无机化学：习题3_p区元素-张

无机化学习题课无机化学习题课(3)(3)p p区元素区元素11.B族元素族元素1）B+Cl2=2B+3Cl2=2BCl32)B+NaOH+NaNO3=2B+2NaOH+3NaNO3=2NaBO2+3NaNO2+H2O2)GaCl3+NaOH=GaCl3+3NaOH=Ga(OH)3 +3NaCl NaOH 过量时：过量时：Ga(OH)3+3NaOH=Na3GaO3+3H2O一、化学反应方程式高温高温高温高温熔融熔融熔融熔融24）BF3+NH3=BF3+NH3=H3NBF35)Al+Cr2O72-+H+=2Al+Cr2O72-+14 H+=Al3+2Cr3+7H2O6)LiAlH4+BCl3=3LiAlH4 +4BCl3=2B2H6+3 LiCl3+3AlCl37)Tl+HCl=2Tl+2HCl=2TlCl +H28)AlCl3 6H2O=Al(OH)2Cl+4H2O+2HCl 加热加热31）CO+PdCl2+H2O=CO+PdCl2+H2O=CO2+2HCl+Pd2)MnCl2(aq)+NaHCO3=MnCl2(aq)+NaHCO3=2MnCO3+3NaCl(aq)+HCl(aq)3.Si+NaOH=Si+2 NaOH+H2O=Na2SiO3+H24)Si+HNO3+HF=3Si+4HNO3+18HF=3H2SiF6+4NO+8H2O5）Na2SiO3+CO2+H2O=Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO32.C族元素族元素46）SiCl4+H2O=SiCl4+4H2O=H4SiO4+4HCl 7)Pb+HCl=Pb+2HCl=PbCl2+H2 PbCl2+2HCl=H2PbCl48)PbO2+MnSO4 +HNO3=5PbO2+2MnSO4+4HNO3=2PbSO4+2Pb(NO3)2+Pb(MnO4)2+2H2O9)Ca3(PO4)2+C+SiO2=2Ca3(PO4)2+10C+SiO2=6CaSiO3+10 CO+P42.C族元素族元素510）GeS2+(NH4)2S=GeS2+(NH4)2S=(NH4)2GeS311)Pb3O4+HCl=Pb3O4+8HCl=3PbCl2+Cl2+4H2O PbCl2+2HCl=H2PbCl42.C族元素族元素61）NaOH+P4+H2O=NaOH+P4+3H2O=3NaH2PO2+PH3 2)NaOH(过量过量)+H3PO2=NaOH(过量过量)+H3PO2=NaH2PO2+H2O3)NaOH(过量过量)+H3PO3=2NaOH(过量过量)+H3PO3=Na2HPO3+2H2O4)HNO3(浓浓)+NaNO2=2HNO3(浓浓)+NaNO2=2NO2 +NaNO3+H2O3.N族元素族元素71）ClO3-+H2S=8ClO3-+5H2S=5SO42-+2H+4Cl2 +4H2O2)PbS+H2O2=PbS+4H2O2=PbSO4 +4H2O3)H2S+H2SO4(浓）浓）=H2S+3H2SO4(浓）浓）=4SO2+4H2O4)H2O(冷冷,过量过量)+Na2O2=H2O(冷冷)+Na2O2=H2O2+2NaOH H2O(热，少量热，少量)+2Na2O2=O2 +4NaOH4.氧族元素氧族元素85）(NH4)2Sx+HCl=(NH4)2Sx+2HCl=NH4Cl+H2S+(x-1)S 6)Al2O3+3K2S2O7=Al2O3+3K2S2O7=Al2(SO4)3+3K2SO47)Ag+S2O32-=Ag+S2O32-=Ag2S2O3(白白)Ag2S2O3+H2O=Ag2S(黑黑)+H2SO4 Ag+3S2O32-(过量过量)=Ag(S2O3)23-4.氧族元素氧族元素熔融熔融熔融熔融91）MnO2+HCl(浓浓)=MnO2+4HCl(浓浓)=MnCl2+Cl2+2H2O2)Au+HCl(浓浓)+HNO3(浓浓)=Au+4 HCl(浓浓)+HNO3(浓浓)=HAuCl4+NO +2H2O3)KClO3=KClO3=3KClO4+KCl 2KClO3=2KCl+3O2 ,MnO2 5.卤素卤素104)KBr(s)+H2SO4(浓浓)=2KBr(s)+H2SO4(浓浓)=Br2+2KHSO4+SO2 +2H2O8KI(s)+9H2SO4(浓浓)=4I2+8KHSO4+H2S +4H2O5)Br2+Na2CO3=3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+5NaBr+CO2 5.卤素卤素111）碳和硅都是碳和硅都是IVA 族元素，为什么由碳链构成的化合物有族元素，为什么由碳链构成的化合物有上千万种，上千万种，而由硅链而由硅链 构成的化合物仅有数种？构成的化合物仅有数种？答：答：（1）碳为第二周期元素碳为第二周期元素：原子半径很小，所以碳碳之：原子半径很小，所以碳碳之间的间的 键，其原子轨道的键，其原子轨道的“头碰头头碰头”重叠程度较大，键教重叠程度较大，键教强；而且强；而且 键的轨道键的轨道“肩并肩肩并肩”重叠的程度也较大。所以重叠的程度也较大。所以碳碳键不容易断裂，能够形成形形色色的不同长度的碳链。碳碳键不容易断裂，能够形成形形色色的不同长度的碳链。（2）硅硅 为第三周期元素为第三周期元素：原子半径比碳大，所以：原子半径比碳大，所以Si-Si之间之间的的 键，其原子轨道的键，其原子轨道的“头碰头头碰头”重叠程度比碳小，键能重叠程度比碳小，键能比较弱；而且比较弱；而且 键的轨道键的轨道“肩并肩肩并肩”重叠的可能性很小，重叠的可能性很小，无法形成无法形成Si=Si,Si Si键；所以键；所以硅链硅链 构成的化合物仅有数构成的化合物仅有数种种。二、问答题与计算题 122）NCl3，PCl3，AsCl3，SbCl3，BiCl3 的水解有何不同的水解有何不同？答：答：NCl3的水解产物为的水解产物为HClO,NH3；PCl3，AsCl3的水解产的水解产物都为两种酸；物都为两种酸；N 和和Cl的电负性相近，中的氮上孤电子对向水分子上的氢配的电负性相近，中的氮上孤电子对向水分子上的氢配位，位，N与与H成键并脱去成键并脱去Cl，最终生成，最终生成NH3；NCl3中半径较中半径较大的大的Cl与与OH-结合，生成结合，生成Cl-OH。P和和As的电负性小于的电负性小于Cl，AsCl3 和和PCl3水解后深成的水解后深成的P3+和和As3+与水解生成的与水解生成的OH-结合，结合，Cl-则与则与H+结合，生成两种酸；结合，生成两种酸；Sb和和Bi的周期数较高，金属性强，的周期数较高，金属性强，Sb3+和和Bi3+与与OH-的结合较的结合较弱，弱，SbCl3和和BiCl3的水解不彻底，分别生成的水解不彻底，分别生成SbOCl和和BiOCl和和HCl。133）设计方案分离下列各组离子：）设计方案分离下列各组离子：a)Ag+，Pb2+，Fe2+；b)Al3+,Zn 2+,Fe3+,Cu2+;1415164）为什么硫酸盐的热稳定性比碳酸盐高？而硅酸盐的热稳）为什么硫酸盐的热稳定性比碳酸盐高？而硅酸盐的热稳定性更高定性更高？答：对于相同金属的碳酸盐和硫酸盐，正离子的极化能力相答：对于相同金属的碳酸盐和硫酸盐，正离子的极化能力相同，负离子（同，负离子（CO32-，SO42-）的半径都比较大，电荷也相）的半径都比较大，电荷也相同，所以，二者的差别主要由含氧酸根的中心离子的电荷同，所以，二者的差别主要由含氧酸根的中心离子的电荷决定，决定，S(+6)比比C(+4)电荷高，对电荷高，对O的反极化能力强，其含的反极化能力强，其含氧酸盐就越稳定；氧酸盐就越稳定；2）硫酸盐和碳酸盐的分解分别生成）硫酸盐和碳酸盐的分解分别生成SO2和和CO2（可能还有（可能还有O2），反应的熵增加，是熵驱动的反应；而硅酸盐分解），反应的熵增加，是熵驱动的反应；而硅酸盐分解为金属氧化物和为金属氧化物和SiO2，反应的熵变较小，因此其热稳定性，反应的熵变较小，因此其热稳定性更高。更高。175）用价层电子对互坼理论判断）用价层电子对互坼理论判断SOF2和和SOCl2的空间构型，的空间构型，并比较二者中并比较二者中S、O间的间的 d-p 键的强度键的强度？答：答：1）中心）中心S的键层电子对的键层电子对4，都是四面体结构，配位数，都是四面体结构，配位数3，有有1对孤电子，空间构型均为三角锥形；对孤电子，空间构型均为三角锥形；2）二者的分子中，）二者的分子中，S采用不等性采用不等性SP3杂化，杂化，S分别于两个卤分别于两个卤素离子形成两个素离子形成两个 键；而键；而S提供一对电子与氧结合成成提供一对电子与氧结合成成 配配位键（位键（SO），端基），端基O的键层电子发生重排，空出一个轨的键层电子发生重排，空出一个轨道接受道接受S的电子对，由于的电子对，由于S有空的有空的d轨道，可以接受轨道，可以接受O的的p轨轨道中的对点子，形成道中的对点子，形成p-d 配位建（配位建（OS，键）；键）；3）在）在SOF2中，中，F原子的电负性比原子的电负性比Cl大，吸电子的能力比大，吸电子的能力比Cl强，使得强，使得S中心的电子密度较低，更易接受中心的电子密度较低，更易接受O的反馈的反馈 键。键。故故SOF2中的中的d-p 键较强。键较强。186）设计方案，分离下列各组离子：）设计方案，分离下列各组离子：A）Mg2+，Ag+，Al3+；B）Ca2+，Sn2+，Na+;19207）I2溶解于溶解于CCl4中得到紫色的溶液，而溶于乙醚中得到红棕中得到紫色的溶液，而溶于乙醚中得到红棕色溶液，为什么色溶液，为什么？答：答：CCl4为非极性溶剂，为非极性溶剂，I2在其中主要以分子的形态存在，在其中主要以分子的形态存在，故其颜色与固体碘相同；故其颜色与固体碘相同；而乙醚为极性分子，其氧原子上有两对孤对电子，可以与而乙醚为极性分子，其氧原子上有两对孤对电子，可以与I形成溶剂化合物，故而呈现出红棕色。形成溶剂化合物，故而呈现出红棕色。218）分别向）分别向FeCl2和和NaHCO3溶液中加入碘水，碘水的颜色不溶液中加入碘水，碘水的颜色不变；而把变；而把FeCl2和和NaHCO3混合后，在加入碘水，其颜色混合后，在加入碘水，其颜色褪去。为什么褪去。为什么？答：因为答：因为E(Fe3+/Fe2+)E(I2/I-)为为I2不能把不能把Fe2+氧化，而氧化，而NaHCO3溶液的碱性较弱，溶液的碱性较弱，I2 不会发生畸变，故颜色不会不会发生畸变，故颜色不会退去；退去；当当FeCl2和和NaHCO3混合后，混合后，Fe2+生成生成Fe(OH)2沉淀，导致铁沉淀，导致铁点对的电极电势发生改变：点对的电极电势发生改变：Fe2+2HCO3-=Fe(OH)2+2CO2使使E(Fe(OH)3/Fe(OH)2)E(I2/I-)，Fe(OH)2使使I2还原，导致还原，导致退色退色。22