北师大《无机化学》第四版习题答案12

第十二章 配位平衡 12 1 在 1L 6 mol L 1的 NH3水中加入 0 01 mol 固体 CuSO4 溶解后加入 0 01 mol 固体 NaOH 铜氨络离子能否被破坏 K稳 Cu NH3 42 2 09 1013 KSP Cu OH 2 2 2 10 20 解 CuSO4在过量的氨水溶液中几乎完全形成 Cu NH3 4 2 则 Cu NH3 4 2 Cu2 4NH3 平衡时 0 01 x x 6 0 04 4x 13 4 2 43 1009 2 496 5 01 0 xx x NHCuK稳 119 10792 3 Lmolx 108 3 01 0 10792 3 2 2321922 OHCuKOHCu sp 铜氨络离子不能被破坏 12 2 在少量 NH4SCN 和少量 Fe3 同存于溶液中达到平衡时 加入 NH4F 使 F SCN 1 mol L 1 问此时溶液中 FeF63 和 Fe SCN 3 浓度比为多少 K稳 Fe SCN 3 2 0 103 K稳 FeF63 1 1016 解 SCNFeFFSCNFe3 6 3 63 12 3 16 3 6 3 3 6 6 3 3 3 6 105 102 101 SCNFeK FeFK SCNFe FeF FSCNFe SCNFeF K 稳稳 稳稳 12 3 在理论上 欲使 1 10 5 mol 的 AgI 溶于 1 cm3氨水 氨水的最低浓度应达到多少 事实上是 否可能达到这种浓度 K稳 Ag NH3 2 1 12 107 KSP AgI 9 3 10 17 解 INHAgNHAgI 2 233 起始浓度 a 0 0 达到平衡时 a 2x x x 全部溶解时 1 01 0 Lmolx 此反应的平衡常数 9177 23 1004 1 103 91012 1 AgIKspNHAgKK 稳稳 因此 9 2 2 1004 1 2 xa x K 事实上不可能达到这种浓度 1 310 Lmola 12 4 通过配离子稳定常数和 Zn2 Zn 和 Au Au 的标准电极电势计算出 Zn CN 42 Zn 和 Au CN 2 Au 的标准电极电势 说明提炼金的反应 Zn 2Au CN 2 Zn CN 42 2Au 在热力学上是 自发的 解 AuCNZnCNAuZn2 2 2 42 VZnZn7618 0 2 VAuAu692 1 162 4 100 5 CNZnK稳 稳 33 2 100 2 CNAuK稳 稳 V CNZnKZnZnZnCNZn 26 1 100 5lg 2 0592 0 7618 0 lg 2 0592 0 16 2 4 2 2 4 稳稳 V CNAuK n AuAuAuCNAu 28 0 100 2lg 1 0592 0 692 1 lg 0592 0 33 22 稳稳 AuCNZnCNAuZn2 2 2 42 将反应设计成原电池AuCNZnCNAuZn2 2 2 42 正极 CNAueCNAu2 2 负极 2 4 24CNZneCNZn 098 0 26 1 28 0 2 42 VZnCNZnAuCNAuE 反应能正向自发 12 5 为什么在水溶液中 Co3 aq 离子是不稳定的 会被水还原而放出氧气 而 3 氧化态的钴配合 物 例如 Co NH3 63 却能在水中稳定存在 不发生与水的氧化还原反应 通过标准电极电势作 出解释 稳定常数 Co NH3 62 1 38 105 Co NH3 63 1 58 1035 标准电极电势 Co3 Co2 1 808V O2 H2O 1 229V O2 OH 0 401V Kb NH3 1 8 10 5 解 1 HOCoOHCo4424 2 2 2 3 设计成原电池 正极 23 aqCoeaqCo VCoCo808 1 23 负极 HOeOH442 22 VOHO229 1 22 0579 0 229 1 808 1 22 23 VOHOCoCoE 2 Co NH3 63 Co NH3 62 Co3 Co2 0 0592lg K稳 Co NH3 63 K稳 Co NH3 62 1 808 0 0592lg 1 58 1035 1 38 105 0 028V OHONHCoOHNHCo 22 2 63 3 63 2 44 4 设计成原电池 正极 0 028V 2 63 3 63 NHCoeNHCo 负极 OHeOOH442 22 OHNHOHNH 423 1 0 0 1 x x x 5 2 108 1 1 x x Kb 13 1024 4 Lmolx VOHOHOOHO54 0 lg 4 0592 0 4 22 反应不能正向进行 12 6 欲在 1L 水中溶解 0 10 mol Zn OH 2 需加入多少克固体 NaOH K稳 Zn OH 42 4 6 1017 KSP Zn OH 2 1 2 10 17 解 2 42 2 OHZnOHOHZn 52 5 102 1106 4 1717 2 4 KspOHZnKK 稳 2 42 2 OHZnOHOHZn 平衡浓度 a 0 2 2x 0 10 x 完全溶解时 x 0 52 5 2 2 0 10 0 2 xa x Kg13L0 33mola 1 12 7 在 pH 10 的溶液中需加入多少 NaF 才能阻止 0 10 mol L 1的 Al3 溶液不发生 Al OH 3沉 淀 K稳 AlF63 6 9 1019 KSP Al OH 3 1 3 10 20 解 OHAlFFOHAl3 6 3 63 897 0 103 1109 6 2019 63 33 3 6 KspK FAl AlOHAlF K 稳 设加入 NaF 的浓度为 a 1 Lmol OHAlFFOHAl3 6 3 63 平衡浓度 a 0 60 6x 0 10 x 10 4 x 很小时 平衡常数表达式可近似为 897 0 6 0 10 10 0 6 34 6 3 3 6 aF OHAlF K a 0 607 mol L 1 12 8 测得 Cu Cu NH3 42 1 00 mol L 1 NH3 1 00 mol L 1 H 1 00 mol L 1 H2 1bar Pt 的电动势为 0 03V 试计算 Cu NH3 42 的稳定常数 解 电池反应式 正极 2 22HeH 负极 eNHCuNHCu2 4 2 433 003 0 2 43 CuNHCuE VCuNHCu03 0 2 43 03 0 lg0296 0 34 0 lg 2 0592 0 2 43 2 43 2 2 43 NHCuK NHCuKCuCuCuNHCu 稳稳 稳稳 12 2 43 1016 3 NHCuK稳 稳 12 9 硫代硫酸钠是银剂摄影术的定影液 其功能是溶解未经曝光分解的 AgBr 试计算 1 5 L 1 0 mol L 1的 Na2S2O3溶液最多能溶解多少克 AgBr K稳 Ag S2O3 23 2 8 1013 KSP AgBr 5 0 10 13 解 设能溶解 a BrOSAgOSAgBr 3 232 2 32 2 1 Lmol 平衡浓度 1 0 2a a a 14108 2100 5 1313 稳 KAgBrKK sp 14 20 1 2 2 a a K 1 44 0 Lmola 1 5L 溶液中溶解的量 1 5 0 44 187 77 124 g 12 10 定性地解释以下现象 1 铜粉和浓氨水的混合物可用来测定空气中的含氧量 答 反应方程式为 OHNHCuNHOHOCu4 2822 2 43322 可根据生成的 Cu NH3 42 的量 得到空气中氧的含量 2 向 Hg NO3 2滴加 KI 反过来 向 KI 滴加 Hg NO3 2 滴入一滴时 都能见很快消失的红 色沉淀 分别写出沉淀消失的反应 答 Hg2 2I HgI2 红色 向 Hg NO3 2滴加一滴 KI 时 HgI2 红色 Hg2 2 HgI 向 KI 滴加一滴 Hg NO3 2时 HgI2 红色 I HgI3 3 用乙醇还原 K2Cr2O7和硫酸的混合溶液得到的含 Cr3 的溶液的颜色是深暗蓝紫色的 放置 蒸发水分后能结晶出 KCr SO4 2 12H2O 紫色八面体晶体 若为加快蒸发水分 将该溶液加热 溶 液颜色变为绿色 冷却后不再产生紫色的铬矾晶体 答 将OHSOKSOCrCOOHCHSOHOCrKOHCHCH 24234234272223 112 23823 溶液加热 转化为绿色的 冷却后不再产生紫色的铬矾晶体 3 62 OHCr 424 OHCrSO 4 Fe CN 63 的颜色比 Fe CN 64 的颜色深 答 Fe3 电荷高半径小 与配体作用强 d 轨道分裂能大 吸收光谱朝短波方向移动 呈现长波的 红色 5 金能溶于王水 也能溶于浓硝酸与氢溴酸的混酸 答 在这些混合酸中 卤离子起配位作用 生成稳定的 AuCl4 或 AuBr4 降低了 Au3 Au 的电极 电势 使反应得以进行 Au 4HBr HNO3 HAuBr4 NO 2H2O 6 向浓氨水鼓入空气可溶解铜粉 湿法炼铜 答 由于生成稳定 Cu NH3 42 降低了 Cu2 Cu 的电极电势 使其能被空气氧化 反应式为 OHNHCuNHOHOCu4 2822 2 43322 7 用粗盐酸与锌反应制取氢气时 可观察到溶液的颜色由黄转为无色 答 出现的黄色是由于粗盐酸中存在 Fe3 会与 Cl 形成 加入锌后 锌能将其还原为 4 FeCl 2 Fe 8 少量 AgCl 沉淀可溶于浓盐酸 但加水稀释溶液又变混浊 答 加水后平衡向左移动 重新生成 AgCl HAgClHClAgCl 2 浓 9 向废定影液加入 Na2S 会得到黑色沉淀 沉淀经锻烧可以金属银的方式回收银 答 废定影液中有 Ag S2O3 23 加入 Na2S 后发生下列反应 2 322 2 3 232 2 2OSSAgSOSAg 10 CuSO4固体可溶于浓盐酸得到黄色溶液或溶于浓氢溴酸得到深褐色溶液 但遇氢碘酸却 现象大不相同 会析出大量碘 答 HSOHCuClHClCuSO222 62 4234 浓 HSOHCuBrHBrCuSO222 62 4234 浓 4224 22 42SOHICuIHICuSO 浓 11 电镀黄铜 Cu Zn 合金 或银以氰化物溶液为电镀液得到的镀层最牢固 电镀液的其他 配方都不及 长期以来人们为寻找替代有毒的氰化物电镀液伤透脑筋 你认为寻找替代物的方向 是什么 答 寻找氧化还原惰性的有机配体 其能生成稳定的螯合物 12 有两种组成为 Co NH3 4ClSO4的钴 III 配合物 只分别与 AgNO3和 BaCl2发生沉淀反 应 这是为什么 答 两种配合物分别为 ClSONHCo 453453 SOClNHCo 13 Cu NH3 42 呈深蓝色而 Cu NH3 2 却几乎无色 答 Cu I 的价电子构型为 3d10 为全充满构型 不吸收光子发生 d d 跃迁 而 Cu 的价 电子构型为 3d9 中心原子 Cu 的电子会吸收一定频率的光 从较低能量的 d 轨道跃迁到较高能量 的轨道 而使 Cu II 配合物呈现所吸收频率光的补色 即蓝色 因此 Cu I 配合物是无色 而 Cu II 配合物显蓝色 14 Pb2 溶液中逐滴添加 Cl 当 Cl 0 3 mol L 1时 溶液中的铅 II 总浓度降至极限 随后随加入的 Cl 浓度增大而增大 答 开始时为同离子效应 使溶液中铅 总浓度下降 随后由于络合效应 Pb2 的浓度随加 入的 Cl 浓度的增大而增大 15 Fe3 遇 SCN 呈现血红