无机化学课后答案全解（武大吉大第三版）

1、 无机化学课后答案全解（武大吉大第三版） 第十二章 1 卤素中哪些元素最活泼？为什么有氟至氯活泼性变化有一个突变？ 答：单质的活泼性次序为：F2Cl2Br2I2 从F2到Cl2活泼性突变，其原因归结为F原子和F离子的半径特别小。 F Cl Br IF Cl Br I r/pm 64 99 114 133 136 181195 216 (1) 于F的原子半径非常小 ，FF原子间的斥力和非键电子对的斥力较大，使 F2的解离能远小于Cl2 的解离能。 -(2) 于F离子半径特别小，因此在形成化合物时，氟化物的离子键更强，键能或 晶格能更大。 -于F离子半径特别小，F 的水合放热比其他卤素离子多。 -2 举例说明卤素单质氧化性和卤离子X还原性递变规律，并说明原因。 - -答：氧化性顺序为：F2 Cl2 Br2I2 ;还原性顺序为：IBrClF. 尽管在同族中氯的电子亲合能最高，但最强的氧化剂却是氟 卤素单质是很强的氧化剂,随着原子半径的增大,卤素的氧化能力依次减弱。尽管在同族中氯的电子亲合能最高,但最强的氧化剂却是氟。一种氧化剂在常温下,在水溶液中 氧化能力的强弱,可用其标准电极电势值来表示,

2、?值的大小和下列过程有关 3 写出氯气与钛、铝、氢、水和碳酸钾作用的反应式，并注明必要的反应条件。 答： 2Cl2+Ti =TiCl4加热，干燥 3Cl2+2Al =2AlCl3加热，干燥 Cl2+H2 =2HCl点燃 3Cl2+2P(过量)=2PCl3干燥 5Cl2(过量)+2P=2PCl5 干燥 Cl2+H2O=HClO +HCl (6) Cl2+2K2CO3+H2O=KCl+KClO+2KHCO3 4 试解释下列现象： I2溶解在CCl4中得到紫色溶液，而I2在乙醚中却是红棕色。 I2难溶于水却易溶于KI中。 答：CCl4为非极性溶剂，I2溶在CCl4中后仍为分子状态，显示出I2单质在蒸气时的紫 颜色。而乙醚为极性溶剂，I2溶于乙醚时与溶剂间有溶剂合作用，形成的溶剂合物不再呈其单质蒸气的颜色，而呈红棕色。 I2以分子状态存在，在水中歧化部分很少，按相似相溶的原则，非极性的I2在水中 - 溶解度很小。但I2在KI溶液中与I相互作用生成I3离子，I3离子在水中的溶解度很大，因此，I2易溶于KI溶液。 5 溴能从含碘离子的溶液中取代出碘，碘又能从溴酸钾溶液中取代出溴，这两者有矛盾 吗？

3、为什么？ 答：E E,因此Br2能从I溶液中置换出I2, - - Br2+2I=2Br+I2。 - ?EBrO?E?IO?/I3/Br232因此,I2能从KBrO3溶液中置换出Br2 2BrO3-+I2=Br2+2IO-3 6 为什么AlF3的熔点高达1563 K，而AlCl3的熔点却只有463K？ 答：查表知元素的电负性为 电负性差为:AlF3 ；AlC13 。一般认为，电负性差大于的二元素组成的化合物为离子化合物，小于则二元素组成的化合物为共价化合物。可见MF3为典型的离子化合物，其熔点很高；而AlCl3为共价化合物，其熔点较低。 7 从下面元素电势图说明将氯气通入消石灰中得到漂白粉，而在漂白粉溶液中加入盐酸可 产生氯气的原因。 ?A HClO ? ? - ?B ClO ? Cl2 ? ?答：因为Cl2通入消石灰是在碱性介质中作用的，又因为?Cl/Cl?ClO/Cl，所以Cl2在碱性 -22条件下易发生歧化反应。 ? 而在漂白粉溶液中加入盐酸后，酸性条件中, ?HClO/Cl?Cl/Cl，故而如下反应能够 ?22向右进行: -+ HClO + Cl + H = Cl2 + H2O

4、8 写出下列制备过程的反应式，并注明条件： 从盐酸制备氯气； 从盐酸制备次氯酸； 从氯酸钾制高氯酸； 海水制溴酸。 答：(1) 4HCl(浓)+MnO2?MnCl2+Cl2+2H2O(2)4HCl(浓)+MnO2?MnCl2+Cl2+2H2O 2Cl2+H2O+CaCO3?CaCl2+CO2+2HClO KClO3?3KClO4+KCl 高氯酸钾比氯化钾溶解度小，可分离。 KClO4+H2SO4=KHSO4+HClO4 ?(3) Cl2+2Br=2Cl+Br2 3Na2CO3+3Br2=5NaBr+NaBrO3+3CO2 -+ 5Br+BrO3+6H=3Br2+3H2O - 9 三瓶白色固体失去标签，它们分别是KClO、KClO3和KClO4，用什么方法加以鉴别？ 答：分别取少量固体加入干燥的试管中，再做以下实验 加入稀盐酸即有Cl2气放出的是KClO; KClO+2HCl=KCl+Cl2+H2O 加入浓盐酸有Cl2与放出且溶液变黄的是KClO3; 8KC1O3+24HCl(浓)=9Cl2+8KCl+60ClO2(黄)+12H2O 另一种则为KClO4 10 卤化氢可以通过哪些方法得到

5、？每种方法在实际应用中的意义是什么？ 答：CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF以荧石为原料，反应在铅或铂蒸馏釜中进行。NaCl +H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl3NaBr + H3PO4(浓)=Na3PO4+3HBr3NaBr + H3PO4(浓)=Na3PO4+3HBr。 11有一种白色固体，可能是KI、CaI2、KIO3、BaCl2中的一种或两种的混合物，试根据下述实验判别白色固体的组成。 将白色固体溶于水得到无色溶液；向此溶液加入少量的稀H2SO4后，溶液变黄并有白色沉淀，遇淀粉立即变蓝；向蓝色溶液加入NaOH到碱性后，蓝色消失而白色并未消失。 答：白色固体的组成为:CaI2 ,KIO3的混合物 12卤素互化物中两种卤素的原子个数、氧化数有哪些规律？试举例说明。 答：卤素互化物中两种卤素的原子个数不是任意的,中心原子只有一个，为电负性小而半径 大的卤素；配体个数为奇数，一般为电负性大而半径小的卤素，如ICl，ICl3，IF5，IF7等。 配体的个数与二种卤素半径比有关，半径比越大，配体个数越多。但配体个数不能超过7个，如碘与氟可形成7个配体的互化物IF7，但碘与氯只能

6、形成3个配体的互化物ICl3。 卤素互化物中心原子氧化数除与半径比有关外，还与两种元素的电负性差有关，电负性差等。 卤素互化物中心原子氧化数除与半径比有关外，还与两种元素的电负性差有关，电负性差大，中心可以有较高的氧化数。这与半径比导致的配位数多少是一致的。 13多卤化物的热分解规律怎样？为什么氟一般不易存在与多卤化物中？ 答：多卤化物分解时生成的产物中的卤化物晶格能尽可能大。如CsBrCl2热分解产物为CsCl和BrCl不是CsBr和Cl2。 -氟一般不易存在于多卤化物中,也就是说,有氟参加的多卤化物稳定性差。其原因在于F半径特别小,F电负性大,多卤化物分解产物MF晶格能特别大,远比多卤化物稳定。 14何谓拟卤素？试举出几种重要的拟卤素。 答：某些负一价的阴离子在形成离子化合物和共价化合物时,表现出与卤素相似的性质.在自 状态下,其性质与卤素单质很相似,所以我们称之为拟卤素。 15通过(CN)2和Cl2的性质比较，说明卤素的基本性质。 答： 游离状态都有挥发性。 与氢形成酸，除氢氰酸外多数酸性教强。 与金属化合成盐。 与碱、水作用也和卤素相似。 形成与卤素类似的络合物。 拟卤离子与卤

7、离子一样也具有还原性。 16今以一种纯净的可溶碘化物332mg溶于稀H2SO4，加入准确称量 KIO3于溶液内， 煮沸除去反应生成的碘，然后加入足量的KI于溶液内，使之与过量KIO3作用，然后用 ?硫代硫酸钠滴定形成I3离子，计算用去硫代硫酸钠，问原来的化合物是什 么？ 其中涉及的反应： 5I-IO3-6H+3I23H2O (#1) 2S2O32-I22I-S4O62- (#2) 整个实验的原理,是先用过量的KIO3将碘化物中的碘离子转化为单质碘并去除,再用KI与过量的KIO3反应生成I2,最后用硫代硫酸钠滴定第二次生成的单质碘.通过第二次生成的单质碘的量可以推得与碘化物作用的KIO3的量,进一步推得碘化物中碘的量. *这里将第一步反应中的碘化钾记作KIO3,将第二步反应生成的单质碘记作I2 n(Na2S2O3) 则n(I2) 过量的n(KIO3)n(I2-2)/3 n(KIO3总),则第一步反应中n(KIO3) 所以根据方程式该碘化物中碘离子的物质的量n(I-)5 则该碘化物中碘元素的质量m(I)127 则另一种元素的质量m 到这一步起始已经可以看出答案了,但如果比较严谨的话,还需要

8、讨论一下. 设另一种元素是X,则从元素质量和物质的量的相互数量关系上来看,可以判断该碘化物可能是一元碘化物或二元碘化物,即XI或XI2 如果是XI,则M(X)/39g/mol X是钾,碘化物是KI 如果是XI2,则M(X)/78g/mol 分子量接近78的元素应在第四周期的非金属区域,明显不合理,所以排除. 综上,该化合物是KI. 答：原来的化合物为KI 17利用热力学数据，计算按照下列反应方程式制取HCl的反应能够开始进行的近似温度。 2Cl(g)+2H20(g)=4HCl+O2 答：H=4(-)-2(-)=/mol S=4=/ TH/S=114400/= 18. 以反应式表示下列反应过程并注明反应条件： 用过量HClO3处理I2； 氯气长时间通入KI溶液中； 氯水滴入KBr、KI混合液中。 答：(1)紫黑色或棕色的I2消失,并有Cl2气体生成。 2HCl03+I2=2HI03+C12 (2)先有I2生成,溶液无色变黄、变橙、变棕直至析出紫黑色沉淀,最后紫黑色沉淀消失得无色溶液。 Cl2+2KI=2KCl+I2 5Cl2+I2+6H20=2HI03+10HCl (3)溶液先变黄或橙,又变浅至近无色,最后又变黄或橙 Cl2+2KI=2KCl+I2 5Cl2+I2+6H20=2H

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