无机化学下册小测验答案.pdf

武汉大学2015-2016学年度上学期 无机化学02小测验试卷（1） 学号 姓名 院系 分数 （答案做在试卷上） 一、选择题 ( 共23题 23分 ) 1. (6749) 在CuZn原电池中下列叙述不正确的是 （ D ） (A) 盐桥中的电解质可保持两个半电池中的电荷平衡 (B) 盐桥为原电池构成一个闭合回路，使两电极反应能继续进行 (C) 盐桥中的电解质不能参与电池反应 (D) 电子通过盐桥流动 2. (6745) K2Cr2O7与浓盐酸发生如下反应的理由是（ D ） K2Cr2O7 + 14HCl 2CrCl3 + 3Cl2 +2KCl +7H2O (A) 因为 (Cr O2 72/Cr3+) = 1.33 V 0 3. (6746) 电极反应ClO3 + 6H+ +6e = Cl + 3H2O的 mrG = -839.6 kJmol-1， 则 (ClO3/Cl)= （ A ） (A) 1.45 V (B) 0.026 V (C) 0.052 V (D) -0.05 V 4. (6704) 已知：Cu2+ Cu+ Cu 则在水溶液中 Cu2+、Cu+ 的稳定性大小 为 （ A ） (A) Cu2+ 大，Cu+ 小 (B) Cu+ 大，Cu2+ 小 (C) 两者稳定性相同 (D) 无法比较 5. (6721) 已知H2O2的电势图： 酸性介质中 O2 H2O2 H2O 碱性介质中 O2 H2O2 2OH 说明H2O2的歧化反应（ C ） 0.15 V 0.52 V 0.67 V 1.77 V -0.08 V 0.87 V (A) 只在酸性介质中发生 (B) 只在碱性介质中发生 (C) 无论在酸碱介质中都发生 (D) 无论在酸碱介质中都不发生 6. (0714) 已知 (Ti+/Ti) = -0.34 V， (Ti3+/Ti) = 0.72 V，则 (Ti3+/Ti+)为（C ） (A) (0.72 + 0.34) / 2 V (B) (0.72 - 0.34) / 2 V (C) (0.72 3 + 0.34) / 2 V (D) 0.72 3 + 0.34 V 7. (1165) 下列配合物的稳定性，从大到小的顺序，正确的是（ C ） (A) HgI42- HgCl42- Hg(CN)42- (B) Co(NH3)63+ Co(SCN)42- Co(CN)63- (C) Ni(en)32+ Ni(NH3)62+ Ni(H2O)62+ (D) Fe(SCN)63- Fe(CN)63- Fe(CN)64- 8. (1185) Fe()形成的配位数为6的外轨配合物中，Fe3+ 离子接受孤对电子的空轨道是（B ） (A) d2sp3 (B) sp3d2 (C) p3d3 (D) sd5 9. (7112) d7型离子低自旋八面体配合物的CFSE是（ B ） (A) -16Dq (B) -18 Dq (C) -20 Dq (D) -22 Dq 10. (1144) Co(NH3)4(H2O)23+具有几何异构体的数目是 （B ） (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 11. (7111) 下面叙述正确的是 （ D ） (A) Fe (H2O)4(C2O4)+的配位数为5 (B) 产生d-d跃迁光谱时，Co(CN)63与Co(NH )3 63相比较，前者将吸收波长较长的光 (C) s轨道和p轨道在八面体场中发生分裂 (D) 在四面体和八面体场中，d2型离子配合物不存在高低自旋之分 12. 2 分 (1123) Fe3+具有d5电子构型，在八面体场中要使配合物为高自旋态，则分裂能和电子成对能 P所要满足的条件是 （ C ） (A) 和P越大越好 (B) P (C) Fe (C2O4)33 (B)HgCl42HgI42 (C) Al F63 Al Br63 (D) Al (OH)4 Zn (OH)42 14. (1187) Ni(CN)42- 是平面四方形构型，中心离子的杂化轨道类型和d电子数分别是（ D ） (A) sp2，d7 (B) sp3，d8 (C) d2sp3，d6 (D) dsp2，d8 15. 2 分 (1149) 下列几种物质中最稳定的是 （ D ） (A) Co(NO3)3 (B) Co(NH3)6(NO3)3 (C) Co(NH3)6Cl2 (D) Co(en)3Cl3 16. (1121) 下列离子或化合物中，具有顺磁性的是（ B ） (A) Ni(CN) 24 (B) CoCl 24 (C) Co(NH3) 36 (D) Fe(CO)5 17. (4124) Mn()的正八面体配合物有很微弱的颜色，其原因是 （ B ） (A) Mn()的高能d轨道都充满了电子 (B) d-d跃迁是禁阻的 (C) 分裂能太大，吸收不在可见光范围内 (D) d5离子d能级不分裂 18. (1143) 已知M为配合物的中心原子(或离子)，A、B、C为配位体，在具有下列化学式的配合 物中，仅存在两种几何异构体的为（ C ） (A) MA5B (B) MA2BC2 (C) MA2BC(平面正方形) (D) MA2BC(四面体) 19. (4187) 如果下列配合物确实存在，预计配合物中有最大的10 Dq值的是（ B ） (A) Ni(NH3) 36 (B) Rh(NH3) 36 (C) Co(NH3) 36 (D) Fe(NH3) 36 20. (7100) 3d电子的排布为 32gt 0ge 的八面体配合物是 （ D ） (A) MnCl64 (B) Ti (H2O)63+ (C) Co (CN)63 (D) CrF63 21. (1115) 按晶体场理论，在八面体场中因场强不同有可能产生高自旋和低自旋的电子构型 是 （ C ） (A) d1 (B) d3 (C) d5 (D) d8 22. (1120) 已知某金属离子配合物的磁矩为4.90 B.M.，而同一氧化态的该金属离子形成的另一配 合物，其磁矩为零，则此金属离子可能为（ C ） (A) Cr() (B) Mn() (C) Fe() (D) Mn() 23. (1186) NiCl42-是顺磁性分子，则它的几何形状为（ B ） (A) 平面正方形 (B) 四面体形 (C) 正八面体形 (D) 四方锥形 武汉大学2015-2016学年度上学期 无机化学02小测验试卷（1） 学号 姓名 院系 分数 （答案做在试卷上） 一、 选择题答案填写在下面的表格中 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 二、填空题 ( 共 33空 33分 ) 1. (3748) 在Re2Cl 29 中Re的氧化数是+3.5。在HS3O10中S的氧化数是+6。 2. (6755) 钢铁在潮湿的空气中由于发生原电池反应而产生电化学腐蚀，此时正极 是 ，负极是 。若其表面吸附的水膜呈酸性，则电 极反应式分别为： 正 极 ， 负 极 。若其表面吸附的水膜呈中性（或近中 性），则电极反应式分别为：正极 ，负 极 。 参考答案：碳，铁，正极 2H+ + 2e H2，负极 Fe Fe2+ + 2e， 正极 2H2O + O2 + 4e 4OH，负极Fe Fe2+ + 2e 3. (4170) 经实验测定：MnPy2Cl2(Py为吡啶分子)的磁矩为3.88 B.M. ，试指出： (1) 中心原子氧化态_； (2) 中心原子的配位数_； (3) 中心原子的未成对电子数_； (4) 配 合 物 空 间 构 型 _； (5) 中心原子的杂化轨道类型_。 参考答案：(1) +2 (2) 4 (3) 3 (4) 平面正方形 (5) dsp2 4. 写出下列电对在酸性介质中的电极反应式及各电极反应的能斯特方程： （1）CuBr/Cu ， （2）H2O2/H2O ， 5. 根据下面Cr元素电势图的一部分： 计算下列各原电池的电动势E 及其电池反应的rGm。 （1） CrCr2+Cr3+, Cr2+Pt; E= 0.50 V , rGm= -96.5kJmol-1 。 （2） CrCr3+Cr3+, Cr2+Pt; E= 0.33 V 。 （3） CrCr2+Cr3+Cr; E= 0.17 V 。 6. 将氧化还原反应2Fe2+ + Cl2 2Fe3+ + 2Cl-，设计成原电池，写出： 正极反应： ，负极反应： 电池符号： 6. 命名配合物：Ni(en)3Cl2： Co(ONO)(NH3)5Cl2： Pt(py)4PtCl4： 7. 计算下列配合物的理论磁矩 （1） Co(NH3)6Cl2： , (2) NaCo(CO)4： 8. 判断下列配合物中中心金属的杂化方式 （1）K4Mn(CN)6： ，(2) Cr(H2O)6Cl3： ， （3）K2Ni(CN)4： ，（4）Fe(CO)5： 。 三、计算题 ( 共 8题 45分 ) 1. 5 分 (0780) 试以中和反应H+(aq) + OH+(aq) = H2O(l) 为电池反应，设计成一种原电池(用 电池符号表示)。分别写出电极半反应，并求算出它在25时的标准电动势。 参考答案： 原电池符号：(-) Pt，H2OH(aq)H+(aq)H2，Pt (+) 正极反应：2H+ + 2e = H2 负极反应：H2 + 2OH = 2H2O + 2e 电池反应：H+ + OH = H2O 正极电极电势在25时， (2H+/H2) = 0.00 V 负极电极电势在25时， (H2O/H2, OH) = (H+/H2) + 0.0591 lgH+ = (H+/H2) - 0.0591 pH = 0.00 - 0.059 14 = -0.83 (V) 所以该原电池的标准电动势 (25)： E = 正 负= 0 (-0.83) = 0.83 (V) 2. 5 分 (0722) 已知在298K，101.3 kPa时，电极反应O2 + 4H+ + 4e 2H2O的 = 1.229 V；计算电极反应O2 + 2H2O + 4e 4OH 的 值。 参考答案： (O2/OH)= (O4/H2O) = (O2/H2O) + z0591.0 lg( 2O p H+4) = 1.229 + 40591.0 lg(1.0 10-14)4 = 0.402 (V) 3. 5 分在晶体场理论的有关配位体光谱化学序列中，F-是最弱的配体之一，但配 离子NiF62-却是抗磁性的，试解释原因。 参考答案：晶体场分裂能随中心离子电荷的增高而增大，因此NiF62-中的金 属Ni中心采用低自旋组态，无成单电子，抗磁性。 4. 5 分在气态：V(g)2+ - e = V(g)3+ 与Cr(g)2+ - e = Cr(g)3+相比，哪一个更难？在水溶 液中：V(aq)2+ - e = V(aq)3+ 与Cr(aq)2+ - e = Cr(aq)3+相比，哪一个更难？简述理由。 参考答案：V和Cr属于同一周期元素，在气相中，随着核电荷数的增加，d 电子数增多，有效核电荷数增大，故气相中，Cr(g)2+ - e = Cr(g)3+ 比V(g)2+ - e = V(g)3+ 更难。 但在水溶液中，M2+与水形成弱场八面体配离子，V(aq)2+与Cr(aq)2+ 的d电子组态 分别为t2g3eg0和t2g3eg1，显然，V(g)2+ - e = V(g)3+比Cr(g)2+ - e = Cr(g)3+更难。 5. 5 分自由CO分子红外吸收峰在2143cm-1处，而CO作为配体形成配合物后， CO键伸缩振动频率 (CO)会发生变化，试解释： (1) Ni(CO)4，Co(CO)4，Fe(CO)42-的 (CO)分别为：2046cm-1，1883cm-1， 1788cm-1，依次减小，为什么? (2) Co2(CO)8的红外谱图，在2000cm-1和1800cm-1处显示两个吸收峰，为什 么? 参考答案：（1）随金属离子负电荷增加，d 轨道能级升高，d 电子容易反 馈到CO的 * 轨道上去，CO键强度降低更多。 (2) 在Co2(CO)8中，除有端基CO外，有两个CO处于桥基位置，故有两个 能量比自由CO分子要低的吸收峰。桥基CO同时接受两个Co原子反馈的d电 子，故 CO 降低得比端基CO更多。 Co Co CO COOC OC OC CO CO CO 6. 5 分比较 Co2 ，Co(CN) 64，Co(NH3)62离子的还原能力的相对强弱 ，并 从晶体场理论的 d 轨道分裂 、分裂能 o 的相对大小角度给予解释。 参考答案：还原能力 ，Co(CN) 64 Co(NH3)62 Co2 。 因为配位场强度是 CN NH3 H2O ，CN作配体引起的 d 轨道分裂能最 大 ，NH3作配体引起的d轨道分裂能其次 ，H2O作配体引起的d轨道分裂能最 小 。Co2的d电子构型为d 7 ，所以 ，在Co(CN) 64配离子中 ，处于eg轨道 上的电子能量最高 ，最容易失去 ，故 Co(CN) 64配离子还原能力最强 ；而 Co(NH3)62和 Co(H2O)62的还原能力则依次减弱 。 7. 5 分将金属镓与三氯化镓共热至450 K，可得到低价的GaCl2 。实验测定该 化合物为抗磁性，且熔融时可以导电，试推断该化合物的组成。 参考答案：GaCl2实际上 Ga并不是二价态 ，是一价态和三价态的复合物 ：Ga GaCl4所以无单电子 ，呈抗磁性 ，且在熔融时可以导电。 8. 10 分 298K 时，在 Ag+/Ag 电极中加入过量 I，设达到平衡时I = 0.10 moldm-3，而另一个电极为Cu2+/Cu，Cu2+ = 0.010 moldm-3，现将两电极 组成原电池，写出原电池的符号、电池反应式、并计算电池反应的平衡常数。 (Ag+/Ag) = 0.80 V， (Cu2+/Cu) = 0.34 V，Ksp(AgI) = 1.0 10-18 参考答案： (Cu2+/Cu) = 0.34 + (0.0591/2) lg(0.010) = 0.28 (V) (AgI/Ag) = 0.80 + (0.0591/1) lg(Ksp / I) = 0.80 + 0.0591 lg(1.0 10-18/ 0.10) = -0.20 (V) 所以原电池符号： Ag, AgI(s)I(0.10 moldm-3)Cu2+(0.010 moldm-3)Cu(s) 电池反应式： 2Ag + Cu2+ + 2I = 2AgI + Cu (AgI/Ag) = (Ag+/Ag) + 0.0591 lg Ksp(AgI) = 0.80 + 0.059 lg(1.0 10-18) = -0.26 (V) E = (Cu2+/Cu) (AgI/Ag) = 0.34 - (-0.26) = 0.60 (V) lg K = zE / 0.0591 = 2 0.60 / 0.0591 = 20.34 所以平衡常数 K = 2.2 1020