天津大学无机化学课后习题答案第十三章 过渡元素

1、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)

2、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

3、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+)=4.32´1018; 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

4、) 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+ + 5Pb

5、O2 + 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)3PO4·12MoO3·6H2O + 6H2O(2) 2MoO42- + 3Zn + 16H+ 2Mo3+ + 3Zn2+ + 8H2O(3)WO3 + 3H2W +

6、3H2O(4) WO3 + 2NaOH Na2WO4 + H2O(5) WO42- + 2H+ + xH2O H2WO4·xH2O(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+ + 6NH3·H2O(过量) Co(NH3)62+ + 6H2O(B) 土黄色4Co(NH3)62+ + O2 +

7、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+ + 6NH3·H2O(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

8、+ 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NH3·H2O，HOAC，（NaOH，H2O2）；（3）分别用(NH3·H2O(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+

9、I2(5) 2Cu2+ + 6CN-(过量) 2Cu(CN)2 - + (CN)2(6)AgBr + 2S2O32- Ag(S2O3)2 3- + Br-(7) Zn2+ + 4NH3·H2O(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

10、= 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NH3·H2O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

11、)42-(2) 2Cu2+2NH3·H2O+SO42- 2Cu2(OH)2SO4+2NH4+Cu2(OH)2SO4+8NH3·H2O (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I

12、2。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-) = 0.536V查

13、表：(Cu2+/CuI) = 0.86V >(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

14、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 HgO·NH2HgNO3+ 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- HgO·NH2HgNO3+ 2Hg+3NH4+白色 黑色20解：A为HgCl2、B为HgO、C为HgS、D为HgS22-、E为Ag

15、Cl、F为Ag(NH3)2+、G为Hg2Cl2、H为Hg。21解：(1)加过量NaOH; (2)加NH3·H2O ;(3) 加过量NH3·H2O; (4)加HNO3;(5) 加NH3·H2O ;(6) 加稀HCl(或根据颜色);(7) 加过量NH3·H2O; (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 = 1.2×106K值较大，表明Cu+在水溶液中发生歧化反应

16、较完全。(2)下面两个平衡反应：CuCl(s)Cu+ + Cl- (A) = 1.72×10-72Cu+Cu2+ + Cu (B) = 1.2×106(A)式× 2 +(B)式得：2CuCl(s) Cu2+ + Cu + 2Cl- (C)则：=(CuCl)2·= 3.6×10-8该反应的逆反应为Cu2+ + Cu + 2Cl- 2CuCl (D)= 1/= 1/(3.6×10-8) =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)（-）

17、Ag, AgI(S)I-(1 molL-1)Ag+(1 molL-1)Ag（+）(2)电池反应为Ag+ I-AgI(3) Ksp(AgI)= 8.63×10-1724解：(AuCl2-)=3.09´1011;(AuCl4-)=1.41´102625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+2NH3·H2O (NH4)2 MoO4+ H2O(

18、NH4)2 MoO4+ 2HCl 2H2MoO4+ 2 NH4ClH2MoO4 MoO3+ H2O (2) CaWO4+ 2Na2CO3Na2WO4+CaO+ CO2Na2WO4+2HCl H2WO4+ 2NaClH2WO4+2NH3·H2O(NH4)2WO4+ 2H2O(NH4)2WO4WO3+2NH3+ 6H2O27解：(1)3MnO2+ 6KOH+KClO33K2MnO4+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+ + 4NH3·H2O Cu(NH3)42+ + 4H2OZn2+ + 2OH- Zn(OH)2Zn(OH)2 + 2OH- Zn(OH)42-Zn2+ + 2NH3·H2O Zn(OH)2+ 2NH4+Zn