天津大学无机化学课后习题答案第十三章过渡元素.doc

第13章 过渡元素 习题参考答案1解：(1) TiO2+ H2SO4(浓) TiOSO4+ H2O(2) TiCl4 + 3H2O H2TiO3 + 4HCl(3) VO43-+ 4H+(过量) VO2+ +2H2O(4) 2VO2+ SO32-+ 2H+ 2VO+ +SO42-+H2O(5) 5VO2+ MnO4-+H2O 5VO2+ + Mn2+ 2H+(6)V2O5 + 6H+ + 2Cl- 2VO2+ + Cl2+ 3H2O(浓HCl)(7) V2O5 + 6OH-2VO43- + 3H2OV2O5 + 2OH-2VO3- + H2O2解: 最终产物分别为VO2+、V3+ 、V2+3解：(1) 2Cr(OH)4- + 3Br2+ 8OH- 2CrO42- + 6Br-+ 8H2O(浓HCl)(2) Cr2O72- + 3H2S+ 8H+ 2 Cr3+ + 3S+ 7H2O (3) Cr2O72-+ 6I-+ 14H+ 2 Cr3+ + 3I2 + 7H2O (4) Cr2O72- + 14H+ + 6Cl- 2 Cr3+ 3Cl2 + 7H2O (浓HCl) (5) Cr2O3+ 3K2S2O7+ 6H+ 2Mn2+ +5O2+ 8H2O(6) 2Cr3+ 3S2-+ 6H2O 2 Cr(OH)3+ 3H2S 4解：加入试剂NaNO2H2O2FeSO4NaOHBa(NO3)2现 象橙红蓝紫色橙红蓝紫色有气泡生成橙红绿色橙红黄色黄色沉淀主要产物Cr3+、NO3-Cr3+、O2Cr3+、Fe3+CrO42-BaCrO45解：(Fe(bipy)32+)=4.321018; 即Fe(bipy)32+更稳定6解：A是K2MnO4(1)3 MnO42- + 2CO2 MnO2+ 2MnO4- + 2CO32-(A) (B) (C)MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2+ 2H2O(B) (D)(2)3Mn2+ + 2MnO4- + 2H2O 5MnO2 + 4H+(C) (B)Cl2 + 2MnO42- 2MnO4- + 2Cl-(D) (A) (C)7解：(1) 2MnO4- + 16H+ + 10Cl- 2Mn2+ +5Cl2+ 8H2O(浓HCl)(2) 2MnO4- + 3NO2- + H2O 2MnO2+ 3NO3- + 2OH-(3) 2Mn2+ + 5NaBiO3 + 14H+ 2MnO4- + 5Bi3+ + 5Na+ + 7H2O(4) 2MnO4- + NO2- + 2OH- 2MnO42-+ NO3- + H2O(5) 2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ 2Mn2+ +5O2+ 8H2O8解：此棕黑色粉末为MnO2。有关反应式：2MnO2 +2H2SO4 (浓) 2MnSO4 +O2+ 2H2O棕黑色2Mn2+ + 5PbO2 + 4H+ + 5SO42-5PbSO4+2MnO4- + 2H2O2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ 2Mn2+ +5O2+ 8H2O9解：由题意知：Mn3+ + e- Mn2+ = 1.5VMn(CN)63- + e- Mn(CN)64- = 0.24VMn3+ + 6CN- Mn(CN)63-c(Mn3+)= 10解：(1)12MoO42- + 3NH4+ + PO43- + 24H+(NH4)3PO412MoO36H2O + 6H2O(2) 2MoO42- + 3Zn + 16H+ 2Mo3+ + 3Zn2+ + 8H2O(3)WO3 + 3H2W + 3H2O(4) WO3 + 2NaOH Na2WO4 + H2O(5) WO42- + 2H+ + xH2O H2WO4xH2O(6)MoO3(s) + 2NH3 + H2O (NH4)2MoO411解：A为Co2O3。(1) Co2O3 + 6HCl(浓)2CoCl2 + Cl2 + 3H2O(A) (B) (C)Cl2 + 2I- 2Cl- + I2(C) 在CCl4层中呈紫红色(2) Co2+ + 2OH- Co(OH)2(B) 粉红色(3) Co2+ + 6NH3H2O(过量) Co(NH3)62+ + 6H2O(B) 土黄色4Co(NH3)62+ + O2 + 2H2O 4Co(NH3)63+ + 4OH- 红褐色(4) Co2+ + 4SCN-Co(NCS)42-(B) 宝石蓝12解：(1)2Fe3+ + H2S 2Fe2+ + S + 2H+(2)4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3(3) Co2+ + 4SCN-Co(NCS)42-(4) Ni2+ + 6NH3H2O(过量) Ni(NH3)62+ + 6H2O(5) 4Co(NH3)62+ + O2 + 2H2O 4Co(NH3)63+ + 4OH-(6) 2Ni(OH)2 + Br2 + 2OH- 2NiO(OH)+ 2Br- + 2H2O(7) Co2O3 + 6H+ + 2Cl- 2Co2+ + Cl2 + 3H2O(8) Fe(NCS) 63 + 6F- FeF63- + 6SCN-13解：（1）分别用Na2S(过量)，（NaOH，H2O2），HNO3，NH4Cl（S）； （2）分别用NH3H2O，HOAC，（NaOH，H2O2）；（3）分别用(NH3H2O(过量), NH4Cl（S）),CrO42-,OH-14解：(1)2Cu + Cu2(OH)2CO3(2) Cu2O + 2Cl- + 2H+ 2CuCl2+ H2O(3) Cu2O +2H+ Cu2+ + Cu+ H2O(4) 2Cu2+ + 4I- 2CuI+ I2(5) 2Cu2+ + 6CN-(过量) 2Cu(CN)2 - + (CN)2(6) AgBr + 2S2O32- Ag(S2O3)2 3- + Br-(7) Zn2+ + 4NH3H2O(过量) Zn(NH3)42+ + 4H2O(8) Hg2+ + 4I- (过量) HgI4 2-(9) Hg22+ + 4I- (过量) HgI4 2- + Hg(10) Hg2+ + 2OH- HgO+ H2O(11) Hg2Cl2 + SnCl2 2Hg+ SnCl4(12) HgS + S2- HgS22- 15解：简单工艺流程如下：(1) 配制工业纯ZnCl2溶液，用稀HCl调节溶液pH = 12，加入少量Zn粉，除去重金属离子(Pb2+、Cu2+等)杂质。(2) 过滤，除去重金属离子后的清夜中加入少量H2O2(3%)，将Fe2+氧化为Fe3+。 (3) 用NH3H2O调节溶液pH = 4，通H2O(g)加热，使Fe3+沉淀完全，过滤除去Fe(OH)3。 (4) 滤液中加入饱和NH4HCO3溶液，调节溶液pH = 8，生成白色沉淀。 (5) 过滤，将沉淀离心甩干，再用热水洗涤多次，直到用AgNO3试剂检查Cl-含量达标为止。(6) 沉淀经干燥焙烧，即得产品ZnO试剂。16解：(1) Zn2+2OH-(适量) Zn(OH)2Zn(OH)2+2OH-(过量) Zn(OH)42-(2) 2Cu2+2NH3H2O+SO42- 2Cu2(OH)2SO4+2NH4+ Cu2(OH)2SO4 +8NH3H2O (过量) 2Cu(NH3)42+ +2OH-+SO42-+ 8H2O(3) 2HgCl2 + SnCl2 2 Hg2Cl2+ SnCl4;Hg2Cl2 + SnCl2 2Hg+ SnCl4(4) HgCl2 + 2I- HgI2+ 2Cl-HgI2+ 2I- (过量) HgI4 2- 17解：因混合液中含有大量F-，它可与Fe3+配合，使c(Fe3+)降低，导致Fe3+的氧化能力下降，所以加入KI溶液时，Cu2+可氧化I-而生成白色CuI沉淀和单质I2。反应式如下：Fe3+ + 6F- FeF63-2Cu2+ + 4I- 2CuI+ I2这可用电极电势值说明。已知：Fe3+ + e-Fe2+ = 0.771VFeF63-+ e- Fe2+ + 6F-将两电极组成原电池，电动势为零(E = 0)时，则：E(Fe3+/Fe2+) = E(FeF63-/Fe2+)(Fe3+/Fe2+) + 0.0592V lg= (FeF63-/Fe2+) + 0.0592V lg(FeF63-/Fe2+) = (Fe3+/Fe2+) + 0.0592V lg= 0.076V(I2/I-)故有Cu2+氧化I-的反应发生，而无FeF63-氧化I-的反应发生。 18解：A为CuCl2，B为Cu(OH)2，C为 CuS，D为AgCl。(1) Cu2+ + 2OH- Cu(OH)2(A) 浅蓝色沉淀B(2) Cu(OH)2 +2H+ Cu2+ +2H2O(B)Cu(OH)2 + 4NH3 Cu(NH3)42+ + 2OH-(B)(3) Cu2+ + H2S CuS+ 2H+(A) 黑色沉淀C(4) 3CuS + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO+ 3S+ 4H2O(5) Ag+ + Cl- AgCl(A) 白色沉淀D(6) AgCl + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl- (D)19解：这无色溶液中含有Hg(NO3)2。(1) 2Hg2+ + NO3- + 4NH3 + H2O HgONH2HgNO3+ 3NH4+ 白色(2) Hg2+ + 2OH- HgO+ H2O 黄色(3) Hg2+ + 2I- HgI2 橘红色HgI2+ 2I-(过量) HgI42-(4) Hg2+ + Hg Hg22+2Hg22+ + 4NH3 + H2O + NO3- HgONH2HgNO3+ 2Hg+3NH4+ 白色 黑色20解：A为HgCl2、B为HgO、C为HgS、D为HgS22-、E为AgCl、F为Ag(NH3)2+、G为Hg2Cl2、H为Hg。21解：(1)加过量NaOH; (2)加NH3H2O ;(3) 加过量NH3H2O; (4)加HNO3;(5) 加NH3H2O ;(6) 加稀HCl(或根据颜色);(7) 加过量NH3H2O; (8)加Na2S或HCl22解：(1)由已知电对的值可知： = (Cu+/Cu) -(Cu2+/Cu+)= 0.36 V 0故Cu+发生歧化反应：2Cu+Cu2+ + Cu反应平衡常数可由下式求得：lgK= =6.08 = 1.2106K值较大，表明Cu+在水溶液中发生歧化反应较完全。(2)下面两个平衡反应：CuCl(s)Cu+ + Cl- (A) = 1.7210-72Cu+Cu2+ + Cu (B) = 1.2106(A)式 2 +(B)式得：2CuCl(s) Cu2+ + Cu + 2Cl- (C)则：=(CuCl)2= 3.610-8该反应的逆反应为Cu2+ + Cu + 2Cl- 2CuCl (D)= 1/= 1/(3.610-8) =2.8 107计算结果表明：当Cu()形成沉淀或配合物时，可使Cu()转化为Cu()的化合物，即发生歧化反应的逆过程。23解：(1)（-）Ag, AgI(S)I-(1 molL-1)Ag+(1 molL-1)Ag（+）(2)电池反应为Ag+ I-AgI(3) Ksp(AgI) = 8.6310-1724解：(AuCl2-)=3.091011; (AuCl4-)=1.41102625解：(1) 常温下气态Cu(I)比Cu(II)稳定; (2)常温下Cu2O、CuO均稳定；（3）高温下Cu2O比CuO稳定；（4）水溶液中Cu(I)不稳定，会自发歧化为Cu(II)和Cu26解：(1) 2MoS2 + 7O2 2 MoO3+ 4SO2MoO3+2NH3H2O (NH4)2 MoO4+ H2O(NH4)2 MoO4+ 2HCl 2H2MoO4+ 2 NH4ClH2MoO4 MoO3+ H2O (2) CaWO4+ 2Na2CO3 Na2WO4+CaO+ CO2Na2WO4+2HCl H2WO4+ 2NaCl H2WO4+2NH3H2O(NH4)2WO4+ 2H2O(NH4)2WO4WO3 +2NH3+ 6H2O27解：(1) 3MnO2+ 6KOH+KClO3 3K2MnO4+KCl+3 H2O (2) 2 MnO42-+2H2O2 MnO4-+ 2OH-+ H2(电解法, 产率高、质量好)(3) 2MnO2+ 2H2SO42 MnSO4+ O2+ 2 H2O28解：2Fe3+ + 3S2- + 6H2O 2Fe(OH)3+ 3H2SCo2+ + S2- CoSFe2+ + S2- FeSNi2+ + S2- NiS2Cr3+ + 3S2- + 6H2O 2Cr(OH)3+ 3H2S29解：(1) Cu2+ + 2OH- Cu(OH)2Cu(OH)2 + 2OH- Cu(OH)42-Cu2+ + 4NH3H2O Cu(NH3)42+ + 4H2OZn2+ + 2OH- Zn(OH)2Zn(OH)2 + 2OH- Zn(OH)42-Zn2+ + 2NH3H2O Zn(OH)2+ 2NH4+Zn2+ + 4NH3H2O(过量) Zn(NH3)42+ + 4H2OHg2+ + 2OH- HgO+ H2O2Hg2+ + 4NH3 + NO3- + H2O HgONH2HgNO3+ 3NH4+Hg22+ + 2OH- HgO+Hg+ H2O2Hg22+ + 4NH3 + NO3- + H2O 3NH4+ + 2Hg+ HgONH2HgNO3(2)2Cu2+ + 4I- 2CuI+ I2Ag+ + I- AgIHg2+ + 2I- HgI2 HgI2 + 2I- HgI42-Hg22+ +2I- Hg2I2Hg2I2 +2I- HgI42- + Hg-