无机化学第三下册答案碳族元素

1、第十五章 碳族元素1碳单质有哪些同素异形体？其结构特点及物理性质如何？答：碳单质有三种同素异形体：石墨，金刚石和C60。结构分为层状，网状和球状，见教材p730-732。物理性质主要是石墨能导电，金刚石硬度大，C60有超导性。2实验室里如何制取二氧化碳气体？工业如何制取二氧化碳气体？答：实验室法： 工业法： 3图156中，三条直线相交于一点，这是必然的还是偶然的，试讨论其原因。答：是一种必然。在Ellingham图中，以rG=rHTrS作rGT图，斜率为rS，截距为rH。反应： rS 0，所以为一直线反应： rS< 0，直线上斜反应： rS> 0，直线下斜所以三线相交于一点是必然的

2、。3.分别向0.20mol·dm-3的Mg2+和Ca2的溶液中加入等体积的0.20mol·dm-3的Na2CO3溶液，产生沉淀的情况有何不同，试讨论其规律性。答：有CaCO3沉淀，也有MgCO3沉淀。 沉淀： CaCO3 MgCO3 Mg(OH)2Ksp 2.9×109 3.5×108 1.8×1011溶液中加入Na 2CO3后溶液浓度为0.1mol/L。溶液中计算： 0.1-x x x xCO=0.1-x0.1 mol.L-1Qi=Ca2+CO=0.1×0.1 =0.01Ksp,CaCO3 =2.9×109Qi>Ks

3、p ，所以有CaCO3和MgCO3沉淀。QiMg2+OH2=0.1×(4.221×103)21.78×107>Ksp,Mg(OH)2= 1.8×1011 也有Mg(OH)2沉淀。5CCl4不易发生水解，而SiCl4较易水解，其原因是什么？答：C为第二周期元素，只有2s，2p轨道可以成键，最大配位数为4，CCl4无空轨道可以接受水的配位，因此不水解。SiCl4中Si为第三周期元素，有d轨道，可以接受水分子中的氧原子的孤对电子形成配位键生成五配位的中间体而发生水解；而CCl4中的C原子无空d轨道。6通过计算回答下述问题：（1）在298K，1.013&#

4、215;105Pa下生成水煤气的反应能否自发进行？（2）用rS0值判断，提高温度对生成水煤气反应是否有利？（3）在1.013×105Pa下，生成水煤气的反应体系达到平衡时的温度有多高？解：（1）水煤气反应：298K，1.013×105Pa时 ，所以常温下水煤气反应不能自发。（2）提高温度时：C + H2O = CO + H2 5.73 188.7 197.6 130 =197.61305.73188.7133.17(Jmol-1.K-1)>0，所以，升高温度对反应有利。（3）平衡温度：求： C + H2O = CO + H2 0 -241.8 -110.5 0=110

5、.5(241.8)131.3 (kJ/mol)7比较CO和CO2的性质。如何除去CO中含有的少量CO2？如何除去CO2中含有的少量CO？答： CO CO2 还原性 强 无 配位性 有 无 毒性 有 无除去CO中含有的少量CO2，使气体通过Ca(OH)2溶液： 除去CO2中含有的少量CO，使气体通过CuCl溶液（或PbCl2溶液） 通过赤热的CuO粉末：8计算当溶液的pH分别等于4，8，12时，H2CO3，所占的百分数。答：当pH4，8，12时，溶液中H+104，108，1012 mol/L (1) Ka1= 4.27×107 (2) Ka2=5.6×1011（1）pH4时

6、H+1×104 mol/L，则 1×104 mol/L因 所以： H2CO3是二元弱酸， H2CO3=C0H+=0.0421.0×1040.0399 mol/L（2）pH8时， H+1×108 mol/L， OH1×106 mol/L 已知： OH=H2CO3=1×106 mol/L开始时 CNaHCO3 = H2CO3OH = 2OH = 2×106 mol/L平衡时 = CNaHCO3OH =2×1061×1061×106 mol/L9. 烯烃能稳定存在，而硅烯烃如 H2Si-SiH2 却难

7、以存在。其原因是什么？答：与C和Si的半径大小和电负性差别有关。C原子半径小，电负性大，除形成CC 键外，p轨道按肩并肩在较大重叠，还可形成的C=C双键或2个键的CC叁键，而且键能大，故烯烃可稳定存在，且数量多，C以sp2和sp杂化形成重键；Si的半径大，电负性小，p轨道肩并肩重叠很少，不能有效地形成键，因而Si只能形成SiSi 单键，Si=Si难以存在，Si只能以sp3杂化成键。10从水玻璃出发怎样制造变色硅胶？答：将Na2SiO3溶液与适量酸混合生成硅酸：Na2SiO3 + 2H+ = SiO2.H2O + 2Na+调节酸和Na2SiO3的用量，使生成的硅凝胶中含有8%10%的SiO2，将

8、生成物放置一天，用热水洗去盐分如NaCl，将凝胶在6070下烘干，徐徐升温至300即得多孔硅胶。将硅胶干燥活化前先用CoCl2溶液浸泡，再经干燥得变色硅胶。11用化学方程式表示单质硅的制备反应，单质硅的主要化学性质，二氧化硅的制备和性质。答：（1）制备单质Si： （2）单质硅的主要化学性质 （3）SiO2的制备： （4）SiO2的性质：SiO2属于原子晶体，熔点高，硬度大，难熔化。12什么是沸石分子筛？试述其结构特点和应用？答：自然界中存在的某些网络状的硅酸盐和铝酸盐具有笼形结构，这些均匀的笼可以有选择地吸附一定大小的分子，即起到筛分子的作用，这种作用叫做分子筛作用。通常把这样的含有结晶水的多

9、孔结构的天然铝硅酸盐（Na2O·Al2O3·2SiO2·nH2O）叫做沸石分子筛。主要应用于吸收或失去能进入网孔通道的小分子，有些大分子则不能通过。A型分子筛中，所有硅氧四面体和铝氧四面体通过共用氧原子联结成多元环。13实验室中配制SnCl2溶液时，要采取哪些措施？其目的是什么？答：因为氯化亚锡极易水解，生成Sn(OH)Cl沉淀，此沉淀一旦生成很难再溶于HCl中。所以配置氯化亚锡溶液时，应先将固体溶于适量浓盐酸中，然后再加水稀释。 另外，配好的溶液久置或使用后Sn2+易被空气中的氧气氧化为Sn4+而失效： 所以，配置好的溶液中应加几颗锡粒，以维持Sn2+的浓度:

10、Sn4+ + Sn = 2Sn2+14单质锡有哪些同素异形体，性质有何异同？锡酸和锡酸的制取和性质方面有何异同？答：锡有三种同素异形体： （） （） （） 立方晶系 四方晶系 正交晶系在常温下白锡是稳定态，低于286K时，灰锡是稳定态，高于434K时脆锡稳定。实验室中常用的是白锡。锡与浓硝酸反应得H2SnO3： 而SnCl4与NH3·H2O反应可得H2SnO3： H2SnO3溶于酸碱，而H2SnO3是晶态的，不溶于酸碱： 15试述铅蓄电池的基本原理。答：铅蓄电池正极为PbO2，负极为灰Pb，电极板为铅锑合金，电解质为30H2SO4(1.25)放电时：负极 Pb(s) + SO= Pb

11、SO4(s) + 2e正极 PbO2(s)+ 4H+ + SO + 2e = PbSO4(s) + 2H2O充电时：充电时正负极反应向左进行：阳极 PbSO4 + 2H2O = PbO2 + 4H+ + SO + 2e 阴极 PbSO4(s) + 2e = Pb(s) + SO电池符号： () PbH2SO4PbO2(+)电池总反应：电压：2.2v。当H2SO4密度小于1.19时必须进行充电。16铅的氧化物有几种，分别简述其性质？如何用实验的方法证实Pb3O4中铅有不同价态？答：铅的氧化物主要有3种：PbO、Pb3O4和PbO2。PbO显偏碱性，易溶于HNO3和浓HCl；PbO2偏碱性，而且有

12、强氧化性： ？Pb3O4的组成为2PbO·PbO2, 证实Pb3O4中铅有不同价态可用HNO3处理Pb3O4: 过滤，沉淀物与浓HCl反应，加热，有Cl2产生，表明为PbO2，滤液调至中性加入K2CrO4，有黄色PbCrO4生成，表示有Pb2+： 17在298K时，将含有Sn(ClO4)2和Pb(ClO4)2的某溶液与过量的粉末状Sn-Pb合金一起振荡，测得溶液中平衡浓度之比 Sn2+/Pb2+为0.46。已知，计算值。答：Pb2+Sn = Pb+Sn2+ 平衡时E0；又已知 代入上式： 18完成并配平下列化学反应方程式： 答：(1) Sn + 2HCl SnCl2 + H2 (2)

13、 Sn + Cl2 SnCl2 Sn + 2Cl2 SnCl4(3) SnCl2 + 2FeCl3 SnCl4 + 2FeCl2(4) SnCl4 + 4H2O H4SnO4+ 4HCl(5) (6) (7) SnCl4 + Sn = 2SnCl2 (8) 3PbS + 8H+ + 2 = 3Pb2+ +3 S + 2NO + 4H2O (9) Pb3O4 14 HI I23H2PbI44H2O (10) Pb2+2OH-=Pb(OH)2 Pb(OH)2+OH-=Pb(OH)3 Pb(OH)3CIOPbO2CIOHH2O19现有一白色固体A，溶于水产生白色沉淀B，B可溶于浓盐酸。若将固体A溶于稀硝酸中，得无色溶液C。将AgNO3溶液加入C中，析出白色沉淀D。D溶于氨水得溶液E，E酸化后又产生白色沉淀D。将H2S气体通入溶液C中，产生棕色沉淀F，F溶液(NH4)2S形成溶液G。酸化溶液G，得黄色沉淀H。少量溶液C加入HgCl2溶液得白色沉淀I，继续