(1)H2SeO4 ﹥H2SO4 (稀)(2)HNO2﹥HNO3(稀)(3)浓H2SO4﹥稀H2SO(HClO﹥HBrO﹥HIO (5)44)HClO3(aq) ﹥KClO3(aq) 14、解:见课本P626
18-15何谓次极周期性?为什么它在p区第二 ﹑第四﹑第六周期中表现出来?为什么它主要表现在最高氧化态化合物的性质(稳定性和氧化性)上? 15、解:见课本18-5 P区元素的次级周期性 18-16试解释下列现象:
(1)硅没有类似于石墨的同素异性体。
(2)氮没有五卤化氮NX5 ,却有+Ⅴ 氧化态的 N2O5﹑HNO3 及其盐,这二者是否矛盾? (3)砷的所有三卤化物均已制得,而五卤化物只制得AsF5 和 AsCl5 ,而且后者极不稳定。 (4)硫可形成n=2~6 的多硫链,而氧只能形成n=2 的过氧链。
第19章金属通论
19-1举例说明哪些金属能从(1)冷水,(2)热水,(3)水蒸气,(4)酸,(5)碱中置换 出氢气,写出有关的反应式并说明反应条件。 1、解:2Na + 2H2O = 2NaOH+ H2↑ Mg+ 2H2O= Mg(OH)2↓ + H2↑ 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2↑ Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ 2Al + 2OH + 6H2O = 2[Al(OH)4] 19-2 已知在 973K 时,
2CO + O2 = 2CO2 ; △rG= -398 kJ.mol
θ
-1
θ
-1
--
2Ni + O2 = 2NiO; △rG=-314 kJ.mol
试计算该温度下CO + NiO = Ni +CO2 的△rG值,并对照图19-1说明在该温度下能否用CO还原NiO制取Ni 。
2、解: 2CO + O2 = 2CO (1) 2Ni + O2 = 2NiO (2) CO + NiO = Ni + CO2 (3)
θ
(1)?(2) 2?398?(?314)θ
?rG =
2 (3) =
= -42kJ?mol
CO的自由能比NiO的低,?rG< 0 故可以使用CO还原NiO 制取Ni
19-3下图是几种金属硫化物的埃林汉姆图。(1)请解释图中各条线形状变化的意义;(2)据图,若从硫化物中提取金属,适宜的还原剂和温度条件各如何? (1)1/2C + S = 1/2 CS2 (2)Hg + S = HgS
(3)2/3 Bi +S = 1/3 Bi2S3 (4)H2 +S = H2S (5)Pb +S = PbS
3、解: 线1中,随着温度的升高,刚开始时吉布斯自由能呈上升趋势,但当温度达到一 定值后,随着温度的升高,吉布斯自由能反呈下降趋势。斜率发生了变化,是因为温度升 高,发生了相变,出现了熵增,因而?rG下降。线2线3相似,起始随温度的升高,?rG
θ
θ
θ
θ
-1
增加,达到一定温度后,随着温度的增加,?rG增加的速度更快,斜率 加大,出现了熵 增。线4随温度升高,?rG直线上升,反应过程中无相变。线5?rG开始时随温度的升 高逐渐增大,达到一定的温度又逐渐减小温度继续上升,又出现下降,再上升又出现增大, 有两个拐点。这说明在反应的过程中,随着温度的上升,伴随有相变产生。由图可以 看 出:
HgS 和 Bi2S3可以用H2作还原剂对HgS 温度可控制在:400K-800 对Bi2S3温度可控制在:700K-1000K
对PbS较难还原,选用C作还原剂,需要3000K以上的高温。 19-4已知 733K 时, 2Mn + O2 = 2MnO; △rG=-670kJ.mol 2C +O2 =2CO; △rG=-350 kJ.mol 1773K时,2Mn + O2 = 2MnO; △rG=-510 kJ.mol 2C +O2 =2CO; △rG=-540 kJ.mol
θ
-1
θ
-1
θ
-1
θ
-1θ
θ
试计算在773K和1773K 时反应: Mn(s) + C(s) = Mn(s)+ CO(g)
的△rG,说明用C(s) 还原MnO(S)应在高温还是低温条件下进行? 4、解: 2Mn + O2 = 2MnO (1) 2C + O2 = 2CO (2) MnO(S) + C(S) = Mn(S) + CO(g) (3) (3) =
θ
(2)?(1) 2θ
?350?(?670)?160kJmol?1>0
2?540?(?510)θ
??15kJmol?1<0 1773K时 ?rG=
2 773K时 ?rG = 故反应在高温下进行。
19-5金属的晶体结构有哪几种主要类型?它们得空间利用率和配位数各是多少?对金属性质的影响又如何?
5、答:金属的晶体结构类型包括:面心立方,体心立方,六方
晶体结构类型 配位数 空间利用率 对金属性质的影响 面心立方 体心立方 六 方 12 8 12 74.05% 68.02% 74.05% 第20章s区金属(碱金属与碱土金属)
20-1 简要说明工业上生产金属钠﹑烧碱和纯碱的基本原理。 1、解:2NaCl ====== 2Na + Cl2↑
(1) 加入CaCl2作助熔剂,以熔盐电解法制金属钠 (2) 电解NaCl水溶液可得NaOH
电解
2NaCl + 2H2O ===== Cl2↑ + H2↑ + 2NaOH (3) 用氨碱法
NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3↓ + NH4Cl 2NaHCO3===== Na2CO3 + H2O↑ + CO2↑
?
20-2以重晶石为原料,如何制备 BaCl2﹑BaCO3﹑BaO 和 BaO2 ?写出有关的化学反应方程式。
2、 解: BaSO4 + 4C===== BaS + 4CO BaS + 2HCl = BaCl2 + H2S BaS + CO2 + H2O = BaCO3 + H2S
1633
K BaCO3 ===== BaO + CO2
773-793K
2BaO + O2 ===== 2BaO 20-3写出下列反应的方程式:
(1) 金属钠与H2O﹑Na2O2﹑NH3﹑C2H5OH﹑TiCl4﹑KCl﹑MgO﹑NaNO2 的反应; (2) Na2O2与H2O﹑NaCrO2﹑CO2﹑Cr2O3﹑H2SO4(稀)的反应; 3、解:(1) 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 2Na + Na2O2 = 2Na2O 2Na + 2NH3 = 2NaNH2 + 3H2↑ 2Na + 2C2H5OH = 2NaOC2H5 + H2↑ Na + TiCl4 = 4NaCl + Ti Na + KCl= K↑ + NaCl 2Na + MgO = Mg + Na2O 6Na + 2NaNO2 = Na2O + N2↑
(2) 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ↑ Na2O2 + 2NaCrO2 = 2Na2CrO4 + O2↑ 2 Na2O2 + 2CO2 = 2Na2Cr3+ O2↑ Na2O2 + Cr2O3 = Na2CrO4 Na2O2 + H2SO4 = 2Na2SO4 + 2H2O2 20-4完成下列各步反应方程式: (1)MgCl2 Mg Mg(0H)2
MgCO3 Mg(NO3)2 MgO
(2)CaCO 3 CaO Ca(NO3)2