2003-2004第二学期无机化学试题1答案及评分细则(1).doc

20032004第二学期无机化学试题1答案及评分细则一写出有关的化学反应方程式并配平（20分）。每题2分，仅仅写出反应物及产物的化学式而未配平，则得1分；化学式写错不得分。1. 用氢碘酸处理CuO；2HI + CuO CuI + H2O2. 朱砂溶于王水；3HgS + 2HNO3 + 12HCl 3H2HgCl4 + 2NO + 4H2O + 3S3. 向磷与溴的混合物中滴加水； 2P + 3Br2 + 6H2O 2H3PO3 + 6HBr4. 五硫化二锑溶于烧碱溶液； Sb2S5 8NaOH = Na3SbO4 Na3SbS4 4H2O Na2S5. 光气与氨气反应； 4NH3 COCl2 = CO(NH2)2 2NH4Cl6. 单质磷溶于热烧碱溶液； P4 3NaOH 3H2O = PH3 3NaH2PO27. 氯气通入含有氢氧化铋的烧碱溶液；Cl2 + Bi(OH)3 + 3NaOH NaBiO3 + 2NaCl + 3H2O8. 砷化氢通入硝酸银溶液； 2AsH3 12AgNO3 3H2O = As2O3 12HNO3 12Ag9. 向磷酸二氢钠溶液中滴加硝酸银溶液； H2PO4 3Ag = Ag3PO4 2H10. 用烧热的铅除去酒中含有的醋酸。Pb + 2HAc Pb(Ac)2 + H2二简下列制备路线，并写出有关的反应方程式（30分），每题10分。1目前工业上主要采用什么方法生产氢氟酸、盐酸和氢溴酸？如果用H2和Br2直接燃烧法生产HBr而又不降低HBr的产率，实际生产中应采取什么措施？答：氢氟酸主要是通过氟化钙与浓硫酸反应制得：CaF2 + H2SO4 2HF + CaSO4 2分盐酸主要是通过氢气和氯气在光照下反应生成HCl，然后用水吸收：Cl2 + H2 2HCl 2分氢溴酸主要是通过单质溴和白磷在加热条件下加入水生成HBr，在用水吸收得到：2P + 3Br2 + 6H2O 2H3PO3 + 6HBr 2分 直接燃烧法由氢气和溴蒸气合成HBr，主要存在的问题是HBr在高温下容易分解，产率较低，而降低温度虽然能提高HBr的产率，但是反应速率太低，无法实现实际上生产。解决这一矛盾的关键就是寻找、合成专用的催化剂，催化剂的作用就是在较低温度下提高氢气和溴蒸气的反应速率，目前，用于该反应的专用催化剂已经投入实际生产。 4分2以硼镁矿为主要原料制备乙硼烷。 用烧碱溶液浸取硼镁矿Mg2B2O5H2O + 2 NaOH 2 NaBO2 + 2Mg(OH)2 2分 过滤除去Mg(OH)2和其他难溶杂质，然后向滤液中通入CO2调节溶液pH使AlO2、CrO2等沉淀为氢氧化物：4NaBO2 + CO2 + 10H2O Na2B4O710H2O + Na2CO3 2分 过滤并将滤液浓缩重结晶得到硼砂，后用H2SO4处理使硼砂转化为难溶于水的硼酸：Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O 4H3BO3 + Na2SO4 2分 过滤、洗涤、晾干硼酸晶体，加热分解得到B2O32 H3BO3 B2O3 +3H2O 2分 在高压及三氯化铝催化下，用铝和氢气还原B2O3制得乙硼烷B2O3 + 2Al + 3H2 B2H6 + Al2O3 2分3以铬铁矿为主要原料制备铬黄。(1) 高温煅烧4Fe(CrO2)2 + 8Na2CO3 + 7O2 = 8Na2CrO4 + 2Fe2O3 + 8CO2 3分加入纯碱和白云石使SiO2变为CaSiO3、Al2O3变为NaAlO2。 2分 (2) 水浸、过滤、除渣，滤液用酸调PH =78Al(OH)4 + H+ A(OH)3 2分 (3) 过滤除区Al(OH)3，滤液中加入PbCl2溶液，反应得到铬黄Na2CrO4 + PbCl2 PbCrO4 + 2NaCl 2分过滤、洗涤、干燥、研磨即可得到黄色颜料铬黄。 1分三回答下列问题（40分），每题5分。1向Hg2溶液中加入KI溶液时生成红色HgI2沉淀，继续加入过量的KI溶液，HgI2沉淀溶解得无色的HgI42配离子溶液。请说明HgI2有色而HgI42无色的原因。答：HgI2产生颜色的原因是Hg2离子半径较大，具有较强的极化作用和变形性，I离子同样半径较大变形性较大，因此HgI2中正负离子的相互极化作用很强，导致化学键由离子键向共价键转化，电荷迁移明显，吸收的能量处在可见光范围，当可见光照射时，吸收红色光的互补光，从而显红色。 3分在HgI42中中心离子Hg2的价层电子构型为d10，属于全充满构型，因此中心离子不存在电子的dd跃迁，基本上不吸收可见光，所以为HgI42无色。 2分2什么是自旋禁阻跃迁？为什么Mn(H2O)62配离子几乎是无色的？答：对于d5构型的中心离子来讲，当中心离子与弱场配体形成配合物时，5个价层d电子均匀地分布在每一个d轨道中，自选方向相同，这种状态是一种非常稳定的状态（类似于基态原子d轨道的半充满状态），假如处于低能态轨道的d电子吸收可见光跃迁至高能态轨道，就不可避免地克服电子间的排斥作用在同一轨道中配对，而且电子的自选方向要发生翻转，从理论上讲这种跃迁是自选禁阻的，发生的几率非常低，因此d5构型的中心离子形成的弱场配合物几乎都是无色的。例如Mn2与H2O、Cl等弱场配体形成的配合物基本都是无色的。这种现象就称之为自旋禁阻。 5分3一些顺式铂的配合物可以作为活性抗癌药剂，如cis-PtCl4(NH3)2、cis-PtCl2(NH3)2、cis-PtCl2(en)等。实验测得它们都是反磁性物质，试用杂化轨道理论说明它们的成键情况，指出它们是内轨型配合物还是外轨型配合物。答：既然它们都是反磁性物质，说明在其原子中均不存在成单电子，Pt2离子的价层电子构型为d8，Pt4离子的价层电子构型为d6，既然各自的配合物均显示反磁性，证明它们都是内轨型配合物。 1分在cis-PtCl4(NH3)2中中心离子采取d2sp3杂化，Pt4的6个杂化轨道分别与4个Cl离子3p轨道和2个NH3分子的sp3杂化轨道重叠形成6个键，分子构型为八面体。 2分在cis-PtCl2(NH3)2、cis-PtCl2(en)中中心离子都是采取dsp2杂化，Pt2的4个杂化轨道分别与2个Cl离子3p轨道和2个N原子的sp3杂化轨道重叠形成4个键，分子构型为平面四边形。 2分4KClO3固态受热，在360时出现一吸热过程，500时出现一放热过程，580时再次放热并显著失重，770时又发生一吸热过程。请加以解释。在360时KClO3熔化吸收热量，表现出吸热过程； 1分500时KClO3分解转分化成KCl和KClO4，由于KCl和KClO4键能大、稳定性高，因此表现出放热现象； 2分580时KClO4分解生成KCl和O2，再次放热并显著失重； 1分770时KCl熔化表现出吸热现象。 1分5常见的金属硫化物中，哪些易溶于水？哪些可溶于稀盐酸？哪些可溶于浓盐酸？哪些可溶于硝酸溶液？哪些可溶于王水？答：3分。常见硫化物中，易溶于水的有：Na2S、K2S、(NH4)2S、BaS等；难溶于水，但可溶于稀盐酸的有：FeS、ZnS、MnS等；难溶于稀盐酸，但可溶于浓盐酸的有：SnS、CdS、CoS、NiS、PbS等；难溶于盐酸，但可溶于硝酸的有：Ag2S、CuS、AS2S5、Sb2S5等；难溶于硝酸，但可溶于王水的有：HgS。 试用6种试剂，将下列6种固体从混合物中逐一溶解，每种试剂只能溶解一种物质，并说明溶解次序。 BaCO3，AgCl，KNO3，SnS2，CuS，PbSO4。 答：2分。水溶解KNO3；氨水溶解AgCl：盐酸溶解BaCO3：醋酸溶解PbSO4：硫化钠溶解SnS2；硝酸溶解CuS。6写出下列物质主要成分的化学式：毒重石，孔雀石，绿柱石，萤石，天青石。 答：每个1分共5分。 毒重石BaCO3；孔雀石CuCO3Cu(OH)2；绿柱石3BeOAl2O36H2O；萤石CaF2；天青石SrSO4。 7分析说明NH3、N2H4、NH2OH、N3H的酸碱性变化规律。 答：由NH3N2H4NH2OHN3H，氨分子NH3中的氢原子逐渐被吸电子作用更强的NH2、OH、N2基团取代，原NH3中N原子上孤电子对的电子云密度逐渐减小，因此碱性逐渐降低，到叠氮酸N3H已经表现出明显的酸性。 8设计实验方案分离下列离子：Al3、Cr3、Fe3、Zn2、Hg2。答：每个离子1分。Al3、Cr3、Fe3、Zn2、Hg2 NaOH（过量） P： S： Fe(OH)3HgO Al(OH)4、Cr(OH)63、Zn(OH)42 HCl + H2S HCl Al(OH)3、Cr(OH)3、Zn(OH)2 P： S： NH3H2OHgS + S Fe2 Al(OH)3、Cr(OH)3 Zn(NH3)42 NaOH + Cl2 Al(OH)3 CrO42四计算题（10分）。向0.010moldm3ZnCl2溶液通H2S至饱和，当溶液的pH1.0时刚好有ZnS沉淀产生。若在此ZnCl2溶液中事先加入1.0moldm3KCN，再通入H2S至饱和，求在多大pH时会有ZnS沉淀产生？已知K稳Zn(CN)425.01016；H2S的电离常数：Ka11.0108，Ka21