《无机及分析化学》课后答案(贵州大学出版)

1、贵州大学无机及分析化学课后答案3、用合理的量子数表示：(1) 3d能级(2) 2pz原子轨道(3) 4s1电子(1) n=3,l=2(2) n=2,l=1,m=0(3) n=4,l=0,m=0,ms=+4、( 1 )量子数 n=3， l=1 的原子轨道符号是什么？该类原子轨道的形状如何？有几种空间取 向？共有几个轨道？共可容纳多少个电子？3p 亚层，哑铃型，三种空间取向， 三个原子轨道( pxpypz )，最多可容纳 6 个电子。(2) 量子数 n=4 的电子层有几个亚层？各亚层有几个轨道？第四电子层最多能容纳多少个电 子？四个亚层： 4s 、 4p、4d、4f轨道数：135 7电子数：261

2、0 14( 32)13. 试用杂化轨道理论，说明下列分子的中心原子可能采取的 杂化类型，并预测其分子或离子的几何构型。BCl3B原子的价电子层构型为 2s22p1 ,成键时一个2s电子被激发到一 个 2p 空轨道上，形成 3 个能量相同的 sp2 杂化轨道，整个过程如下： 生成的 BCl3 几何构型为平面正三角形。PH3P原子的价电子层构型为 3s23p3 ,成键时4个价电子轨道发生 sp3杂化，形成 4 个能量不相同的 sp3 杂化轨道，整个过程如下：杂化轨道中有1对孤电子对，生成的 PH3几何构型为三角锥形。H2SS原子的价电子层构型为 3s23p4 ,成键时4个价电子轨道发生 sp3 杂

3、化，形成 4 个能量不相同的 sp3 杂化轨道，整个过程如下杂化轨道中有2对孤电子对，生成的 H2S几何构型为折线（V）型。CCl4C原子的价电子层构型为 2s22p2 ,成键时4个价电子轨道发生 sp3杂化，形成 4 个能量相同的 sp3 杂化轨道，整个过程如下杂化轨道中没有孤电子对，生成的CC14几何构型为正四面体。CS2C 原子的价电子层构型为 2s22p2 ，先激发为 2s12p3 ， 发生 sp 杂化，两个SP杂化轨道与两个 S的3p轨道形成2根键，C原子的两个 2p 轨道与两个 S 的 3p 轨道形成 2 根 键，形成 S=C=S， 整个过程如下：生成的 CS2几何构型为直线形。N

4、原子的价层电子构型为 2s22p3 ,其2p亚层上有三个未成对电子，能与 3个H原子Is上的 未成对电子直接配对成键；而另外一个 H原子Is上的电子电离后就空出了 Is轨道，与N原 子 2s 亚层上的孤电子对形成配位键，这样整个离子就没有孤电子对，形成四个相同sp3 杂化轨道，整个过程如下图所示：杂化轨道中所有电子都成对了，生成的几何构型为正四面体。15. 根据键的极性和分子的几何构型，判断下列分子哪些是极性分子？哪些是非极性分子？解： Ar 是单原子分子，整个分子呈现出电中性，因此它是非极性分子。I2 由两个相同原子构成，分子中的正负电荷中心重合于一点，整个分子不存在正负两极， 属于非极性分

5、子。HF 由两个不同原子构成，成键电子云偏向于电负性较大的F 原子，使分子的负电荷中心比正电荷中心更偏向于 F 原子，整个分子存在正负两极，属于极性分子。CO 由两个不同原子构成，成键电子云偏向于电负性较大的O 原子，使分子的负电荷中心比正电荷中心更偏向于 O原子，整个分子存在正负两极，属于极性分子。H2S有两个S- H极性键，由于其空间结构为 V形，中正负电荷中心不重合，整个分子存在正负两极，属于极性分子。CS2有两个C- S极性键，但由于其空间结构为直线形，中正负电荷中心重合，整个分子不存在正负两极，属于非极性分子。CHCl3 有三个 C- Cl 极性键和一个 C- H 极性键， 其空间结

6、构为四面体 ， 中正负电荷中心不 重合，整个分子存在正负两极，属于极性分子。CCl4 有四个完全相同的 C- Cl 极性键， 而其空间结构为正四面体， 中正负电荷中心重合， 整个分子不存在正负两极，属于非极性分子。3BF3有三个完全相同的 B- F极性键，而其空间结构为正平面三角形，中正负电荷中心重合,整个分子不存在正负两极，属于非极性分子。NF3有三个完全相同的 N- F极性键，但其空间结构为正三角锥形，中正负电荷中心不重合,整个分子存在正负两极，属于极性分子。16.判断下列每组物质中不同物质分子之间存在着何种成分的分子间力。苯和四氯化碳 氦气和水 乙醇和水（4）氨水溶液解：苯和四氯化碳苯和

7、四氯化碳都属于非极性分子，它们的偶极矩为0,相互之间由于瞬时偶极而产生了色散力。氦气和水氦气属于非极性分子，水属于极性分子，它们之间同样也存在色散力；而氦气在水分子固有 偶极作用下会发生变形极化，产生诱导偶极，其与水分子固有偶极之间存在诱导力。乙醇和水乙醇和水都是极性分子，同样存在诱导力和色散力；另外由于各自固有偶极的取向而产生了 取向力。还有氢键存在。（4）氨水溶液氨和水都是极性分子，同样存在诱导力和色散力；另外由于各自固有偶极的取向而产生了取 向力。还存在氢键。18.根据所学晶体结构知识，填出下表。解：物质晶格结点上的粒子晶格结点上粒子间的作用力晶体类型预测熔点（高或低）I22分子分子间力

8、分子晶体很低SiO2Si原子、O原子共价键原子晶体很高ZnZn原子、Zn 2+离子金属键金属晶体高冰H2O分子氢键、分子间力氢键型分子晶体低MgOMg2+、O2-离子键离子晶体较咼4、298.15K时已知下列化学平衡1.66(1) Feo(S)+CO(g)Fe(s)+C02(g); K1=0.403 FeO(S) + H2(g)Fe(s)+H2O(g); K2=0.669K K2 /K1计算反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的KO6、反应 2SO(g)+O2(g)2SO3(g),在 T=Iooo 时，=3.45。试判断当 p(SO2)=20kPa,p(O2)=10kPa

9、,p（SO3）=100kPa时反应进行的方向p (SO 3) / P2p(SO 2) / p 2 p(O 2) / p(100 (20/100)/100)(10 /100)250 K反应逆向进行。5.计算密度为1.84 g?mL-1的浓硫酸（含H2SO4约为96%）的浓度，如欲配制0. 1 0 mol L-1H2SO4溶液1L,应取这种浓硫酸多少毫升？解：由稀释定律，得：g1v1C2V2 1.84 V 96% 010 I V 5.55mL98.08'7.计算以浓度为 0.1012 mol L-1HCl标准溶液，测定 Na2CO3溶液的滴定度（以 g?mL-1表 示）。若称取1.054g

10、 Na2CO3试样，滴定时消耗该 Hel标准溶液22.46 mL试计算试样中 Na2CO3 的质量分数。解：T Na 2 CO 32HCl NaCO/ HCl2 cHCl gM2NaCl H2CONa 2 CO 3101 30.1012105.9910 325.36310 3 ggmL 18.称取不含干扰物质的 CaCO3试样0.5000g ,加入浓度为 0.2500 molNa23 HCl Whci% Na2CO3- ；100GNa2CO35.363 10 3 22.461001.05411.43 L-1的Hel标准溶液25.00mL ,煮沸除去CO-过量的酸需用 5.84mL的NaOH溶液

11、回滴。已知1mL的NaOH溶液相当%CaCO0.23980.500010047.97CNaOH0.2500 0.99820.2496 mol L2HClCaCO3THCl / NaOHCaC2 H-OV NaOHcHClCO2cHClHClVHCINaOHNaCI H-OmCaCO3M CaCO32mCaCO 33320.99825.84100.25000.250025.0010 3100.0930.2510(250.99825.84)mCaCO 3100.090.2398g2于0.9982mL的Hel溶液。计算 NaOH勺浓度，试样中CaCO3及 CO2的质量分数。(6)0.10mol. L

12、-IHOAG+0.10mol. L-INaOAc;(5)0.050mol .L-1K2HPO4;CHCHoACK HOAC104.74PH 4.74PH 0CH KarKa3"O 1010PH 9.78PH O6.下列三种缓冲溶液的PH值各为多少？如分别加入1mL2mol.L-1NaOH溶液，溶液的PH值各变为多少？(1)50mL1.0mol.L-IHOAC 和 1.0mol.L-INaOAc 溶液；(11起始浓度/mol L加 NaO后/mol L1HOAC ? H1.01.0 50 2 151OAC1.01.0 50 2 151KHoACCHQACCOAC1.8105molL1,

13、PH 4.7411KHoACCHoACCOAC(1HOAC ?HOACCH起始浓度/molL-10.0500.050加 NaO后 /molL-10.05 50 2 10.05 50 2 1PH5151(3) 50mL0.050mol丄-1HOAC 和 0.05mol.L-1NaOAC 溶液；LZCHOAC5 0.05051HOAC1.8 IU1.8 iu mol LCOAC0.0504.741.8 10 5 09411.66 10 5mol L1.020PH 4.782)50mL0.050mol.L-IHOAC 和 1.0mol.L-1NaOAC 溶液;(1HOAC ? HOACCHCHOAC

14、KHOAC1.8 105 05° 9.0 107mol L起始浓度/molL10.0501.0COAC1.0加 NaOl后 /molL10.05 50 2 11.050 2 1PH6.045151VPH 0.72VPH 0.96CH1.8105 °00982.0106molL1, PH 5.700.0882VpH10.04, VpH20.72, VpH30.96结论：缓冲溶液在抗酸成分和抗碱成份相等且浓度较大时，才具有较大缓冲作用。7.需配制pH=5.2的溶液，应在1L0.01mol.L-1 苯甲酸中加入多少克苯甲酸钠? 解：苯甲酸苯甲酸钠构成缓冲溶液，设需加入m克苯甲酸钠

15、。PH 5.2CuI10 5.2 mol LHKaC苯甲酸C苯甲酸钠CH 1.8 105 00098 1.73107mol L1, PH 6.76H1.028.以 0.1000mol.L-IHCl 溶液滴定0.1000mol.L-1 苯酚钠溶液，当滴定至0% 50%及 100%寸的PH值各为多少？应选用何种指示剂指示终点?解：0%: 0.1mol.L-1_苯酚钠溶液:COHc Kb140.12.99 10 3mol50% :苯酚-苯酚钠缓冲溶液：1L I PH 11.48CHKa =10-995 mol L1, PH 9.95C苯酚钠100%: 0.05mol .L-1 苯酚溶液:Na2CO3

16、 HCl NaHCQ3 NaClNaHCO3 HClH2CO3 NaCl选酚酞为指示剂。(7.8 非)12.混合碱试样可能含有NaQH Na2CO3 NaHCO3中的一种或两种。准确称取该混合碱试样0.6500g ,用0.2000的HCl标准溶液滴定，以酚酞为指示剂滴定至终点，消耗HCl溶液26.80mL,然后再加入甲基橙指示剂滴定至终点，又消耗Hel溶液22.00mL,判断混合碱的组成并计算各组分的质量分数。解：由于V1<V2,混合碱为碳酸钠和氢氧化钠混合物CH、c Ka-0.05 10 9.952.37 10 7mol L 1, PH 5.6CaF2(s)? Ca2 2FKSP(Cc

17、a2 /C )(Cf /C )5.3 10(1平衡浓度/mol L-1S 2sMCaF278.08nNa2CO3CHClV20.2000 22.00 10 34.410 3 molnN aOHCHCl(V1V2)0.2000 (26.80 22.00)10 31.36 10 3 molOnM34.4 10 3 105.99n/%Na2CO3100%71.75%G0.6500nM1.36 10 3 40.00 2、已知Q某温度下GCaF2的溶度积为50f × 10-9 ,100%8.37%(1)在纯水中；(2)在 0.10mol L-INaF 溶液中；(3)在0.20mol L-ICa

18、Cl2溶液中CaF2的溶解度。KSP4s3S 1.10KSP (S 0.20)(2 s)2S平衡浓度 /mol L-1s'' 0.202s''10 3mol L10.086g L18.06 10 5mol L 16.4 10 3g L 1结论：有同离子效应时，难溶电解质的溶解度降低。6、在 100mL0.2mol L-1MnCI2 溶液中加入 IOOmI 含有 NH4CI 的 0.10mol L-1 氨水溶液，问此氨水中需含多少克NH4CI才不致生成Mn(O H)2 沉淀?解:设此氨水中需含X克NH4CI才不致生成Mn (OH)2 沉淀。(CMn2 IC)(CO

19、H IC )2KSPJ无沉淀产生。COHKNH31.8100.059.63 106cnh453.491 0.20.16/9.63 10 、2()1.9 1013X 6.99g1、填表化学式命名形成体形成体氧化值配体配位原子配位数K2Hgl4四碘合汞(II)酸钾Hg2+ 2I-I4CU(NH3)4PtCI4四氯合铂()酸四氨 合铜( )Cu2+Pt2+ 2+ 2NH3CI-NCI44Ni(NH3)6CI2二氯化六氨合镍(II)Ni2+2NH3N6Na3Fe(CN)5(CO)五氰一羰基合铁(II)酸钠Fe2+2CN-COCC6NH4Cr(NCS)4(NH3)2四异硫氰根二氨合铬(III)酸铵Cr3

20、+3SCN-NH3NN626.欲将10mgAgCI完全溶解于1mL氨水中，问氨水的浓度至少应为多少?解：设AgCI完全溶解时，溶液中氨的平衡浓度为XmoI L已知M AgCl143.32C(AgCI)143.32 g mol 1AgCl S 2 NH 3 H2O?10mg 10 3g mg 1(1mL 10 3L mL 1)Ag NH 310.070mol L 1Cl2 H 2O平衡浓度/0.070.07(C Ag NHK(CNH3ZC)(CCI ZC)c” ZC乙KfZC)2AgCAgAg NH3 2KSP AgClK Kf Ag NH3KSP AgCl107.051.77 10101.99

21、 10 3啤 1.99 10 3 X1.57mol1CNH 31.57 0.071.71mol L 1NH 3 H 2O的浓度至少为1.71molL112.在pH=10的氨缓冲溶液中，滴定 100.0mL含Ca2+、Mg2啲水样，以铬黑T为指示剂，消耗 0.01024mol L-1的EDTA标准溶液15.28mL;另取100.0mL水样，加NaoH使呈现强碱性，使Mg2+生成Mg（OH）2沉淀，用钙指示剂指示终点，滴定时消耗EDTA标准溶液10.38mL ,计算:（1）水的总硬度（以 CaCO3mg L-1表示）；（2）水中钙硬（以 CaCO3mg L-1表示）；（3）水中镁硬（以 MgCO3

22、mgL-1表示）。总硬度：nCanMgnEDTACEDTA VEDTAnEDTA 0.01024 15.28 1031.565 10 4mol以 CaCO3 表示：00.09 1.5650.1 nCaCEDTA V EDTA0.01024 10.3843100.09 1.063 1010以CaCO3表示：-=0.14 nMg nEDTA nca 0.502 10 mol10 4 103-1= 156.6mg L34101.063 10 mol106.4 mg L-13以 MgCO3表示:84314 0502 1010 =0.142.33 mg L-17、求下列情况下在 298.15K时有关电对

23、的电极电势。（忽略加入固体对溶液体积变化）（1）金属铜放在 0.50mol.L-1 的Cu2+溶液中,E Cu2 ZCUE Cu2 ZCU00592lg(CCu2 /C )nE Cu2 ZCu0.340.05922lg0.500.33V(2)在上述(1)的溶液中加入固体CS2Na2S ,使溶液中的E 10mol LCIU,/E CUI2ACu 心)？Cu2JCu2/Cu0.0592lgnKSP(CUS)(Cs2 /C )0.059236lg 6.3 102 y0.70V0.34(3) 100kPa氢气通入 0.10 mol.L-1 HCI 溶E H /H2液中,/H2lg(CH /C )2 n

24、 (PhP )0.0592H /H2警 lg0.12E H /H20.0592V(4)在1.0L上述(3)的溶液中加入 0.10mol固体NaOH,E H /H2E H /H2/H2辱g(CH /C)2n(Ph2/P)5)在1.0L上述(3)的溶液中加入0.10mol 固体NaOAC EI(IHHH2)=?0.4144V00f¾107)2起始浓度ElHOAC-1LH+OAC平衡浓度/mol-1L1.8 1050.10.10.1KHOAC(CH IC ) (COAC / C)CHOAC / C0.1 X x 134 10 3molL1IH2 E H/ H20lgn(CH IC F(Ph

25、PH /H20°92lg(1.34 10 3)20.17V12、计算在1mol丄-1HCI溶液中用 0.1000mol.L-仆e3+溶液滴定 Sn2+的电势突跃范围。在此 滴定反应(1mol L-1HCl) : Fe3+ + Sn2 ? Fe2Sn4EFe3 /Fe213 0.70VESn4 /Sn0.14V滴定中应选用什么指示剂?（1）化学计量点前（剩余01 % Sn2）0.0592(2)n化点时丁lg999% 0.23V0.1%ESPn EIn2E21 0.70 2 0.14n1n2（3）化学计量点后（过量01 % Fe2 ）EF /F2 =÷ 00592 lg0.52

26、VE次甲基蓝0.36V, 所以选用次甲 033v基蓝为指示剂。可见，滴定终 点与化学计量 点并不一致。19（2）反应的条件平衡常数及化学计量点时反应进行的程度。IgKn1n2(E1E2 )0.0591 2 (0.70 0.14)0.05918.98K 9.62 1018由于K数值很大，化学计量点时反应进行较完全18.常采用K2Cr2O7法测定水体中的化学耗氧量 （CoD）,取废水样100.0mL,用硫酸酸化后， 加入 0.02000mol L-1 的 K2Cr2O7 溶液 25.00mL,在Ag2SO4存在下煮沸以氧化水样中还原性物质， 再以试铁灵为指示剂，用0.1000mol L-1 的Fe

27、SO4溶液滴定剩余的 2Cr2O72-,用去1820mL,计算废水样中的化学耗氧量 （以O2计,mg 解L-1 表示O76Fe 14H6Fe 2Cr 7H2O过量的n cr2。；：nCr2O26 cFe2VFe20100° 182° 10 33.033 10 4mol水样所消耗n4nb0.02000 25.00 103.033 1041.967 10 mol解：2Cr2O；28 H 12 e ? 4Cr 314 H 2O3O212126 H 2OnO2n Cr 2O 72n Cr 2 O 721.96710 4COD （O2,mg1）nO2V水样M o22 1.96710

28、43210 3100.0 10 394.42 mg L19、铜合金、铜矿中的铜常用碘量法测定，试问：(1)称取 K2Cr2O70.4903g ,用水溶解并稀释至 100mL，移取 K2Cr20725.00mL ,加入 H2SO4 和 Kl ,用 24.95mLNa2S2O3溶液滴定至终点，求 Na2S2O3的浓度。解：Cr2O" 6I 14H32 2Cr37H2OCNa2S2O30.10OomOl L2Cu24 2CuI I222OfI2S4Oe 2I2S2Ofi 2S4O；2ICr2O'3I2 6S2O36nCr2O2ns2°2mK2Cr2O7256V100CNa

29、2s2o3Na 2s2o3M K2Cr2O70.4903 6cNa2S2O3325 10294.18 4CUS2Of2、完成下列反应方程式：（1）2Na + 2H2O 2NaOH + H2（2）Be +2NaOH + 2H2O Na2Be（OH）4 + H2（3）SiHCl3 + H2 Si + 3HCl（4）TiCl4 + 4Na Ti + 4NaCl（5）Ca + H2 CaH2（6）Cl2 + H2 2HCl（7）Xe + F2 XeF2(8) 2F2 + 2H2O 4HF + O23、完成下列反应方程式：1)TiCl4 +4NaH Ti + 4NaCl + 2H22)CaH2 +2H2

30、O Ca(OH)2 + 2H23)4LiH +AlCl3 LiAlH4 + 3LiCl4)BF3 + NH3 F3B VNH3( 5)( 6)(7) 2NH3 + 3Cl2 6HCl + N2( 8) 2H2O2 2H2O + O2( 9) XeF2 + BrO3- + H2O BrO4- + 2HF + Xe (10)H2O2 + 2KI + H2SO4 I2 + K2SO4 + 2H2O(11) 5H2O2+2KMnO4 + 3H2SO42MnSO4 + K2SO4 +5O2 + 8H2O(12)(13) H2S + 4Cl2 + 4H2O 8HCl + H2SO4(14) H2S + l

31、2 2Hl + S复分解法：HF： CaF2(s) + 2H2SO4( 浓) Ca(HSO4)2 + 2HF HCl ：NaCl(s) + H2SO4( 浓) NaHSO4 + HCl 此法不适用于制 HBr 和 HI ：H2SO4 ( 浓) + 2HBr Br2 + SO2 + 2H2O H2SO4 ( 浓) + 8HI 4I2 + H2S + 4H2O可用 H3PO4 代替浓 H2SO4 制 HBr 和 HI 。HBr ：NaBr(s) + H3PO4( 浓) NaH2PO4 + HBrHI ：NaI(s) + H3PO4( 浓) NaH2PO4 + HI5、完成下列反应方程式：(1) 2

32、KO2 + 2H2O 2KOH + 2H2O2 + O2(2) 4KO2 + 2CO2 2K2CO3 + 3O2(3) Na2O2 + 2H2O 2NaOH + H2O2(4) 2Na2O2 + 2CO2 2Na2CO3 + O2(5) BaO2 + H2SO4(稀) BaSO4 + H2O2(6)(6) PbO2+H2O2+ 2HNO3 Pb(NO3)2 +O2 + 2H2O(7) 5PbO2+2 MnSO4 + 8HNO3Pb (MnO4)2+ 4Pb(NO3)2 + 4H2O(8) Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O(9) P4O10 + 6H2O 4H3PO4(10

33、) SnS + (NH4)2S2 (NH4)2SnS3(11) CuS + 4HNO3 Cu(NO3)2 + S + 2NO2 + 2H2O(12) Sb2S3 + S2- SbS33-(13) SiCl4 + 3H2O 4HCl + H2SiO3(14) 2XeF2 + 2H2O 2Xe + 4HF + O2(15) XeF2 + H2O2 Xe + 2HF + O26.完成下列反应方程式：解：(1) Mg (OH )2(2) NaSiO 3(3) Be(OH )2(4)5 NaBiO 32NHCO22OH22Mn 22Mg 22OH 2SiO 32 Be(OH ) 4 2 14H 2MnO

34、2NH 3 2H 2ONa 2CO 3(5)44H ( 足量 ) Sn25Bi 34H5Na7H 2O2O2Sn OH 42写6出下列反应的方呈式4(1) 亚硝肖酸SO酸性溶液中分别5H MnCH-3、ACOq7-氧化成硝酸盐0。其中 分别被还原为ASOn2+、CH+2S 6H (2) 亚肖肖酸盐在酸性溶液中被 I-还原成NO ;(3) )亚肖酸与s2q水反应产生n24062 122解*SSO2 4QMn25H 28H 2o2s42Mn0410SO212、写出下列反应的方2Bi (OH )33 Sn OH 6As2S36H 2O2BiMnO4- 、 Cr2O7-16H(1 2)ClO36I6HCl3I 2 3H2O( 1 3)Cl 22OH冷ClOClH2O( 1 4)3Cl 26OH热ClO35ClH 2O(15)ClO35Cl6H3Cl2 3H 2O(16) 2MnO4 10Cl