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无机化学与化学分析-厦门大学化学化工学院

无机化学与化学分析-厦门大学化学化工学院
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无机化学与化学分析

教学目的与要求

无机化学与分析化学是化工专业主干基础课之一,是化工系学生了解无机化学与分析化基础学知识的窗口。无机化学与分析化学教学,不仅要使学生了解和掌握无机化学与分析化学的基础知识和基本原理, 更重要的是要培养学生获取知识的方法和思想,创新意识和科学品质,使学生具备潜在的发展能力和基础知识。从而培养出适应市场经济发展,使用型和通用型人才。因此,无机化学与分析化学的教学基本要求如下:

学会利用物质结构的基本理论解释元素周期性变化规律;掌握化学键的基本理论;化学反应速率与反应动力学的初步概念;化学热力学的初步概念和化学平衡;酸碱反应的基本理论;氧化还原反应自发性的判据,电极电势和氧化还原反应动力学的影响因素及反应机理;四大滴定方法的原理(酸碱滴定,沉淀滴定,配位滴定和氧化还原滴定);元素及其化合物的重要反应和性质和制备方法;尤其是要求学会利用所学的化学基本原理来解释化学反应的现象和化学反应的本质。

教学内容与学时分配*

第一篇结构与反应

第一章原子结构(8学时,其中观看录象2学时)

1.1亚原子粒子

1.2波粒二象性?赖以建立现代原子模型的量子力学概念

1.3关于氢原子结构的玻尔模型

1.4波动力学模型

1.5轨道概念的图形描述

1.6多电子原子轨道的能级和基态原子的核外电子排布

1.7周期表与原子结构

1.8原子参数

第二章化学键与分子结构(8学时)

2.1化学键的定义

2.2离子键理论

2.3电子对键的概念与路易斯结构式

2.4用以判断共价分子几何形状的价层电子对互斥理论

2.5原子轨道的重叠?价键理论

2.6分子轨道理论

2.7金属键理论

2.8分子间作用力、氢键及其对物质性质的影响

第三章化学反应速率与反应动力学的初步概念(4学时)3.1化学反应速率的表示方法

3.2反应速率理论简介

3.3影响化学反应速率的因素

3.4化学反应机理

第四章化学热力学的初步概念与化学平衡(4学时)

4.1热化学

4.2熵和熵变?自发过程的另一种驱动力

4.3自由能?反应自发性的判据

4.4平衡状态和标准平衡常数

第五章酸、碱和酸碱反应(2学时)

5.1布朗斯特酸碱

5.2路易斯酸碱

第六章氧化还原反应(5学时)

6.1基本概念

6.2氧化还原反应方程式的配平

6.3高温氧化还原反应的自发性及埃灵罕姆图

6.4水溶液中氧化还原反应的自发性和电极电势

6.5电势数据的图示法

6.6影响氧化还原反应的动力学因素和氧化还原反应机理

第七章配位化合物(4学时)

7.1相关定义和命名

7.2化学键理论

7.3异构现象与立体化学

7.4配合物的稳定性

第二篇定量化学分析

第八章酸碱平衡和酸碱滴定法(3学时)

8.1弱酸、弱碱水溶液的质子转移平衡

8.2缓冲溶液

8.3酸碱滴定原理

8.4滴定方式和应用实例

第九章重量分析法和沉淀滴定法(5学时)9.1沉淀——溶解平衡

9.2重量分析法

9.3沉淀滴定法

第十章配位滴定法(3学时)

10.1配位滴定原理

10.2干扰的消除和滴定方式

第十一章氧化还原滴定法(6学时)

11.1氧化还原平衡

11.2滴定曲线和指示剂

11.3待测组份滴定前的处理

11.4重要的氧化还原滴定法

第三篇重要元素及化合物

第十二章S区元素(2学时)

12.1单质

12.2化合物

第十三章P区元素(一)(10学时)13.1概述

13.2天然资源、单质的提取和用途

13.3硼

13.4铝

13.5碳

13.6硅

13.7氮

13.8磷

13.9长周期元素

第十四章P区元素(二)(4学时)

14.1第十四至第十八周期元素概述

14.2硫的重要化合物

14.3卤素

14.4稀有气体与化学发展

第十五章D区元素(一)(10学时)15.1通性

15.2钛和钒

15.3铬

15.4锰

15.5铁、钴、镍

15.6铜

第十六章D区元素(二)(6学时)16.1第二和第三过渡系元素的某些重要的互相特征16.2锌、镉、汞

16.3过渡元素的金属有机化合物

16.4过渡元素的金属有机化学与均相催化

第十七章F区元素(4学时)

17.1镧系元素

17.2锕系元素简介

第十八章某些边缘学科中的若干无机化学概念(4学时)

18.1环境问题与无机化学

18.2无机材料与固体无机化学

18.3生物体中某些重要的无机化学过程

本学时不包括习题课学时

教学参考书

1武汉大学,记录大学等主编,曹锡章等修订,《无机化学》第三版,高等教育出版社,1994。

2武汉大学主编,《分析化学》第二版,高等教育出版社,1982。

3计亮年,莫庭焕等编著,《生物无机化学导论》中山大学出版社,1992。

无机化学与化学分析

·基础化学· 【课程名称】无机化学与化学分析(Inorganic Chemistry and Chemical Analysis)【课号】041026 【所属院系】化学与化学工程系 【课程总学时】75学时 【教学对象】 1、适合化学教育、化工工艺、环境科学专业的本科学生 2、预备知识:高中化学 【教学目的与课程性质、任务】 性质:无机化学与化学分析是化学教育专业、化工工艺专业、环境科学专业的必修专业基础课。 任务:使学生初步掌握一些化学基本理论;牢固掌握元素化学知识,掌握分析化学的基本原理和基础知识;熟练掌握化学基本技能;提高分析和解决问题的能力;培养严谨的科学态度。为学习后续课程,进行化学研究工作打下良好基础。 【教学内容及学时分配】 第一章原子结构(4学时) 1.1 氢原子的波动力学模型 1.2 轨道概念的图形描述 1.3 多电子原子轨道的能级和基态原子核外电子的排布 1.4 周期表与原子结构 1.5 原子参数 第二章化学键与分子结构(6学时) 2.1 化学键的定义 2.2 离子键理论 2.3 路易斯结构式 2.4 价层电子对互斥理论 2.5 价键理论 2.6 分子轨道理论 2.7 金属键理论 2.8 分子间作用力 第三章化学反应速率的表示方法(4学时) 3.1 化学反应速率的表示方法 3.2 影响化学反应速率的因素 第四章化学热力学的初步概念与化学平衡(6学时) 4.1 热化学 4.2 熵和熵变 4.3 自由能 4.4 标准平衡常数

·教学大纲·第五章酸和酸碱反应(2学时) 5.1 布朗斯特酸碱 5.2 路易斯酸碱 第六章氧化还原反应(4学时) 6.1 基本概念 6.2 氧化还原反应方程式的配平 6.3 埃灵罕母图 6.4 电极电势 6.5 电势数据的图示法 6.6 影响氧化还原反应的动力学因素 第七章配位化合物(4学时) 7.1 相关的定义和命名 7.2 化学键理论 7.3 异构现象和立体化学 7.4 配合物的稳定性 第八章酸碱平衡和酸碱滴定法(8学时) 8.1 弱酸、碱水溶液的质子转移平衡 8.2 溶液H3O+的计算 8.3 水解 8.4 缓冲溶液 8.5 酸碱滴定原理 8.6 滴定方式和应用 第九章重量分析法和沉淀滴定法(8学时) 9.1 沉淀-溶解平衡 9.2 重量分析法 9.3 沉淀滴定法 第十章配位滴定法(4学时) 10.1 副反应系数和条件稳定常数 10.2 配位滴定原理 10.3 干扰的消除和滴定方式 第十一章氧化还原滴定法(4学时) 11.1 氧化还原平衡 11.2 滴定曲线和指示剂 11.3 待测组分的预报处理 11.4 重要的氧化还原滴定法 第十二章S区元素(2学时) 12.1 单质 12.2 化合物

厦门大学无机化学习题16 过渡元素(二)

过渡元素(二) 1.试回答和解释下列事实: (1)PdCl 2·2PF 3比PdCl 2·2NH 3稳定?而BF 3·NH 3却比BF 3·PF 3稳定得多?这是为什么? (2)相应的化学式为PtCl 2(NH 3)2的固体有两种异构体(顺、反),它们的颜色不同,一种 是棕黄色,另一种是淡黄色;它们在水中的溶解度也有差别,其中溶解度较大的应是哪一种?为什么? (3)钌和锇的四氧化物都是低熔点的固体(RuO 4为298K 、OsO 4为314K ),试加以解释。 (4)ZrO 2的碱性比TiO 2强,为什么? (5)Nb 和Ta 的原子半径几乎相同,为什么? 2.Pt(NH 3)2(NO 3)2有α和β两种构形。α形与草酸反应生成Pt(NH 3)2C 2O 4,但β形与草酸反应得到的反应产物却是Pt(NH 3)2(C 2O 4H)2。为什么会出现不同的反应产物?用什么物理方法来区分α形和β形。请画出这两种配合物的结构式。 3.完成下列方程式 (1)Pt +HNO 3+HCl → (2)PdCl 2+CO +H 2O → (3)K 2PtCl 6+K 2C 2O 4 → (4)MoO 42-+Zn 2++H + → (5)Mo 3+ +NCS - → (6)(NH 4)2PtCl 6 → (7)K 2PtCl 6+N 2H 2·2HCl → (8)ZrCl 4+H 2O → (9)PtF 6+Xe → (10)Ru +KClO 3+KOH → (11)MoO 3+NaOH → (12)WO 3+NaOH → (13)WO 3·nH 2O → (14)(NH 4)2ZrF 6 → 4.Zr 和Hf 有何宝贵的特征?基于这些特性有哪些主要用途? 5.锌汞齐能将钒酸盐中的钒(V )还原至钒(II ),将铌酸盐中的铌(V )还原至铌(IV ),但 △ △ △ △

厦门大学无机化学知识第12章ds区元素.doc

第十二章ds区元素 12.1 铜族元素 (1) 12.2 锌族元素 (10) 12.1 铜族元素 12.1.1 铜族元素通性 铜族元素 1.铜族元素通性 铜族元素的氧化态有+1,+2,+3三种,这是由于铜族元素最外层ns电子和次外层(n-1)d电子能量相差不大。有人认为在本族元素中,元素第二电离能与第一电离能的差值越小,它的常见氧化值就越高。 对于Cu、Ag、Au,Δ(I2-I1)Au < Δ(I2-I1)Cu < Δ(I2-I1)Ag 所以常见氧化态物+3,+2,+1。 铜、银、金的标准电势图如下所示: 12.1.2 铜族元素金属单质 2.铜族元素金属单质 (1).物理性质 铜和金是所有金属中仅有的呈现特殊颜色的二种金属,铜族元素的熔点、沸点、硬度均比相应的碱金属高。这可能与d电子也参与形成金属键有关。由于铜族金属均是面心立方晶体(如下图),它们不仅堆积最密而且存在较多可以滑动的高密度原子层,因而比相应的

碱金属(多为体心立方晶体)密度高得多,且有很好的延展性,其中以金最佳。铜族元素的导电性和传热性在所有金属中都是最好的,银占首位,铜次之。 (2).化学性质 铜族元素的化学活性远较碱金属低,并按Cu--Ag--Au的顺序递减。 在潮湿的空气中放久后,铜表面会慢慢生成一层铜绿。铜绿可防止金属进一步腐蚀,其组成是可变的。银和金不会发生该反应。 空气中如含有H2S气体与银接触后,银的表面上很快生成一层Ag2S的黑色薄膜而使银失去银白色光泽。() 在电位序中,铜族元素都在氢以后,所以不能置换稀酸中的氢。但当有空气存在时,铜可缓慢溶解于这些稀酸中: 浓盐酸在加热时也能与铜反应,这是因为Cl-和Cu+形成了较稳定的配离子[CuCl4]3-,使Cu == Cu++e-的平衡向右移动: 铜易为HNO3、热浓硫酸等氧化性酸氧化而溶解 银与酸的反应与铜相似,但更困难一些;而金只能溶解在王水中:

无机化学与化学分析答案8

第八章 酸碱平衡和酸碱滴定 8.1 (a )θb K (F -) = θw K /θa K (HF) = 10-14/6.8×10-4 = 1.5×10-11 (b )θa K (NH 4+) =θw K /θb K (NH 3) = 10-14/ 1.8×10-5 = 5.6×10-10 8.2根据θa K ·θb K = θw K θb K (HPO 42-) = θw K /θa K (H 2PO 4-) = 10-14/ 6.2×10-8 = 1.6×10-7 >> 4.2×10-13 即θb K (HPO 42-) >> θa K (HPO 42-),也就是说,HPO 42-的水解作用远大于其自身的离解作用,所以Na 2HPO 4水溶液呈碱性。 8.3 (a) 水合是H 2O 分子以其偶极的一端在离子周围取向,H 2O 分子作为整体参与反应;而 水解是H 2O 分子被撕裂产生OH ﹣或H +,再与离子结合。 (b) 缓冲容量是指维持系统pH 大体恒定的条件下,缓冲溶液能够中和外来酸或外来碱的量;缓冲范围是指能够起缓冲作用的pH 区间。 (c) 滴定终点是指示剂的实际变色点;而化学计量点指滴定剂与被滴定物之间按照化学计量关系完全反应时所达到的点。 8.4此缓冲溶液NaC 2H 3O 2的浓度为: c (NaC 2H 3O 2)/ mol·dm -3 = 5.00.822.25÷ = 0.622 根据公式:pH = θa p K ﹣lg ()()33dm mol /dm mol /--??共轭碱酸c c 得 pH =﹣lg(1.8×10-5)﹣lg ()()3 2323232/O H NaC /O H HC --??dm mol c dm mol c = ﹣lg(1.8×10-5)﹣lg 622.0550.0 = 4.80 8.5根据公式:pH = θa p K ﹣lg ()()33dm mol /dm mol /--??共轭碱酸c c 得 pH = 5.09 =﹣lg(1.8×10-5 )﹣lg ()()32323232dm mol /O H NaC dm mol /O H HC --??c c 得: c (NaC 2H 3O 2)/ mol·dm -3 = 0.550 m(NaC 2H 3O 2)/g = c(NaC 2H 3O 2)/ mol·dm -3×V/dm 3×M(NaC 2H 3O 2)/g·mol - = 0.550×0.300×82.0 = 14.0 8.6 (a) 当加入0.0060mol HCl 时,溶液中HC 2H 3O 2 和NaC 2H 3O 2的浓度分别为: c (HC 2H 3O 2)/ mol·dm -3 = 3-330.300dm mol 006.0dm mol 0.250dm 300.0+?? = 0.270

厦门大学无机化学试卷

班级 姓名 分数 一、选择题 ( 共18题 35分 ) 1. 2 分 InCl 2为逆磁性化合物,其中In 的化合价为…………………………………………( ) (A) +1 (B) +2 (C) +3 (D) +1和+3 2. 2 分 下列氢化物中,在室温下与水反应不产生氢气的是…………………………………( ) (A) LiAlH 4 (B) CaH 2 (C) SiH 4 (D) NH 3 3. 2 分 和水反应得不到H 2O 2的是……………………………………………………………( ) (A) K 2O 2 (B) Na 2O 2 (C) KO 2 (D) KO 3 4. 2 分 下列物质的水解产物中既有酸又有碱的是………………………………………… ( ) (A) Mg 3N 2 (B) SbCl 5 (C) POCl 3 (D) NCl 3 5. 2 分 有关H 3PO 4、H 3PO 3、H 3PO 2不正确的论述是…………………………………( ) (A) 氧化态分别是+5,+3,+1 (B) P 原子是四面体几何构型的中心 (C) 三种酸在水中的离解度相近 (D) 都是三元酸 6. 2 分 下列各组化合物中,都有颜色的一组化合物是…………………………………… ( ) (A) SiCl 4,SnCl 4,PbO (B) CCl 4,NO 2,HgI 2 (C) SiC ,B 2H 6,N 2O 4 (D) PbO 2,PbI 2,SnS 7. 2 分 下列化合物中最稳定的是…………………………………………………………… ( ) (A) Li 2O 2 (B) Na 2O 2 (C) K 2O 2 (D) Rb 2O 2 8. 2 分 1 mol 下列各物质溶于1 dm 3水中,生成的溶液 中H + 浓度最高的是……………( ) (A) SO 3 (B) P 4O 10 (C) HF (D) MgH 2 厦门大学“无机化学(二)”课程试卷 化学化工学院化学、材料系2004年级化学各专业 试卷类型:(A 卷)

无机化学与化学分析的学习指导4

第 4 章 化学反应速率与反应动力学的初步概念 一、 基本要求 1. 初步了解化学反应速率、速率方程、碰撞理论、过渡状态理论和活化能的概念; 2.理解并会用浓度、温度、催化剂诸因素解释其对化学反应速率的影响; 3.初步掌握阿仑尼乌斯公式的应用,会用其求算指定反应活化能及某温度下的反应速率; 4.理解反应分子数和反应级数的概念,会进行有关基元反应的简单计算; 5.初步掌握零级、一级和二级反应的特征。 二、 要点 1.反应速率 单位时间内反应物或生成物浓度改变量的正值。又有平均速率和瞬时速率之分。 2.碰撞理论 1918年Lewis 运用气体分子运动论的成果提出的一种反应速率理论。它假设: ① 原子、分子或离子只有相互碰撞才能发生反应,即碰撞是反应的先决条件; ② 只有少部分碰撞能导致化学反应,大多数反应物微粒碰撞后发生反弹而与 化学反应无缘。 3.有效碰撞 能导致化学反应发生的碰撞,反之则为无效碰撞。 4.活化能 对于基元反应,活化分子的平均能量与反应物分子平均能量之差,常用E a 表示;对于复杂反应,E a 的直接物理意义就会含糊了,因此,由实验求得的E a 也叫作“表现活化能”。 5.过渡状态理论 20世纪30年代,在量子力学和统计力学发展基础上,由Eyring 等人提出的另一种反应速率理论。它认为反应物并不只是通过简单碰撞就能变成生成物,而是要经过一个中间过渡状态,即反应物分子首先形成活化络合物,通常它是一种短暂的高能态的“过渡区物种”,既能与原来的反应物建立热力学的平衡,又能进一步解离变为产物。 6.基元反应 亦称为简单反应或元反应。 指反应物分子在有效碰撞中一步直接转化为产物的反应。 7.复杂反应 亦称非基元反应。即由两个或多个基元反应步骤完成的反应。 8.速率方程 化学反应速率υ同反应物、产物浓度c 的函数关系式 υ = f (c A 、c B …) 经验表明,不少反应其速率方程具有 g B f A υc kc ?=

厦大无机化学考研经验

厦大无机化学考研经验 现在说说我的考研复习时间安排吧,我是从2011年4月份开始复习无机化学上册,整个四月份都只看无机化学上册,只看书,每天花半天时间(3小时)去图书馆。我看书比较注重效率,也感觉自己那段时间效率比较高,所以就抓紧时间看(考研复习都有疲劳期,所以趁状态好的时候多复习点)。每次看书的时候只带课本和笔,本人不习惯用笔记本,看书期间遇到的问题或是重点我喜欢直接标注在书本上,我那本无机化学课本在最后反正是找不到一页没有注解的空白地方。我还有个习惯就是喜欢将书本上的重要公式或是非常重要的定义写在那一页的顶端或是下端,这样有助于复习时加深印象,翻到那一页就知道主要讲了什么内容。整个四月份我将无机化学上册看了一遍,当然有些难以理解的地方就多花了时间。我找的考研资料、考题考点解析、知识框架图及历年真题及答案解析等内容都是在百度文库找的,价格便宜,用起来很方便。我看书也是主要是以章节为单位,争取看一章能将那一章的知识有个了解,争取看懂。 看完这本书就给自己放了一个五一长假,然后就开始复习物理化学了,物理化学也注重看书,最好是复习厦大孙世刚那两本书,很全面,跟考试结合很紧密。物理化学是一项艰苦的工程,不仅难懂,还很难记住,感觉就是看不懂,看了后面就忘了前面,做题几乎没把握。不过这时不要灰心,始终要坚信难是对于所有人的,只要自己努力了,结果肯定不会差。物理化学需要一章节一章节的复习,然后做课后习题,这样有助于理解,重复看书,重复做题,吃透每章节的内容,只有这样才会在看后续章节时不会不知所云。复习物理化学花的时间就多了,两本物理化学书我是从5月份看到了八月底,当然这期间也有一些耽误,比如复习期末考试,暑假休息半个月,总的算来花了三个月把书本拉通看了一遍。最重要的是在这期间无机化学不能丢下,虽然不像四月份那样每天看,但是需要时常翻翻书,看一看比较难理解的章节,如原子结构和元素周期律,化学键理论和配位化学那几章,顺带做做题。这样到九月开学时几乎就把无机化学上册搞定了,物理化学也有了个大概的了解。对于这期间花在专业课上的时间应该每天不少于三小时吧,而且是连续的三小时,这样有助于系统复习。 九月开学后就要安排全程复习了,无论是公共课还是专业课,具体时间安排因人而异,自己感觉难的科目可以多安排点时间,复习顺利的科目少花点时间,

厦门大学无机化学习题12 卤素

卤素 1. 为什么氟的电子亲合能比氯小?为什么氟与氯比较仍然是强的氧化剂? 2.从下列几方面考虑氟在卤素中有哪些特殊性? (1)氟呈现的氧化态与其他卤素是否相同? (2)F2与水和碱溶液的反应与其他卤素有什么不同? (3)制备F2时能否采用一般氧化剂将F-离子氧化?为什么? (4)氢氟酸同硅酸作用的产物是什么? (5)氟与氧的化合物与其他卤素与氧的化合物有何不同? 3. 电解制氟中,为什么不用KF的水溶液,也不用熔融的KF?为什么不采用无水液态HF 电解? 4.如何从海水提取溴和溴酸?写出有关的化学反应方程式? 5.讨论I2O5的制备方法,结构和它在分析化学上的应用? 6.写出Cl2、Br2、I2、(CN)2、(SCN)2在碱性溶液中的歧化反应式。比较Cl2、Br2、I2在不 同温度下歧化产物有什么不同? 7.卤化氢中HF极性很强,熔沸点最高,但其水溶液的酸性却最小,试分析其原因。 8.写出BrCl、BrF3、ICl3、IF5、IF7的水解反应方程式。 9.在卤素互化物中,较轻卤原子的数目为什么总是奇数? 10.实验观察到多卤化铷没有相应的多卤化铯的热稳定性高,试加以说明。 11.利用电极电势解释下列现象:在淀粉碘化钾溶液中加入少量NaClO时,得到蓝色溶液A, 加入过量NaClO时,得到无色溶液B,然后酸化之,并加少量固体Na2SO3于B溶液,则A的蓝色复现,当Na2SO3过量时蓝色又褪去成为无色溶液C,再加入NaIO3溶液蓝色的A溶液又出现。指出A、B、C各为何种物质,并写出各步的反应方程式。 12.写出以NaCl为基本原料制备下列试剂的反应方程式(可加其他试剂)。 Cl2、NaClO3、NaClO4、HClO4、KClO3、KClO4、HClO 、漂白粉 13.确定下列分子或离子的结构 [ICl2]-、H5IO6、[IF4]+、Cl2O7、[ICl4]-、SCl3+、IF7、ClO2、 ClO3-、I3-、ClF3、BrF5 14.完成和配平下列反应式: (1)Cl2+KI+KOH →

厦门大学2004级无机化学二期中考试试题

厦门大学2004级无机化学二期中考试试题 厦门大学“无机化学(二)”课程试卷 化学化工学院化学、材料系2004年级化学各专业 试卷类型:(A卷) 班级姓名分数 一、选择题 ( 共18题 35分 ) 1. 2 分 InCl2为逆磁性化合物,其中In的化合价为…………………………………………() (A) +1 (B) +2 (C) +3 (D) +1和+3 2. 2 分 下列氢化物中,在室温下与水反应不产生氢气的是…………………………………() (A) LiAlH4 (B) CaH2 (C) SiH4 (D) NH3 3. 2 分 和水反应得不到H2O2的是……………………………………………………………() (A) K2O2 (B) Na2O2 (C) KO2 (D) KO3 4. 2 分 下列物质的水解产物中既有酸又有碱的是…………………………………………() (A) Mg3N2 (B) SbCl5 (C) POCl3 (D) NCl3 5. 2 分 有关H3PO4、H3PO3、H3PO2不正确的论述是…………………………………() (A) 氧化态分别是+5,+3,+1 (B) P原子是四面体几何构型的中心 (C) 三种酸在水中的离解度相近 (D) 都是三元酸 6. 2 分 下列各组化合物中,都有颜色的一组化合物是……………………………………() (A) SiCl4,SnCl4,PbO (B) CCl4,NO2,HgI2 (C) SiC,B2H6,N2O4 (D) PbO2,PbI2,SnS 7. 2 分 下列化合物中最稳定的是……………………………………………………………() (A) Li2O2 (B) Na2O2 (C) K2O2 (D) Rb2O2 8. 2 分 1 mol 下列各物质溶于1 dm3水中,生成的溶液中H+ 浓度最高的是……………() (A) SO3 (B) P4O10 (C) HF (D) MgH2 9. 2 分 对于H2O2和N2H4,下列叙述正确的是………………………………………………() (A) 都是二元弱酸 (B) 都是二元弱碱 (C) 都具有氧化性和还原性 (D) 都可与氧气作用 10. 2 分

厦门大学无机化学习题07 碱金属和碱土金属

碱金属和碱土金属 1.试说明为什么Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+的水合热依次减弱? 2.某酸性BaCl2溶液中含少量FeCl3杂质。用Ba(OH)2或BaCO3调节溶液的pH值,均可把Fe3+沉淀为Fe(OH)3而除去。为什么?利用平衡移动原理进行讨论。 3.试解释为什么碱金属的液氨溶液,(1)有高的导电性;(2)是顺磁性的;(3)稀溶液呈兰色。 4.Rb2SO4的晶格能是-1729kJ·mol-1,溶解热是+24kJ·mol-1,利用这些数据求SO42-的水合热(已知Rb+的水合热为-289.5kJ·mol-1). 5.根据下图,可以由重晶石(BaSO4)作为原料,来制造金属钡及一些钡的化合物。试回答下列一些问题: C Na2CO3 C BaSO4BaS BaCO3 加热 BaO2 HCl HNO3H2O Al Ba Na2NO3 加热 BaCl2·2H2O Ba(NO3)2Ba(OH)2 (1)现拟从重晶石制备BaCl2·2H2O。问应该采用哪些步骤,写出其化学方程式,并说明完成反应的理由。 (2)为何不能从BaS与硝酸作用直接制备Ba(NO3)2? (3)为何工业上不采用BaCO3直接加热分解方法来制备BaO? 6.利用下列数据计算KF和KI的晶格能。(单位kJ·mol-1) K+(g)F-(g)I-(g) 水合能(kJ·mol-1)-360.2 -486.2 -268.6 KF KI 溶解热(kJ·mol-1)-17.6 20.5

由计算结果再联系有关理论加以讨论。 7.讨论Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+系列在水溶液的迁移率大小顺序?若在熔融盐中是否具有相同的顺序? 8.Na2O2可作为潜水密闭舱中的供氧剂,这是根据它的什么特点?写出有关反应式。 9.写出M2O、M2O2、MO2与水反应的方程式,并加以比较。 10.如何用离子势概念说明碱金属、碱土金属氢氧化物的碱性是随M+、M2+离子半径的增大增强。 11.如何证明碱金属氢化物中的氢是带负电的组分?预测CaH2、LiH与水反应的产物? 12.什么叫对角线规则?引起Li~Mg、Be~Al、B~Si三对元素性质上相似的原因是什么? 13.下列每对化合物中,哪一个在水中的溶解度可能更大些? (1)SrSO4与MgSO4(2)NaF与NaBF4 14.试从热力学观点定性说明,为什么碱土金属碳酸盐随着金属元素原子序数的增加,分解温度升高。 15.求MgCO3与NH4Cl水溶液反应的K=?由此说明MgCO3能否溶于NH4Cl溶液? 16.解释下列事实: (1)尽管锂的电离能比铯大,但E?Li+/Li却比E?Cs+/Cs的小。 (2)LiCl能溶于有机溶剂,而NaCl则不溶。 (3)为什么Li+与Cs+相比,前者在水中有低的迁移率和低的电导性?这与Li的半径特别小是否矛盾? (4)电解熔融的NaCl为什么常加入CaCl2?试从热力学观点出发加以解释。 (5)在+1价阳离子中Li+有最大的水合能。 (6)CsI3的稳定性高于NaI3。 (7)碱土金属熔点比相应碱金属高,硬度大? (8)当悬浮于水中的草酸钙溶液中,加入EDTA的钠盐时,草酸钙便发生溶解? 17.用最简便的方法鉴别下列各组物质? (1)LiCl与NaCl (2)CaH2与CaCl2 (3)NaOH与Ba(OH)2 (4)CaCO3与Ca(HSO3)2 (5)NaNO3与Na2S2O3

西北大学 无机化学与化学分析 chapter 12

第十二章 s区元素 Chapter 12 s Block 教学要求 1.了解s区元素的物理性质和化学性质,能够解释Li的标准电极电势为什么最低,能解释碱金属与水、醇和液氨反应的不同; 2.了解主要元素的矿物资源及单质的制备方法,特别注意钾和钠制备方法的不同; 3.了解s区元素的氢化物、氧化物、氢氧化物的性质,特别注意氢氧化物的碱性变化规律; 4.了解s区元素的重要盐类化合物,特别注意盐类溶解性的热力学解释; 5.会用离子极化理论解释碳酸盐分解规律; 6.了解对角线规则和锂、铍的特殊性。 课时分配(4学时) 1.概述和单质:2学时 2.化合物:2学时 3.对角线规则:1学时 12.1 概述 alkaline metals alkaline earth matals lithium beryllium sodium magnesium potassium calcium rubidium strontium caesium barium francium radium 注意它们在周期表中的位置。所有性质的产生和变化规律皆由此而来。 s区属元素最外层电子组态分别为ns1和ns2,由于受到内层电子的强烈屏蔽, 核对最外层电子的控制较松弛。因而单质的化学性质都非常活泼, 容易失去各自的ns电子分别形成+1价和+2价阳离子, 其氧化态与各自的族号相对应。 12.2 单质 12.2.1 物理和化学性质

Some properties of the alkali metals, M, and their ions, M + property Li Na K Rb Cs ground state electronic configuration atomic (metallic) radius, r (M)/pm ionic radius, r (M +)/pm melting point, mp/℃ boiling point, bp/℃ first ionization energy, I 1/kJ·mol -1 density at 20℃, d /g·cm 3 hardness a flame color standard electrode potential, E ○一 /V [He]2s 1 152 59 180.54 1347 520.2 0.534 0.6 carmine -3.040 [Ne]3s 1 186 99 97.81 883.0 495.8 0.971 0.4 yellow -2.713 [Ar]4s 1 227 138 63.65 773.9 418.8 0.862 0.5 violet -2.924 [Kr]5s 1 248 149 39.05 687.9 403.0 1.532 0.3 bluish red -2.924 [Xe]6s 1 265 170 28.4 678.5 375.7 1.873 0.2 blue -2.923 a On the Mohs scale, hardnesses of ten minerals range from that of talc(0) to diamond(10). Some properties of the alkaline earth metals, M, and their ions, M 2+ property Be Mg Ca Sr Ba ground state electronic configuration atomic (metallic) radius, r (M)/pm ionic radius, r (M 2+)/pm melting point, mp/℃ boiling point, bp/℃ first ionization energy, I 1/kJ·mol -1 density at 20℃, d /g·cm 3 hardness a flame color standard electrode potential, E ○一/V [He]2s 2 111 27 1278 2970 899.4 1.85 ~5 none -1.85 [Ne]3s 2 160 72 648.8 1090 737.7 1.74 2.0 none -2.356 [Ar]4s 2 197 100 839 1483.6 589.7 1.55 1.5 orange-re d -2.84 [Kr]5s 2 215 113 769 1383.9 549.50 2.54 1.8 scarlet -2.89 [Xe]6s 2222 136 729 1637 502.8 3.60 ~2 green -2.92 a See footnote to Table 12.1. ★ 两族金属单质主要讲述规律性 ★ 单质的化学以其还原性为特征 (1) 与氧、硫、氮、卤素反应,形成相应的化合物,特别要注意氧化物的多样性 (2) 两族金属被水氧化的反应分别为: 2 M(s ) + 2 H 2O(l ) = 2 M +(aq ) + 2 OH -(aq ) + H 2(g ) (M = 碱金属) M(s ) + 2 H 2O(l ) = M +(aq ) + 2 OH -(aq ) + H 2(g ) (M = 碱土金属) 实验室利用金属钠与水的反应干燥烃类和醚类有机溶剂,但 金属钠不能用来干燥醇类 溶剂。 这是因为钠的还原性是如此之强, 以致能将醇分子中的氢原子还原为H 2,例如与乙醇的反应: 2 CH 3CH 2OH(l ) + 2 Na(s ) NaOCH 2CH 3(sln ) + H 2(g ) ● 同一族自上而下性质的变化有规律

无机化学与化学分析的学习指导12

第12 章 s 区元素 一、教学基本要求 1. 了解s区元素的物理性质和化学性质,能解释碱金属与水、醇和液氨反应的不同; 2. 了解主要元素的矿物资源及单质的制备方法,特别注意钾和钠制备方法的不同; 3. 了解s区元素的氢化物、氧化物、氢氧化物的性质,特别注意氢氧化物的碱性变化 规律; 4. 了解s区元素的重要盐类化合物,特别注意盐类溶解性的热力学解释; 5. 会用离子极化理论解释碳酸盐分解规律; 6. 了解对角线规则和锂、铍的特殊性。 二、要点 1. 汞齐(amalgam ) 又称汞合金,汞的特性之一是能溶解除铁以外的许多金属而生成汞齐。汞与一种 或几种金属形成汞齐时,含汞少时是固体,含汞多时是液体。天然的有金汞齐,银 汞齐,人工制备的有:钠汞齐、钾汞齐、锌汞齐、锡汞齐、铅汞齐等。 2. 熔盐电解法(Molten-salt electrolysis) 指以熔融态盐类为原料的电解方法,常用于制备不能由水溶液中制备的金属,如碱 金属、碱土金属以及钍、钽混合稀土金属的生产。有时为降低熔体的熔点,节省电 能,须加入一定量的助熔剂。 3. 热还原法(Thermo-deoxidization) 用化学活性较强的金属,将被还原的金属从其化合物中置换出来,以制备金属或其 合金的方法。 4. 冠醚(Crown ether) 分子结构类似皇冠的“大环多醚”。最常用的有18-冠-6 (如下图中的a)、二环己基 -18-冠-6及二苯基18-冠-6等。冠醚对K+、Na+及其他阳离子有很强的选择性络合 ,F- ),提 K + X- 表示( X=MnO 4高了裸阴离子的活性。冠醚在有机合成中常用作“相转移反应的催化剂”。 5.穴醚(Cryptant) 分子结构类似地穴的“大环多醚”。穴醚几乎能够实现对K+和Na+离子的完全 分离,选择性可高达105:1。如下图中的(b) (c)所示。 (a) (b) (c)

厦门大学无机化学习题01 化学热力学初步

化学热力学初步 1、热力学第一定律ΔU=Q -W ,由于U 为状态函数,所以Q 和W 也是状态函数,对吗?为什么? 2、解释下列名词 (1)体系与环境 (2)热(Q ) (3)功(W ) (4)焓(H )和焓变(ΔH ) (5)热力学能U (6)恒容反应热(Q v )和恒压反应热(Q p ) 3、什么叫状态函数?它具有何特性? 4、何谓热效应?测量方法有哪两种? 5、什么叫热化学方程式?书写热化学方程式要注意哪几点? 6、①无机化学中常用的反应热有哪几种:反应热的实质是什么?什么类型的化学反应Q ρ=Q ν?等摩尔的NaOH 与NH 3·H 2O 溶液分别与过量的HCl 溶液中和所放热量是否相等?为什么? ②反应2N 2(g )+ O 2(g)=2N 2O (g )在298K 时,? m rH ?=164KJ ·mol -1求反应的ΔU ? 7、什么叫标准生成热?m f H ??什么是标准燃烧热? m cH ?? 8、何谓盖斯定律? 9、什么是自发过程?自发过程有何特征? 10、用焓变判断反应的自发性为什么是不全面的? 11、什么是熵?什么是绝对熵和标准熵?其符号、单位是什么? 12、影响熵值的因素有哪些?举例说明。 13、化学反应自发性的标准是什么,举例说明。 14、什么叫Gibbs 自由能?怎样用自由能的变化(ΔG )来判断反应的方向? 15、在标准状态下Gibbs 方程如何书写? 16、什么叫标准生成自由能?m f G ?? 17、判断下列说法是否正确?为什么? (1) ΔS 为正值的反应均是自发反应? (2) 物质的量增加的反应ΔS 为正值; (3) 若ΔH 和ΔS 均为正值,则温度上升ΔG 将下降; (4) 某反应的? m rG ?>0,表明该反应在任何条件下都是不自发进行的; (5) 放热反应均是自发反应; (6) 纯单质的? m f H ?,? m f G ?,? m S 皆为零;

厦门大学无机化学习题10 氮族元素

氮族元素 1. 从N2分子的结构如何看出它的稳定性?哪些数据可以说明N2分子的稳定性? 2. NF3的沸点低(-129℃),且不显碱性,而NH3沸点高(-33℃)却是众所周知的路易斯碱。请说明它们挥发性差别如此之大及碱性不同的原因? 3. 为什么在化合物分类中往往把铵盐和碱金属盐列在一起? 4. 加热固体的碳酸氢铵,氯化铵,硝酸铵和硫酸铵将发生什么反应?写出有关反应方程式。 5. 写出联氨、羟氨、氨基化钠和亚氨基化锂的分子式,指出它们在常温下存在的状态及其特征化学性质。将联氨选作火箭燃剂的根据是什么? 6. 为什么亚硝酸和亚硝酸盐既有还原性,又有氧化性?试举例说明。 7. 比较亚硝酸在不同介质中的氧化还原性。 8. 为什么硝酸在不同浓度时被还原的程度大小,并不是和氧化性的强弱一致的?比如,浓HNO3通常被还原为NO2只得一个电子,而氧化性较差的稀HNO3却被还原为NO得3个电子。 9. 提供实验室制取氮气的二种方法,并写出相应的反应方程式。 10. 写出钠、铅、银等金属硝酸盐热分解反应方程式。 11. 在P4分子中P-P-P键的键角约为多少?说明P4分子在常温下具有高反应活性的原因? 12. 通常如何存放金属钠和白磷,为什么? 13. 试讨论为什么PCl3的水解产物是H3PO3和HCl,而NCl3的水解产物却是HOCl和NH3? 14. 讨论H3PO4的分子结构,挥发性和酸性强弱。从结构上判断下列酸的强弱: H3PO4 H4P2O7 HNO3 15. 固体五氯化磷是由阴、阳离子组成的能导电的离子型化合物,但其蒸

气却是分子型化合物。试画图确定固态离子和气态分子的结构及杂化类型。 16. 写出由PO43-形成P4O124-聚合物的平衡方程式。 17. 为什么磷酸在分析化学中可用掩蔽Fe3+离子? 18. 在Na2HPO4和NaH2PO4溶液中加入AgNO3溶液均析出黄色沉淀?而在PCl5完全水解后的产物中,加入AgNO3只有白色沉淀,而无黄色沉淀,试对上述事实加以说明。 19. 在地球电离层中,可能存在下列五种离子,你认为哪一个最稳定?为什么? N2+ NO+ O2+ Li2+ Be2+ 20. 砒霜的分子式是什么?比较As2O3、Sb2O3、Bi2O3及它们的水化物酸碱性,自As2O3到Bi2O3递变规律如何? 21. 讨论SbCl3和BiCl3的水解反应的产物。 22. 为什么铋酸钠是一种很强的氧化剂?As、Sb、Bi三元素的+3、+5氧化态化合物氧化还原性变化规律如何? 23. As、Sb、Bi三元素的硫化物分别在浓HCl、NaOH或Na2S溶液里的溶解度如何?它们的硫代酸盐生成与分解情况如何? 24. 画出PF5、PF6-的几何构型。 25. 分别往Na3PO4溶液中加过量HCl,H3PO4,CH3COOH,问这些反应将生成磷酸还是酸式盐? 26. Sb2S3能溶于Na2S或Na2S2,而Bi2S3既不能溶于Na2S,也不能溶于Na2S2。请根据以上事实比较Sb2S3,Bi2S3的酸碱性和还原性。 27. 用电极电势说明:在酸性介质中Bi(Ⅴ)氧化Cl-为Cl2,在碱性介质中Cl2可将Bi(Ⅲ)氧化成Bi(Ⅴ)。 28. 如何鉴定NO2-和NO3-?NO3-和PO45-? 30.(1)计算0.1mol·L-1 K2HPO4,KH2PO4,K3PO4溶液的pH值。(2)计算KH2PO4和等体积、等摩尔K3PO4混合液的pH值。 31. 试说明H4P2O7的酸性比H3PO3强?

厦门大学无机化学第12章ds区元素

第十二章ds区元素 12.1 铜族元素.................................................................................................. 错误!未定义书签。 12.2 锌族元素.................................................................................................. 错误!未定义书签。 12.1 铜族元素 12.1.1 铜族元素通性 铜族元素 1.铜族元素通性 铜族元素的氧化态有+1,+2,+3三种,这是由于铜族元素最外层ns电子和次外层(n-1)d电子能量相差不大。有人认为在本族元素中,元素第二电离能与第一电离能的差值越小,它的常见氧化值就越高。 对于Cu、Ag、Au,Δ(I2-I1)Au < Δ(I2-I1)Cu < Δ(I2-I1)Ag 所以常见氧化态物+3,+2,+1。 铜、银、金的标准电势图如下所示: 12.1.2 铜族元素金属单质 2.铜族元素金属单质 (1).物理性质 铜和金是所有金属中仅有的呈现特殊颜色的二种金属,铜族元素的熔点、沸点、硬度均比相应的碱金属高。这可能与d电子也参与形成金属键有关。由于铜族金属均是面心立方晶体(如下图),它们不仅堆积最密而且存在较多可以滑动的高密度原子层,因而比相应的碱金属(多为体心立方晶体)密度高得多,且有很好的延展性,其中以金最佳。铜族元素的导电性和传热性在所有金属中都是最好的,银占首位,铜次之。 (2).化学性质 铜族元素的化学活性远较碱金属低,并按Cu--Ag--Au的顺序递减。 在潮湿的空气中放久后,铜表面会慢慢生成一层铜绿。铜绿可防止金属进一步腐蚀,其组成是可变的。银和金不会发生该反应。 空气中如含有H2S气体与银接触后,银的表面上很快生成一层Ag2S的黑色薄膜而使银失去银白色光泽。() 在电位序中,铜族元素都在氢以后,所以不能置换稀酸中的氢。但当有空气存在时,铜可缓慢溶解于这些稀酸中:

无机化学与化学分析答案2

第2章 化学键与分子结构 1(a)离子键:正离子和负离子之间的静电作用力; 共价键:原子和原子之间轨道重叠的程度(共用电子对)。 (b)共价键和配位键:是共价键理论中的一对概念。后者又叫配位共价键。前者的成键原子各自提供1个电子形成共用电子对;后者的共用电子对由成键原子的一方 提供。 (c)极性共价键和非极性共价键:是共价键理论中的一对概念。前者共用电子对偏向两个键原子中的一个;后者共用电子对同等程度地属于两个成键原子。 (d)金属导电和离子导电:前者是自由电子导电;后者通过正、负离子在溶液或熔体中运动导电。 (e)σ键和π键:是共价键理论中的一对概念。前者重叠轨道的电子云密度绕键轴对称;后者重叠轨道的电子云密度绕键轴不完全对称。 (f)d2sp3杂化轨道:2条(n-1)d轨道、1条ns轨道和3条np轨道杂化而得的轨道。 sp3d2杂化轨道: 一条ns 轨道、三条np 轨道和两条nd 轨道杂化而得的轨道。 (g)价键理论和分子轨道理论:它们是描述共价键的两种理论。前者用原子轨道重叠的概念解释共价键的形成,将共价作用力的实质解释为核间较大的电子密度对两 核的吸引力。后者将分子看作一个整体,原则上不再承认分子中各原子原子轨道 的个性,将共价键的形成归因于电子获得更大运动空间而导致的能量下降。 (h)成键分子轨道和反键分子轨道:这是分子轨道理论中的一对概念。前者的能级低于成键原子原子轨道的能级;而后者恰相反。成键轨道上的电子将核吸引在一起; 反键轨道上的电子不但不能提供这种吸引力,而且使两核相互排斥。 (i)定域键和离域键:前者的成键电子属于两个成键原子,例如,H2O 分子中的两个O-H 键;后者的成键电子不属于某一两个特定的成键原子,例如金属中的自 由电子都是成键电子,却不能将其分别归属于特定的金属离子。 (j)导带、价带和禁带:它们是金属键能带理论中的概念。导带一般为金属中的半充满能带,充满了的那一半能带中最高能级上的电子容易进入能量略高的另一能级 (空着的那一半能带)使金属表现出导电性;价带是指金属中能量最高的全充满 能带,禁带则指两两能带之间的区域。

厦门大学无机化学第15章 f区元素

第十五章f区元素 15.1 镧系锕系元素概述 (1) 15.2 镧系收缩及后果 (3) 15.3 镧系元素化合物 (5) 15.1 镧系锕系元素概述 15.1.1 名称、符号和电子层构性 1.名称和符号 周期表中有两个系列的内过渡元素,即第六周期的镧系和第七周期的锕系。镧系包括从镧(原子序数57)到镥(原子序数为71)的15种元素;锕系包括从锕(原子序数89)到铹(原子序数103)的15种元素。 2.电子层构型 镧系、锕系电子层构型比较复杂,第三层4f、5f轨道上。 表15-1 镧系元素原子的电子层结构

从表15-1可知,除镧原子外,其余镧系元素原子的基态电子层结构中都有f电子。镧虽然没有f电子,但它与其余镧系元素在化学性质上十分相似。镧系元素最外两个电子层对4f轨道有较强的屏蔽作用,尽管4f能级中电子数不同,它们的化学性质受4f电子数的影响很小,所以它们的化学性质很相似。 【问题】为什么La最外层电子构型不是4f16s2,而是4f05d16s2; Gd最外层电子构型不是4f86s2,而是4f75d16s2? 根据洪特规则,电子处于半满、全空时较为稳定。 15.1.2 电子层结构与氧化态 表15-2 锕系元素原子的电子层结构

3.氧化态 镧系元素前三级电离势之和是比较低的,比某些过渡元素要低。如: 而且无论在酸性还是碱性介质中,值的比较小,因此镧系金属在水溶液中容易形成+3价离子。+3是镧系元素特征氧化态。 镧系中有些元素还存在除+3价以外的稳定氧化态。Ce、Pr、Tb、Dy常呈现+4氧化态,而Sm、Eu、Tm、Yb则呈现+2价氧化态。(为什么?) 这是因为它们的离子电子结构保持或接近半充满或饱满状态。 15.2 镧系收缩及后果 1.镧系收缩现象 镧系元素的原子(离子)半径,随着原子序数的增大而缩小,这种现象称为镧系收缩。

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