《无机化学下》第四版习题答案

17-6 试分别计算0.1mol.LNaHCO3 和 0.1mol.L (NH4)2CO3溶液的PH 。(提示: NH4HCO3 按弱酸弱碱盐水解计算。)(已知:NH3.H2O Kb=1.77×10 ; H2CO3 K1=4.3×10 ,K2=5.61×10) 6、解:(1)由[OH?]?5

-7

-11

-1-1

Kb?c=(10?14/4.3?10?7)?0.1?4.82?10?5mol/L

所以pH?14?pOH?14?4.32?9.68

17-7在 0.2 mol.L 的Ca盐溶液中,加入等浓度﹑等体积的Na2CO3 溶液 ,将得到什么产物?若以 0.2 mol.L 的Cu 代替Ca 盐,产物是什么?再以0.2 mol.L 的 Al 盐代替Ca盐,产物又是什么?试从浓度积计算说明。

7、解:CaCO3白色沉淀; 产物为Cu2(OH)2CO3 ;产物为Al(OH)3 17-8 比较下列各对碳酸盐热稳定性的大小

(1)Na2CO3和BeCO3 (2) NaHCO3和Na2CO3(3)MgCO3和BaCO3(4)PbCO3和CaCO3 8、解:热稳定性:

(1) Na2CO3>BeCO3; (2)NaHCO3

17-9如何鉴别下列各组物质: (1)Na2CO3 ,Na2SiO3 ,Na2B4O7.10H2O (2)NaHCO3 , Na2CO3 (3)CH4 ,SiH4

9 . 解:(1)先做硼砂珠实验,鉴定出Na2B4O7 .10H2O;然后用Al2(SO4)3鉴定出Na2CO3,现象有沉淀和气泡产生。

(2)再酒精灯上加热,有气体产生的是NaHCO3

(3)利用SiH4在碱的催化下,剧烈水解有白色沉淀产生,而CH4无此现象 17-10怎样净化下列两种气体:

(1)含有少量CO2﹑O2 和 H2O 等杂质的CO 气体;

(2)含有少量H2O﹑CO﹑O2﹑N2 及微量H2S 和SO2 杂质的CO2气体。 10、解:(1)依次通过炽热的碳粉,红热的铜网,以及碱石灰。

(2)在氧气中充分着烧后,通过溴水,再依次通过灼热的铜网,浓硫酸,再与镁条充分着烧后,通入氧气中再着烧充分。 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活泼金属或炭好;

2+

-1

2+

2+

-1

3+

-1

2+

(2) 硼砂的水溶液是缓冲溶液;

(3) 装有水玻璃的试剂瓶长期敞开瓶口后,水玻璃变浑浊;

(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。 11、解: (1) 用氢气做还原剂,不会带来杂质。

(2)因为硼砂易溶于水,也较易水解,在水溶液中存在以下平衡:

2? B4O7?7H2O???4H3BO3?2OH?

所以,它具有缓冲作用。

(3)因为硅酸盐易与空气中的CO2反应,产物有硅酸白色沉淀,所以溶液呈混浊状态。 (4)石棉的化学式为CaMg3(SO4)4 ;滑石的化学式为Mg3(SiO4O10)(OH)2 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; (2) CF4不水解,而BF3 和SiF4都水解;

(3) BF3和SiF4水解产物中,除有相应的含氧酸外,前者生成 BF4,而后者却是SiF6 。 12、解:(1)CO2为分子晶体化合物;而SiO2为原子晶体,其熔沸点相当高。 (2)BF3,SiF4的水解产物有H3BO3和H2SiO3晶体析出。

(3)BF3,SiF4的水解产物有HF,HF在与BF3,SiF4结合生成BF4 ;SiF4

17-13试说明硅为何不溶于氧化性的酸(如浓硫酸)溶液中,却分别溶于碱溶液及HNO3与HF组成的混合溶液中。

13、解:在含氧酸中被钝化,在有氧化剂(如HNO3,CrO3,KMnO4,H2O2等)存在条件下,与HF反应:3Si+4HNO3+18HF=3H2SiF6+4NO?+8H2O 17-14 试解释下列现象:

(1) 甲烷既没有酸也没有碱的特性; (2) 硅烷的还原性比烷烃强; (3) 卤化物比氢化物容易形成链;

(4) BH3有二聚物B2H6 ,而 BX3却不形成二聚体。

14、解:(1)CH4分子中,中心原子C上没有孤电子对,也没有空轨道接受外界电子。所以它既没有酸性,也没有碱性。

(2)硅烷的稳定性没有烷烃强,容易被氧化剂氧化。 17-15说明下列物质的组成 制法及用途:

-2--2-

(1)泡花碱; (2)硅胶; (3)人造分子筛

15、解: 泡花碱:Na2O.n H2O ;工业上生产水玻璃的方法是将石英砂,硫酸钠和煤粉混合后,放在反射炉内于1373-1623K时进行反应。

硅胶:H2SiO3 ;将硅酸凝胶充分洗涤以除去可溶性盐类,干燥脱去水分后,即成多孔性稍透明的白色固体。

人造分子筛:M12(AlO2)12.(SiO2)12.27H2O ;用水玻璃。偏铝酸钠,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。

17-16 为什么BH3 的二聚过程不能用分子中形成氢键来解释?B2H6分子中的化学键有什么特殊性?“三中心二电子键”和一般的共价键有什么不同? 16、解:见课本P588。

17-17 B6H10的结构中有多少种形式的化学键?各有多少个? 17、解:见教材P589。

17-18 H3BO3和H3PO3 组成相似,为什么前者为一元路易斯酸,而后者则为二元质子酸,试从结构上加以解释。

18、解: H3BO3分子中,中心原子B有一个空轨道,可以用来容纳OH上O原子的一对孤电子,所以它是一元路易斯酸;而H3PO3分子中,与氧原子相连的H 有两个,所以它是二元质子酸。

17-19 画出下列分子(离子)的结构图: Si4O12 ,B3N3H6 ,[B4O5(OH)4] ,(BO2)n,SiF6 19、解:见教材P587,P581

17-20写出以硼砂为原料制备下列物质的反应方程式: (1) 硼砂,(2)三氟化硼,(3)硼氢化钠 20、解:将硼砂浓溶液与浓硫酸作用后冷却得H3BO3

8-2-n-2-

Na2[B4O5(OH)4]?H2SO4?3H2O?4H3BO3?Na2SO4;

制得的H3BO3经受热失水后得到B2O3; 17-21 完成并配平下列反应:

(1)Si + HNO3 + HF→ (2)Na2B4O7 + HCl +H2O →

(3)BF3 + Na2CO3 + H2O→ (4)Ca2Si + HCl → (5)H3BO3 + NaOH → (6)Be2C + H2O → (7)SiO2 + C + Cl2→ (8)B2H6 + Cl2 → (9)H3BO3 +C2H5OH → (10)Si2H6 + H2O → (11)B2H6 + NH3 → (12)B2H6 + LiH → (13)Na2SO4 + C + SiO2→

21、解: (1) 3Si+4HNO3+18HF=3H2SiF6+4NO?+8H2O (2)Na2B4O7+2HCl+5H2O=4H3BO3?+2NaCl (3)4BF3+2Na2CO3=NaBO2+3Na[BF4]+2CO2 (4)Ca2Si +4HCl=2CaCl2+SiH4 (5)H3BO3+NaOH=NaBO2+2H2O (6)Be2C+H2O=Be(OH)2?+CH4? (7)SiO2+2C+2Cl2=SiCl4+2CO (8)B2H6+6Cl2=2BCl3+6HCl

(9)H3BO3+3C2H5OH????B(OCH3)3+3H2O (10) Si2H6 + 8H2O=2H2SiO4+9H2? (11)3B2H6+6NH3=2B3N3H6+12H2 (12) B2H6+2LiH=2LiBH4 (13)Na2SO4 + C+SiO2=Na2SiO3+

17-22试计算:

(1)把1.5g H3BO3 溶于100ml水中,所得溶液PH为多少?

(2)把足量 Na2CO3加入75吨纯的硬硼钙石中,假定转化率为85% ,问所得硼砂的质量是多少?(已知H3BO3 K1=7.3×10 )

22、解:(1)提示:先查表查出硼酸的K,再算出硼酸溶液的浓度c,再根据公式

-10

浓硫酸[H?]?K?c,即可算出[H+]=0.0000132mol/L;

所以pH=4.88; (2)8.9×103kg;

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