2020年大学无机化学(下)期末考试卷

1、无机化学(下)期末考试试卷化学、材料化学、临床医学姓名：班别：学号:、选择题：请把正确答案的字母填在各小题前的()内。(15 分)(B ) 1.键能大小正确的顺序是A. B-B > C-C > Si-SiB. C-C > B-B > Si-SiC. Si-Si > B-B > C-CD. C-C > Si-Si > B-BB.石英坩埚D.铁坩埚B. Hg(NH 3) 2+D. HgNH2Cl + HgB. PtCl4D. trans-PtCl 2(NH 3)2(D ) 2.下列各组元素中，性质最相似的两种元素是A. Co 和 NiB. Mg 和

2、AlC. B 和 SiD. Mo 和 W(C ) 3.用氢氧化钠熔融法分解矿石时最合适用的容器是A. 铂坩埚C.镍坩埚(D )4.过量氨水加于 Hg2Cl2，生成A. Hg(OH) 2C. Hg(NH 3) 42+(A ) 5.可以用于治疗癌症的含铂药物是A. cis-PtCl2(NH3)2C. H2PtCl6(D ) 6.下列各组元素中，都可以形成多酸的是A. V，Ag，ZnC. B，N，PB. Fe, Co，NiD. Mo，Si，P(A ) 7.可用PdCl2溶液检测的气体是A. COB. CO2C. O3D. Cl2( B ) 8. 下列化学方程式正确的是A. SiO2(s) + 2Cl

3、2(g) = SiCl4(l) + O2(g)B. 2H2S(aq) + SnCl 4(aq) = SnS2(s) + 4HCl(g)C. 2H2S(aq) + PbCl 4(aq) = PbS2(s) + 4HCl(g)D. Cu2+(aq) + 4I -(aq) = CuI 42-(aq)( C ) 9. 既可溶于 NaOH ，又可溶于氨水的是A. Ni(OH) 2B. Fe(OH)3C. Zn(OH) 2D. Al(OH) 3( A ) 10. 某金属离子在八面体弱场中的磁矩为 4.9 B.M. ，而在八面体强场中的磁矩为 0 B.M. ，该金属离子可能是A. Co3+B. Mn 2+C

4、. Cr 3+D. Fe3+( C ) 11. 下列各对配合物稳定性顺序不正确的是A. Fe(CN) 63- > Fe(H 2O)63+B. Fe(CN) 64- < Fe(CN) 63-C. HgCl 42- > HgI 42-D. Al(OH) 4- < Zn(OH) 42( C ) 12. 下列配合物中，不满足“有效原子序规则”的是A. Fe(CO) 5 B. Mn 2(CO)10C. V(CO) 5 D. Fe(C5H5)2(B ) 13.以Fe2O3(s)为原料制备高铁酸盐应选择的试剂是A. NaClO + 稀 H2SO4B. KNO 3 + KOHC. H2

5、O2 + 稀 H2SO4D.浓 H2SO4 + Cl2(g)( D ) 14. 下列配离子中 , 分裂能 O 最大的是A. Fe(CN)64B. Fe(H2O)62+C. Ru （CN）64D. Os（CN）64（A ） 15. 63 Eu3+离子是许多发光材料中的激活离子，其基态价电子构型是A. 4f 6B. 4f 56s1C. 4f55d 1D. 4f45d 16s1二、填空题（15分）1. TICI 3（s）在 313 K 分解，相应的化学方程是 TICI 3（s） = TICI（s） + Cl 2（g）， 化学式为TII 3（s）的化合物存在，其中Tl元素的氧化数是 +1 ;上述现象

6、说明 TI （山）的强氧化性，是由 6s2惰性电子对效应引起 。2. 镧系收缩”是指 从La到Lu，随着原子序数递增，增加的电子进入4 f，Z*增加很小，因此相邻两元素原子半径仅略为缩小（ r1pm）:但La -Lu共15种元素，累积的原子半径缩小值 r相当大，达14.2 pm ;其影响包括：（1）第六周期几种元素 Hf （铪），Ta （钽）和（钼）与同族第五 周期元素原子半径相近，性质相似；（2）同一副族（VB VHI ）:第一电 离能第五周期 < 第六周期（或HIB族元素钇（Y）成为 稀土 ”一员）。3. Fe（C0）5中，Fe-CO所形成的化学键包括： 键和d - n 反馈 n键;

7、 该配合物红外吸收光谱中C0的伸缩振动频率比自由C0的振动频率 小（低）。4. 82Pb元素原子基态核外电子排列是：Xe4f145d106s26p2 （或全部写出）。5. Na3V04溶液黄色，原因是 荷移跃迁;Co（NH 3）62+溶液土黄色，可归结于d - d跃迁。6 癸硼烷-14 （ B10H14）分子结构拓扑图如下。按照 Lipscomb提出的成键HB模型，该分子中的“多中心缺电子键” 包括b B 3c-2e键、b B 3c-2e B键和b B3c-2e 键。三、写出下列反应的化学方程式或离子方程式:（共15分）1. 酸性介质中以标准KMnO 4溶液测定Fe2+含量的反应：2KMnO

8、4 + 10 FeSO4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O或： MnO 4-(aq) + 5 Fe2+(aq) + 8H +(aq) = Mn 2+(aq) + 5Fe3+(aq) + 4H2O(l)2. SnCI2溶液与FeCl3溶液反应：SnCl2(aq) + 2FeCl3(aq) = SnCl4(aq) + 2FeCl2(aq)3. V2O5(S)与稀 H2SO4 反应：V2O5(s) + 2H+(aq) = 2VO2+(aq) + H2O(l)4. 向Hg(NO3)2溶液加入Hg(l)并振荡，发生的反应：Hg2+(aq) + H

9、g(l) = Hg22+(aq)5. Co2O3(s)溶于 HCI(aq):Co2O3(S) + 6H+(aq) + 2Cl-(aq) = 2Co2+(aq) + Cl2(g) + 3H2O(l) 四、简要回答下列问题 :(共 30 分)1 由光谱实验测得电子成对能和分裂能，测定结果如下：Fe(H2O)62+Fe(CN)64& / cm 11040033000P / cm 11760017600(1) 用VB法分别写出这两种配离子的杂化、成键过程；(2) 用晶体场理论(CFT )说明这两种配离子在中心离子 d轨道能级分裂 后的 d 电子排布，并计算各自的 CFSE；(3) 讨论这两种配

10、离子的磁性 ;(4) 评论 VB 和 CFT 法分别处理这两种配合物稳定性和磁性之优劣。(18 分)解：( 1 ) Fe(H2O)62+sp3d2杂化Fe2+ 3d 63d6 (sp3d2)0(sp3d2)0(sp3d2)0(sp3d2)0(sp3d2)0(sp3d2)02px2 2px2 2px2 2px2 2px2 2px2H20 H2OH2OH2OH2O H2OFe(CN)643d6(基态：3dxy23dxz13dyz13dx2-y21 3dz2)3dxy23dxz23dyz23dx2-y2°3dz2°d2sp3杂化3d6 (d2sp3)0(d2sp3)0(d2sp3

11、)0(d2sp3)0(d2sp3)0(d2sp3)02px22px22px22px22px2CN-CN- CN-CN- CN-Fe(H 2O)62+ Ao < P,弱场高自旋排列:(t2g)4(eg)2,CFSE = 4卷4 Dq) + 2什 6Dq) = -4 DqFe(CN) 64A > P,强场低自旋排列：(t2g)6(eg)0,CFSE = 6卷4 Dq) + 0什 6Dq) = -24 Dq2px2CN-晶体场理论:(3)配离子的磁性:Fe(H 2O) 62+: Fe2+作sp3d2杂化，内层3d6电子排列不变，d2 d1 d1 d1 d1，成单 电子数n = 4,磁矩m

12、按 VB 法:册产29 bmFe(CN) 64-: Fe2+作d2sp3杂化，内层3d6电子及最外层成键电子全部成对，成单电子数n = 0,磁矩mCFT 法:Fe(H 2O)62+ Ao < P,弱场高自旋排列：(t2g)4(eg)2, 成单电子数 n = 4,磁矩 m =. n(nB.I2)= 4.9 B.M.Fe(CN) 64A > P,强场低自旋排列：(t2g)6(eg)0,成单电子数n = 0,磁矩m. n(nB.M)= 0 B.M. (4)配合物稳定性和磁性：VB法：认为Fe(H 2O)62+和是外轨型配合物，而Fe(CN) 64是内轨型配合物，故稳定性Fe(H 2O)6

13、2+ < Fe(CN) 64 . Fe(H 2O) 62+是顺磁性配合物，而Fe(CN) 64 是逆磁性配合物，二者磁矩已在(3)算出。但是，杂化轨道理论本身并不能预言中心离子的杂化态，以上杂化过程写法带主观因素，而且以“外轨型配合物”和“内轨型配合物”判断配合物稳定性，只是定性判断。CFT 法认为：?CFSE ? Fe(CN) 64 > Fe(H 2O) 62+，故稳定性Fe(CN) 64 >Fe(H 2O)62+。根据中心离子d轨道在晶体场中的能级分裂情况，得到这两种配离子在中心离子d轨道能级分裂后的 d电子排布，可知Fe（H2O）62+是顺磁性配合物，而 Fe（CN）

14、64是逆磁性配合物，二者磁矩已在（3）算出。CFT法以？CFSE ?判断配合物稳定性，是半定量判断；由中心离子d轨道能级分裂后的 d电子排布，可计算出配合物的磁矩。2.碳是冶金工业中重要的还原剂， 欲由C（石墨）还原氧化锌ZnO（s），制备金属锌。有关反应（a）、（b）、（c）和（d）的 ArGm T 图（Ellingham 图）见下。C（s） + O2（g） = CO2（g）（a）2 C（s） + O2（g） = 2 CO（g）（b）2 CO（g） + O2（g）= 2 CO2（g）（c）2 Zn（s） + O2（g） = 2 ZnO（s）（d）根据有关的 Ellingham 图，进行热力学

15、分析，提出合理的制备路线，并写出有关的化学方程式。（12分）1200 1300AAA解：反应（a）的ArSm较小，ArGm基本不随温度变化；反应（b） AGm随温度 升高而减小；反应（c）和（d） ArGm随温度升高而增大。反应（ b）（ d ），得：ZnO（s） + C（ 石墨 ） = Zn（s） + CO（g）A在（b）和（d）两线交点对应的温度 T1 （大约1200 K ），该反应的 ArGm = 0, 高于这个温度碳还原氧化锌的反应可以自发进行， 反应产物是 CO 。只有温度高于 （a） 和（d）两线交点对应的温度 T2时，反应产物才是 C02。可以选择约1230 K，以C（石墨）还原

16、氧化锌Zn O（s），制备金属锌，主要反应为：ZnO（s） + C（ 石墨 ） = Zn（s） + CO（g）五、碳族、硼族、铜锌族和 d 区过渡金属小结（ A4，2 版面，另纸书写）。（ 10 分）六、计算题（15 分）银不溶于盐酸，但可溶于氢碘酸，通过求下列反应在 298 K 的标准平衡常数，解释上述现象：2 Ag（s） + 2 HI（aq） = 2 AgI（s） + H 2（g）已知： ?（Ag +/Ag）= 0.799 V, Ksp（Agl）= 8.9 x 10-17.解：视为原电池的放电反应 :负极： Ag(s) + I- (aq) = AgI (s) + e(氧化反应 )正极： 2H + (aq) + 2e = H2 (aq)(还原反应 )首先求 AgI(s) + e = Ag(s) + I - 电极反应的?(AgI/Ag) 。mol dm-3)AgI (s) = Ag +(aq) + I (aq) Ksp = Ag+ I - Ag+ = Ksp(AgI)/I - (注意 I- = 1 ?(AgI/Ag) =(Ag +/Ag)=