式并說明反應(yīng)條件。1、解：2Na + 2H2O = 2NaOH+ H2 Mg+ 2H2O= Mg(OH)2 + H2 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 2Al + 2OH- + 6H2O = 2Al(OH)4-19-2 已知在 973K 時(shí)， 2CO + O2 = 2CO2 ; rG = -398 kJ.mol-1 2Ni + O2 = 2NiO; rG =-314 kJ.mol-1試計(jì)算該溫度下CO +

2、NiO = Ni +CO2 的rG值，并對(duì)照?qǐng)D19-1說明在該溫度下能否用CO還原NiO制取Ni 。2、解： 2CO + O2 = 2CO (1) 2Ni + O2 = 2NiO (2) CO + NiO = Ni + CO2 (3) (3) = rG = = -42kJmol-1 CO的自由能比NiO的低，rG < 0 故可以使用CO還原NiO 制取Ni 19-3下圖是幾種金屬硫化物的埃林漢姆圖。（1）請(qǐng)解釋圖中各條線形狀變化的意義；（2）據(jù)圖，若從硫化物中提取金屬，適宜的還原劑和溫度條件各如何？(1)1/2C + S = 1/2 CS2(2)Hg + S = HgS(3)2/3 Bi

3、 +S = 1/3 Bi2S3(4)H2 +S = H2S(5)Pb +S = PbS3、解： 線1中，隨著溫度的升高，剛開始時(shí)吉布斯自由能呈上升趨勢(shì)，但當(dāng)溫度達(dá)到一定值后，隨著溫度的升高，吉布斯自由能反呈下降趨勢(shì)。斜率發(fā)生了變化，是因?yàn)闇囟壬撸l(fā)生了相變，出現(xiàn)了熵增，因而rG下降。線2線3相似，起始隨溫度的升高，rG增加，達(dá)到一定溫度后，隨著溫度的增加，rG增加的速度更快，斜率 加大，出現(xiàn)了熵增。線4隨溫度升高，rG直線上升，反應(yīng)過程中無相變。線5rG開始時(shí)隨溫度的升高逐漸增大，達(dá)到一定的溫度又逐漸減小溫度繼續(xù)上升，又出現(xiàn)下降，再上升又出現(xiàn)增大，有兩個(gè)拐點(diǎn)。這說明在反應(yīng)的過程中，隨著溫度的

4、上升，伴隨有相變產(chǎn)生。由圖可以 看出：HgS 和 Bi2S3可以用H2作還原劑對(duì)HgS 溫度可控制在：400K-800對(duì)Bi2S3溫度可控制在：700K-1000K對(duì)PbS較難還原，選用C作還原劑，需要3000K以上的高溫。19-4已知 733K 時(shí)，2Mn + O2 = 2MnO; rG=-670kJ.mol-12C +O2 =2CO; rG=-350 kJ.mol-11773K時(shí)，2Mn + O2 = 2MnO; rG=-510 kJ.mol-12C +O2 =2CO; rG=-540 kJ.mol-1試計(jì)算在773K和1773K 時(shí)反應(yīng)： Mn(s) + C(s) = Mn(s)+ CO

5、(g)的rG，說明用C(s) 還原MnO(S)應(yīng)在高溫還是低溫條件下進(jìn)行？4、解： 2Mn + O2 = 2MnO (1) 2C + O2 = 2CO (2) MnO（S） + C（S） = Mn（S） + CO（g） (3) (3) = 773K時(shí) rG = >0 1773K時(shí) rG= <0故反應(yīng)在高溫下進(jìn)行。19-5金屬的晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種主要類型？它們得空間利用率和配位數(shù)各是多少？對(duì)金屬性質(zhì)的影響又如何？5、答：金屬的晶體結(jié)構(gòu)類型包括：面心立方，體心立方，六方晶體結(jié)構(gòu)類型 配位數(shù)空間利用率對(duì)金屬性質(zhì)的影響 面心立方1274.05% 體心立方8 68.02% 六 方12 74.0

6、5%第20章s區(qū)金屬（堿金屬與堿土金屬）20-1 簡(jiǎn)要說明工業(yè)上生產(chǎn)金屬鈉燒堿和純堿的基本原理。1、解：2NaCl = 2Na + Cl2（1） 加入CaCl2作助熔劑，以熔鹽電解法制金屬鈉電解（2） 電解NaCl水溶液可得NaOH2NaCl + 2H2O = Cl2 + H2 + 2NaOH（3） 用氨堿法NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl2NaHCO3= Na2CO3 + H2O + CO220-2以重晶石為原料，如何制備 BaCl2BaCO3BaO 和 BaO2 ？寫出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式。2、 解： BaSO4 + 4C= BaS + 4CO

7、 BaS + 2HCl = BaCl2 + H2S1633K BaS + CO2 + H2O = BaCO3 + H2S773-793KBaCO3 = BaO + CO2 2BaO + O2 = 2BaO20-3寫出下列反應(yīng)的方程式：（1） 金屬鈉與H2ONa2O2NH3C2H5OHTiCl4KClMgONaNO2 的反應(yīng)；（2） Na2O2與H2ONaCrO2CO2Cr2O3H2SO4（稀）的反應(yīng)；3、解：(1) 2Na + 2H2O = 2NaOH + H22Na + Na2O2 = 2Na2O2Na + 2NH3 = 2NaNH2 + 3H22Na + 2C2H5OH = 2NaOC2H

8、5 + H2Na + TiCl4 = 4NaCl + TiNa + KCl= K + NaCl2Na + MgO = Mg + Na2O6Na + 2NaNO2 = Na2O + N2 (2) 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 Na2O2 + 2NaCrO2 = 2Na2CrO4 + O2 2 Na2O2 + 2CO2 = 2Na2Cr3+ O2 Na2O2 + Cr2O3 = Na2CrO4 Na2O2 + H2SO4 = 2Na2SO4 + 2H2O220-4完成下列各步反應(yīng)方程式：（1）MgCl2 Mg Mg(0H)2 MgCO3 Mg(NO3)2 MgO （2）Ca

9、CO 3 CaO Ca(NO3)2 CaCl2 Ca Ca(OH)2電解4、解：(1) MgCl2 = Mg + Cl2Mg + Cl = MgCl2Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2Mg(OH)2= MgO + H2OMgCO3 + 2HCl = MgCl + H2O + CO2MgCO3+ 2HNO3 = Mg(NO3)2 + H2O + CO22Mg(NO3)2= 2MgO + 4NO2 + O2 甲醇(2) CaCO3 = CaO + CO2 氨水CO2 + CaO = CaCO3CaO + 2NH4NO3 = Ca(NO3)2 + 2NH3 + H2OCaCl2 + N

10、a2CO3 = CaCO3 + 2NaCl電解CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2熔融CaCl2 = Ca + Cl2Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2Ca(OH)2 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + 2H2O20-5含有Ca2+Mg2+ 和SO42-離子的粗鹽如何精制成純的食鹽，以反應(yīng)式表示。5、解：(1) SO42- + Ba2+ = BaSO4 (2) Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2 (3) Ca2+ + CO32- = CaCO3 (4) Ba2+ + CO32- = BaCO3 (5) CO32- + 2H+ = CO2

11、+ H2O OH- + H+ = H2O20-6試?yán)免旀V化合物性質(zhì)的不同鑒別下列各組物質(zhì)：（1） Be(OH)2 和Mg(OH)2 ；（2） BeCO3 和 MgCO3 ；（3） BeF2 和 MgF2 。6、解：（1）Be(OH)2為兩性氫氧化物可溶于堿中 Be(OH)2 + 2OH- = Be(OH)42- （2）BeCO3稍加熱即分解，MgCO3加熱到813K分解 BeCO3和（NH4）2CO3作用形成可溶性的絡(luò)鹽(NH4)6Be4O(CO3)6，而MgCO3不具有這種性質(zhì)，可以進(jìn)行分離（3）BeF2易形成BeF42-絡(luò)離子，MgF2不易形成MgF42-絡(luò)離子育微溶于水，BeF2易溶于

12、水。20-7商品氫氧化鈉中為什么常含雜質(zhì)碳酸鈉？如何檢驗(yàn)？又如何除去？7、答：NaOH中所含雜質(zhì)Na2CO3是由NaOH和吸收空氣中的CO2反應(yīng)而形成的，在NaOH中加入HCl溶液，若有CO2氣體逸出，證明有Na2CO3存在；否則不存在。可制備很濃的NaOH 溶液，在這種溶液中碳酸鈉不溶，靜置后即沉淀，上層清液即為NaOH溶液。20-8以氫氧化鈣為原料，如何制備下列物質(zhì)？以反應(yīng)方程式表示之。（1） 漂白粉；（2）氫氧化鈉；（3）氨；（4）氫氧化鎂。8、解：(1) 2Ca(OH)2 + 2Cl2 = 2CaCl2 + 2Ca(ClO)2 + 2H2O (2) Ca(OH)2 + Na2CO3 =

13、 2NaOH + CaCO3 (3) Ca(OH)2 + (NH4)2CO3 = CaCO3 + H2O + NH3 (4) Ca(OH)2 + MgCl2 = CaCl2 + Mg(OH)220-9 為什么選用過氧化鈉做潛水密封艙中的供氧劑？為什么選用氫化鈣做野外氫氣發(fā)生劑？請(qǐng)寫出有關(guān)方程式。9、解：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 CaH2 + H2O = Ca(OH)2 + 2H220-10寫出下列物質(zhì)的化合式：光鹵石 明礬 重晶石 天青石 白云石 方解石 蘇打 石膏 螢石 芒硝 元明粉 瀉鹽10、解：光鹵石 KClMgCl26H2O 明礬 KAl(SO4)212

14、H2O重晶石 BaSO4 天青石 SrSO4白云石 CaCO3 MgCO3 方解石 CaCO3蘇打 Na2CO3 石膏 CaSO42H2O螢石 CaF2 芒硝 Na2SO410H2O元明粉 Na2SO4 瀉藥 MgSO47H2O20-11 下列反應(yīng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下： MgO(s) + C(s,石墨) = CO(g) +Mg(g)試計(jì)算：（1）反應(yīng)的熱效應(yīng) （2）反應(yīng)的自由能變 ；（3）在標(biāo)準(zhǔn)條件下，用 C （s，石墨）還原 MgO制取金屬鎂時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最低溫度是什么？11、解：MgO(s)+ C(s石墨) = CO(g) + Mg(g) (1) (CO,g)+ (Mg,g) -(MgO,

15、s)-(C,s) = 147.7-110.52-(-601.7) = 638.88kJmol-1 (2) = (CO,g)+(Mg,g) - (MgO,s) - (C,s) =113.5-137.15-(-569.4) = 545.81 kJmol-1 (3) = (CO,g) + (Mg,g) - (MgO,s)- (C,s) =313.24 Jmol-1K-1 G0 反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行 即 ： 638.88×103 - T×313.42 0 得： T 2038K20-12如何鑒別下列物質(zhì)？（1） Na2CO3NaHCO3 和NaOH;（2） CaOCa(OH)2和CaSO

16、412、解：（1）首先分別取一定量試樣配成溶液，分別 滴加HCl溶液，無氣體放出的為NaOH溶液，再分別取余下的兩種固體少許加熱，放出H2O和CO2的即為NaHCO3剩下 的為Na2CO3Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2NaOH + HCl = NaCl + H2O2 NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO220-13 已知Mg(OH)2的Ksp= 1.8×10-11, NH3.H2O 的Kb=1.8×10-5 ，計(jì)算反應(yīng)：Mg(OH)2 + 2NH4+ Mg2+ +2 NH3.H2O的平衡常數(shù)K ，討論Mg(OH)2在氨水中的溶解性。13、解： =1.8×10-11/（1.8×10-5）2 =5.6×10-2Mg(OH)2 微溶于氨水20-14往BaCl2 和CaCl2