无机化学与化学分析的学习指导13 下载本文

力。

(g) SiO2可以与氢氟酸发生反应:SiO2(s)+4HF(g)===SiF4(g)+2H2O(l) ,而SiF4易溶于水

并水解:3SiF4+8H2O===H4SiO4+4H3O+ +2[SiF6]2- 。

8. 氨可通过以下方法制备: (a) Li3N的水解或 (b)高温高压下,用H2还原N2。 给出用N2, Li和 H2为原料制备氨的这两种方法的化学平衡方程式。解释第二种方法成本低的原因。 解答

方程式:(a) Li + N2 === Li3N; Li3N + 3 H2O === 3 LiOH + NH3↑;

(b) N2 + 3 H2 ===2 NH3 。

第二种方法成本低的原因在于H2较Li廉价易得。

9. 写出用羟磷灰石制备H3PO4的各步反应的化学平衡方程式,得到 (a) 高纯度的磷酸; (b)

肥料级磷酸。解释两种方法在成本上巨大的差别。 解答

(a) 4Ca5(PO4)3(OH) + 20 SiO2 + 30 C ===== 3P4↑+ 20CaSiO3 + 30 CO↑+ 2H2O;

P4 + O2 === P4O10; P4O10 + H2O === H3PO4;

(b) Ca(PO4)2+3H2SO4 ===2H3PO4+3CaSO4;

Ca5(PO4)3(OH) (s) + 7 H3PO4(aq) ===5 Ca(H2PO4)2(s) + H2O(g) P4 的制备需要较多的能量,因此成本较高。 10. 完成并配平下列方程式:

(a) Mg3N2(s) + 6 H2O(l) (b) 4 NH3(g) + 5 O2(g) (c) 2 NaN3(s)

Δ,Pt (d) I2(s) + 10 HNO3(aq) (f) NH4NO3(s) (g) PCl3(s) + H2O(l) (h) Na2HPO4(s)

Δ Δ

(e) Pt(s) + H3O+(aq) + NO3-(aq) + Cl-(aq)

(i) Na2HPO4(s) + NaH2PO4(s)(j) SnS2(s) + Na2S(aq) 解答

Δ

(a) Mg3N2(s) + 6 H2O(l) ===3 Mg(OH)2(s) + 2 NH3(g); (b) 4 NH3(g) + 5 O2(g) =====4 NO(g) + 6 H2O(g) ; (c) 2 NaN3(s) ====2 Na(l) + 3 N2 (g);

(d) 3 I2(s) + 10 HNO3(aq) === 6 HIO3(aq) + 10 NO(g) + 2 H2O(l); (e) 3 Pt(s) + 16 H3O+(aq) + 4 NO3-(aq) + 18 Cl-(aq)

===3 [PtCl6]2-(aq) + 4 NO(g) + 24 H2O(l); (f) NH4NO3(s) === N2O(g) + 2 H2O(g);

(g) PCl3(s) + 3 H2O(l) === H3PO3(aq) + 3 HCl(aq);

Δ,Pt (h) 2 Na2HPO4(s) === Na4P2O7(s) + H2O(g);

(i) 2 Na2HPO4(s) + NaH2PO4(s) === Na5P3O10(s) + 2 H2O(g); (j) SnS2(s) + Na2S (aq) === Na2SnS3 + Na4[SnS4(H2O)2] 11. 完成并配平下列用于定性分析的反应方程式:

(a) As2O3(s) + Zn(s) + HCl(aq) (b) AsH3(g)

Δ

2-

(c) AsH3(g) + AgNO3(aq) + H2O(l) (d) HgCl2(aq) + SnCl2(aq) (e) Hg2Cl2(s) + SnCl2(aq)

解答

(f) Bi(OH)3(s) + [Sn(OH4)](aq)

(a) As2O3 (s) + 6 Zn (s) + 12 HCl (aq) === 2 AsH3 (g) + 6 ZnCl2 (aq) + 3 H2O (l); (b) 2 AsH3 (g) === 2As (g) + 3 H2 (g) (加热);

(c) 2AsH3 (g) + 12AgNO3 (aq) + 3H2O(l) === As2O3 (s) + 12HNO3 (aq) + 12Ag (s); (d) 2 HgCl2 (aq) + SnCl2 (aq) === Hg2Cl2 (s) + SnCl4 (aq); (e) Hg2Cl2 (s) + SnCl2 (aq) === 2 Hg (s) + SnCl4 (aq);

(f) 2 Bi(OH)3 (s) + 3 [Sn(OH4)] (aq) ===2 Bi (s) + 3 [Sn(OH)6](aq)。

12. 用常用符号表示13组到15组的每个过渡后p区元素的基态电子构型。并指出具有最

强的惰性电子对效应的元素。 解答

Ga:[Ar]3d104s24p1 ;Ge:[Ar]3d104s24p2 ;As:[Ar]3d104s24p3; In:[Kr]4f5s5p

10

2

1

2-2-

;Sn:[Kr]4f5s5p

1022

;Sb:[Kr]4f5s5p

1023

Tl:[Xe]4f145d106s26p1 ;Pb:[Xe]4f145d106s26p2;Bi:[Xe]4f145d106s26p3 ;

惰性电子对效应是指自上而下,价层ns电子对越来越不易参与成键的现象。T1,Pb,Bi的6s电子对表现的相对惰性较强。

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