《无机化学》(下)习题答案 下载本文

[CO32-] ≈ 0.1mol.L-1

① J = [Ca2+][CO32-] = 0.1×0.1 = 0.01 > Ksp(CaCO3) = 4.96×10-9 ② J1 = [Cu2+][CO32-] = 0.1×0.1 = 0.01 > Ksp(CuCO3) = 1.4×10-10

J2 = [Cu2+][OH-]2 = 0.1×(4.22×10-3)2 =1.78×10-6 > Ksp[Cu(OH)2] = 2.2×10-20

∴ 产生Cu2(OH)2CO3 沉淀。

③ J = [Al 3+][OH-]3 = 0.1×(4.22×10-3)3 =7.5×10-9 > Ksp[Al(OH)3] = 1.1×10-33

∴ 产生Al(OH)3沉淀

17-9. 如何鉴别下列各组物质:

① Na2CO3 Na2SiO3 Na2B4O7·10H2O ② NaHCO3 Na2CO3 ③ CH4 SiH4 解:

17-10 答:

(1)将含有少量CO2,O2,H2O等杂质的CO的气体通人热的铜网(除O2), 然后通人石灰水(除

CO2),最后通过浓硫酸(除H2O)。

(2)充分摇荡(除H2S,SO2);用Al2O3纤维物作载体,Pt作催化剂(除O2,CO);通过浓硫酸(除H2O);液化

17-11 试说明下列现象的原因:

①制备纯硼或硅时,用氢气做还原剂比用金属或炭好; ②为什么说硼砂的水溶液是很好的缓冲溶液? ③装有水玻璃的试剂瓶长期敞开瓶口后变浑浊;

④石棉和滑石都是硅酸盐,石棉具有纤维性质,而滑石可做润滑剂。 答:①活泼金属或碳在高温下可与B或Si化合,使产品不纯。

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②在硼砂的水溶液中,存在如下的水解平衡: [B 4O 5(OH) 4] 2-+5H 2O = 2H 3BO 3+2[B(OH) 4]

此溶液为等物质的量的硼酸和硼酸根离子的混合溶液。外加少量H +,可与[B(OH) 4] 结合生成H

3BO 3;外加少量OH,可与H 3BO 3结合,生成[B(OH) 4],所以说,硼砂的水溶液是很好的缓冲溶液。

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③这是由于空气中的CO2使其产生H2SiO3的缘故。 ④石棉是链状结构,而滑石是片状结构。

17-12 试说明下列事实的原因:

①常温常压下,CO2为气体而SiO2为固体。 ②CF4不水解,而BF3和SiF4都水解。

③BF3和SiF4水解产物中,除有相应的含氧酸外,前者生成BF4-,后者生成SiF62-。

答:① CO2为有限的小分子,属分子晶体,分子间作用力小,故常温常压下为气体。而SiO2为巨分子,属原子晶体,质点间的作用力强,所以常温常压下为固体。

②C是第二周期的元素,4个价轨道都已参与成键,无法接受水的孤对电子而水解。BF3是缺电子化合物,B上还有一空2p轨道;Si价电子层有空3d轨道;它们都可接受水的孤对电子而水解。 ③因为BF3和SiF4皆可以与其水解产生的HF生成配位酸,B采取sp3杂化,故形成BF4-;Si采取sp3d2杂化,故形成SiF62-。 17-14 答:

(1)因为在CH4分子中,C上无孤电子对,因而不显碱性;同时其轨道也已经充满,无法接受电子对,因而也不显酸性。

(2)因为①H—Si键的键能小于C—H键;② Si H4中H为负氧化态(-1),而在CH4中,H的氧化态为正(+1)。

(3)因为在Si的卤化物中,X原子的p轨道上有孤电子对,而Si 的3d轨道是空的,容易形成p-d反馈π键,而Si的氢化物则没有这一特点。

(4)BH3单元B只有6个价电子,必须通过二聚(B—H—B桥键)来使其达到8电子稳定结构。而BX3中,B采用sp2杂化,与3个X原子的p轨道可以形成П46键,从而可以缓解B的缺电子性,因而可以不形成二聚体。

17-15 答:(1)将石英砂,硫酸钠和煤粉混合后在反射炉内进行反应,温度为1373-1623K,一小时

后,将产物冷却,即将玻璃块状物,然后用水蒸气处理使得溶解成粘稠液体;这就制成“泡

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化碱”,化学组成为Na2O.nSiO2用途主要是:建筑工业 及造纸 工业作粘合剂。

(2)将硅酸凝胶充分洗涤以除去可溶性盐,干燥脱水后即成为多孔硅固体,这样就制成了硅胶,它是很好的干燥剂 ,吸附剂及催化剂载体对H2O,BCl3, PCl5等 极性物质都有较强的吸附作用。

(3)人工分子筛是用水玻璃,片铝酸钠和氢氧化钠为原料,按一定的配比并控制适当的温度

使其充分反应而制得,由于原料配比及制备条件的不同,所得的分子筛的结构。孔径也不同;它的用途主要是用于吸附。同时用于物质的分离,提纯,作催化剂载体。

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答:分子间形成氢键必须具备的条件是,氢原子必须是直接与电负性大而半径又较小的元素(如氟、氧)的院子相结合。而硼的电负性(2.04)较小,不能形成分子间氢键。B2H6分子中存在B-H-B三中心两电子键,这是一种多中心少电子桥式共价键,键能较低,键不稳定,具有缺电性。

17-18 H3BO3和H3PO3组成相似,为什么前者是一元路易斯酸,而后者则为二元质子酸,试从结构上加以解释。

解:H3BO3为平面三角形结构,属缺电子化合物,B原子上还有一空轨道,可接受一个OH-,给出一个质子,所以为一元路易斯酸。而H3PO3为四面体结构,分子中含两个羟基,还有一个质子直接与中心原子相连,其不电离,所以为二元质子酸。 17-19. 画出下列分子的结构图:

①Si4O128-; ②B3N3H6; ③ (BO2)nn-; ④[B4O5(OH)4]2-; ⑤SiF62-;

17-21. 完成并配平下列反应:

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① 3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2SiF6 + 4NO↑+ 8H2O ② Na2B4O7 + 2HCl + 5H2O = 4H3BO3↓+ 2NaCl ③ 4BF3+ 2Na2CO3+ 2H2O = 3NaBF4+NaB(OH)4+2CO2↑ ④ Ca2Si + 4HCl = SiH4↑ + 2CaCl2

⑤ 4H3BO3 + 2NaOH = Na2B4O5(OH)4 + 5H2O ⑥ Be2C + 4H2O = CH4↑ + 2Be(OH)2 ⑦ SiO2 + 2C + 2Cl2 = SiCl4 + 2CO ⑧ B2H6 + 3Cl2 = 2BCl3 + 6HCl

浓H2SO4

⑨ H3BO3 + 3C2H5OH ====== B(OC2H5)3 + 3H2O ⑩ Si2H6 + 6H2O = 2H2SiO3↓ + 7H2↑ ⑾ 3B2H6 + 6NH3 = 2B3N3H6 + 12H2↑ ⑿ B2H6 + 2LiH = 2LiBH4

⒀ Na2SO4 + C + SiO2 = Na2SiO3 + SO2↑+ CO↑

17-22解:(1)将1.5克H3BO3溶于100ml水中,H3BO3溶液的浓度C=(1.5/61.8)mol/10-1 C=0.24mol/l. [H+]=Ka*C=6*0.000001*0.24=1.2*10-5

pH=-lg[H+]=-lg1.2×10-5=4.92

(2)2Ca2B6O115H2O --------------------------------3Na2B4O7 10H2O

410.86×2

381.24×3

75×85% X

解得:X=8.9×103kg 17-23解: P=

PRTnRTm*pm v = P= 所以 M=

pPnRTv(1) 化学式为BH3气体的分子量=

0.629*8314.3*290=28

53978设BH3的分子式为BnH3n 则 11n +3n= 28 n=2

所以化学式为BH3分子式为 B2H 6 (2) 化学式为BH3气体的分子量=

0.1553*8314.3*292=54

6916设BH3的分子式为B2nH5n 则 22n +5n= 54 n=2 所以化学式为BH3分子式为 B4H 10

17-24 有人根据下列反应制备了一些硼烷:

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