《现代基础化学》第三版 (朱裕贞)化学工业出版社 第十二章答案

1、 第第 12 章章 非金属元素通论和氮、硼、稀有气体非金属元素通论和氮、硼、稀有气体 1. 以 NaCl 为基本原料制备下列各化合物，写出各步的主要反应方程式： (1) NaOH (2) NaClO (3) Ca(ClO)2 (4) KClO3 (5) HClO3 (6) HClO4 解：(2) 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl 电解 2 + H2 (2) Cl2 + 2NaOH (冷) NaClO + NaCl + H 2O (3) 2Cl2 + 2Ca(OH)2 (冷) CaCl 2 + Ca(ClO)2 + 2H2O (4) 3Cl2 + 6KOH (热) 5KCl + K

2、ClO 3 + 3H2O (5) 6Cl2 + 6Ba(OH)2 (热) 5BaCl 2 + Ba(ClO3)2 + 6H2O Ba(ClO3)2 + H2SO4 2HClO 3 + BaSO4 (6) 4KClO3 3KClO 分解 4 + KCl KClO4 + H2SO4 HClO 4 + KHSO4 2、在常温下，卤素与水作用的产物是什么？不同卤素和水作用的反应类型为什么不完 全相同？ 解： F2 + H2O 4F + 4H + + O 2 （F2的氧化性强） X2 + H2O X + H + HXO (X 包括 Cl、Br 、I) + 3、解释下列现象： (1) 高锰酸钾与盐酸反应可

3、产生氯气，而与氢氟酸反应不能得到单质氟； 12-1 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m (2) 碘难溶于水而易溶于 KI 溶液中； (3) 氯水中加入苛性钠，氯气味道消失； (4) 次卤酸的酸性按 HClOHBrOHIO顺序渐减， 而 HClOHClO2HClO3HClO4 酸性渐增； (5) H3PO4为三元酸，而 H3PO3，H3PO2则分别为二元酸和一元酸； (6) Fe 3 离子可以被 I 离子还原为 Fe，并生成 I +2 2，但如果在 Fe 离子溶液中先加 +3 入一定量氟化物，然后再加入 I 离子，此时就不会有 I 2生成。 解：(1) E(MnO /Mn

4、) = 1.51 V, 4 +2 E(Cl2/Cl ) = 1.36 V， E(F2/F ) = 2.87 V 从电极反应的标准电势可知，高锰酸钾能氧化氯离子而不能氧化氟离子。 (2) I2 + I I 3 (3) Cl2 + 2NaOH NaClO + NaCl + H 2O (4) HClOHBrOHIO 酸性渐减，HClOHClO2HClO3HClO4酸性渐增。 (5) 根据 H3PO4 、H3PO3 、H3PO2 的分子结构判断 (6) E(Fe/Fe) = 0.771 V +3+2 E(F2/F ) = 0.534 V 2Fe 3 + 2I 2Fe+ I + +2 2 加入 F 离子

5、后， Fe 3 + 6F FeF 3 + 6 不稳 K(FeF 3 6 ) = 1.0 10； 16 使 E(Fe/Fe)值下降，所以 Fe 不能氧化 I 成 I +3+2+3 2。 4、通 Cl2到熟石灰中，得到漂白粉，而在漂白粉中加入盐酸却能产生氯气，这两个反 应为什么都能进行，试从氯的电位图加以说明，指出两个反应中的氧化剂和还原剂各为何 种物质。 12-2 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 解： Cl2 + Ca(OH)2Ca(ClO)2 + CaCl2 + H2O B E ClO Cl 2 Cl +0.52 +1.36 上式为 Cl2在碱性溶剂中的歧化反应，氧

6、化剂及还原剂均为 Cl 原子。 Ca(ClO)2 + HCl CaCl 2 + Cl2 + H2O A E HClO Cl2 Cl +1.36 +1.61 氧化剂为 Ca(ClO)2，还原剂为 HCl。 5、单质溴可以海水为原料制取：首先从海水中提取 NaCl 后的母液中(富集 Br 离子) 经酸化后通入过量氯气置换出溴，然后用空气吹出，再用碳酸钠溶液吸收得到溴酸盐浓溶 液，当再用硫酸酸化时，单质溴即析出, 试写出各步反应式。 解：3Br2 + 3Na2CO3 5NaBr + NaBrO3 + 3CO2 5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4 3Br 2 +3Na2SO4 + 3H2O

7、 6、写出下列反应产物并配平方程式： (1) 氯通入冷的氢氧化钠水溶液中； (2) 碘化钾加到含有稀硫酸的碘酸钾溶液中； (3) 硫化氢通入碘水中(硫化氢被氧化为硫)； (4) 次氯酸钠水溶液中通入 CO2； (5) 漂白粉中加盐酸； 解：(1) Cl2 + 2NaOH(冷) NaClO + NaCl + H 2O (2) 5KI + KIO3 + 3H2SO4 3I 2 + 3K2SO4 + 3H2O (3) H2S + I2 S + 2HI (4) NaClO +CO2 + H2O NaHCO 3 + HClO (5) Ca(ClO)2 + 4HCl CaCl 2 + 2Cl2 + 2H2

8、O 12-3 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 7、在 KI 溶液中逐滴加入 Cl2水时，开始溶液呈黄色，慢慢变棕褐色，继续加入 Cl2水 时溶液呈无色，写出每一步反应方程式。 解： Cl2 + 2I I 2 + 2Cl I 2 + I I 3 I2 + 5Cl2 + 6H2O 2HIO 3 + 10HCl 8、将下列各组物质的有关性质按由大到小排序，并简要说明理由。 (1) 键能：HF HCl HBr HI； (2) 解离能：Cl2 Br2 I2； (3) 沸点：He Ne Ar Ke Xe Rn； (4) 还原性：HF HCl HBr HI； (5) 碱性：NH3

9、 PH3 AsH3。 解：(1) HF HCl HBr HI (2) Cl2 Br2 I2 (3) Rn Xe Kr Ar Ne He (4) HI HBr HCl HF (5) NH3 PH3 AsH3 9、完成下列反应方程式。 (1) C + H2O(g) 高温 (2) Si + NaOH(浓)+ H2O (3) B + H2SO4(浓) (4) HBr + H2SO4(浓) (5) FeS2 +C + O2 (6) NaCl + H2O 电解 (7) NH3(l) + Na 12-4 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m (8) N2H4 +N2O4 (9) NO

10、+ I + H 2 + (10) NO 2+ MnO + H 4 + (11) NO + Fe + H 3 +2+ 解： (1) C + H2O (g) CO + H高温 2 (2) Si + 2NaOH(浓) + H2O Na2SiO3 +2H2 (3) 2B + 3H2SO4(浓) 2H 3BO3 + 3SO2 (4) 2HBr + H2SO4(浓) SO 2 + Br2 + 2H2O (5) 3FeS2 +12C +8O2 Fe 3O4 + 12CO + 6S (6) 2NaCl + 2H2O Cl 电解 2 + H2 +2NaOH (7) 2NH3 + Na 2NaNH 2 + H2

11、(8) 2N2H4 + N2O4 3N2 + 4H2O (9) 2NO 2+2I + 4H + 2NO + I 2 + 2H2O (10) 5NO 2 + 2MnO + 6H 5NO + 2Mn +3H 4 + 3 +2 2O (11) NO 3 +3Fe + 4H + NO +3Fe+ 2H +2 +3 2O 10、说明下列现象： (1) 硼酸的分子式为 H3BO3，但却是一元弱酸； (2) 在焊接金属时可用硼砂作焊药以除去金属表面的氧化物； (3) 氮化硼在性质上和石墨、氮化铝、碳化硅有相似之处。 解： (1) B(OH) 3 + H2O B(OH) + H + 4 12-5 (2) Na

12、2B4O7 + CuOCu(BO 2)22NaBO2 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m Na2B4O7 + NiONi(BO 2)22NaBO2 3Na2B4O7 + Fe2O32Fe(BO2)33NaBO2 (3) BN 和石墨在晶体结构上有相似之处，是由六元环连接起来的层状晶体结 构都具有润滑性。BN 和 SiC 都具有很好的稳定性，熔点很高，都耐酸性。 11、从结构观点解释下列现象： (1) 氮在自然界以游离态存在； (2) 氨极易溶于水，而 NO 难溶于水； (3) NO2气体随温度降低气体颜色变浅。 解： (1) N2分子中有一根键，二根键，键能大，分子特别

13、稳定。 (2) NH3极性分子，且与水分子能形成氢键，所以有较大的溶解度，而 NO 虽然是极性 分子，但其极性非常小，比 NH3分子小一个数量极，且与水分子不能形成分子间氢键，所 以其溶解度小，难溶于水。 (3) N2分子中无未成对电子，是反磁性，而 NO 分子是奇电子分子，有未成对 电子， 所以是顺磁性。 (4) NO2和它的二聚体(N2O4)分子间存在平衡 （无色） 42O N 红棕色）( 2 NO2 mrH 0 , 温度降 低，平衡左移，对形成二聚体 N2O4有利，因此颜色变浅。 12、解释下列事实： (1) 硝酸和 Na2CO3反应能产生 CO2，但和 Na2SO3反应得不到 SO2；

14、 (2) 可用浓氨水检查氯气管道的漏气； (3) 铜溶于稀硝酸，而不溶于稀硫酸； (4) 用 Pb(NO3)2热分解可以制得纯净的 NO2。 解： (1) 因为 HNO3 为氧化性酸，所以和 Na2SO3 反应得不到 SO2。 (2) 2NH3 + 3Cl2N2 + 6HCl, NH3和 HCl 结合生成白雾状的 NH4Cl。 (3) 稀硫酸无氧化性，而稀 HNO3有氧化性。 12-6 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m (4) 2Pb(NO3)2 2PbO + 4NO 2 + O2，NO2气体冷却到10时可形成无色结晶而 与 O2分离。 13、下列说法是否正确，为什么

15、？ (1) 用铵盐制氨，加热硫酸铵即可，但用氯化铵时必须先与消石灰混合； (2) 化工厂中浓硝酸和稀硝酸的贮存器都是铝制品； (3) 干燥 NO2气体可用固体 NaOH； (4) 稀有气体元素的电离能都很大，因此可以推测它们的第一电子亲合能也很大； (5) 由于稀有气体元素 Xe 非常惰性，它的一系列化合物应该非常活泼，实际上氙的所有 化合物都极不稳定，都能自发分解。 解： (1) 正确。 (NH4)2SO42NH3+ H2SO4 , 硫酸为非挥发性酸， 所以可制得 NH3； 而 NH4ClNH 3 + HCl 时，NH3 与 HCl 接触又能生成 NH4Cl，加入 Ca(OH)2 后， Ca

16、(OH)2 + 2HCl CaCl2 +2H2O，所以需要用 Ca(OH)2吸收 HCl。 (2) 不正确。浓硝酸可使铝制品钝化，而稀硝酸不能，所以不能用铝制品储存器存放 稀硝酸。 (3) 不正确。NO2为酸性氧化物，不能用 NaOH 固体干燥； (4) 不正确。 虽然稀有气体元素第一电离能较大，难以失去电子，但由于稀有气体具有 ns2np6的稳定结构，得电子也难，因而电子亲和能小。 (5) 不正确。 14、有一种白色固体 A，加入无色粘稠液体 B，可得紫黑色固体 C，C 微溶于水，加入 A 后 C 的溶解度增大，成棕色溶液 D。将 D 分成两份，一份中加入一种无色溶液 E，另一 份通入气体 F，都褪色成无色透明溶液，E 溶液遇酸有淡黄