无机及分析化学倪哲明版下册课后答案.doc

精选优质文档-倾情为你奉上第六章 氧化还原平衡及氧化还原滴定法 习题1下列物质中元素的氧化数。 （1）CrO42中的Cr （2）MnO42中的Mn（3）Na2O2 中的O （4）H2C2O4·2H2O中的C解答：(1)Cr：6；(2)Mn：6； (3)O：1； (4)C：32. 下列反应中，哪些元素的氧化数发生了变化？并标出氧化数的变化情况。 （1）Cl2H2OHClOHCl （2）Cl2H2O22HClO2 （3）Cu2H2SO4 (浓)CuSO4SO22H2O （4）K2Cr2O76KI14HCl2CrCl33I27H2O8KCl解答：(1)Cl：from 0 to1and1(2)Cl：from 0to 1；O： from 1 to 0(3)Cu：from 0 to 2； S： from 6 to +4(4)Cr： from 6 to 3； I：from 1 to 03. 用离子电子法配平下列在碱性介质中的反应式。 （1）Br2OHBrO3 Br （2）Zn ClOZn(OH)42Cl （3）MnO4SO32MnO42SO42 (4) H2O2Cr(OH)4CrO42-H2O解答：(1) Br212OH2BrO36H2O10e （ 2eBr22Br）×5 6Br212OH2BrO36H2O10 Br(2) Zn 4OH Zn(OH)422e H2OClO2e2OHClZn H2O2OH ClOZn(OH)42Cl （3）(MnO4eMnO42)×2 2OHSO32H2OSO422e 2MnO42OHSO322MnO42H2OSO42 (4) (H2O22e2OH)×3 (4OHCr(OH)4CrO424 H2O3e)×2 3 H2O22OH2Cr(OH)42CrO428 H2O4. 用离子电子法配平下列在酸性介质中的反应式。 (1) S2O82 Mn2MnO4 SO42 (2) PbO2 HCl PbCl2 Cl2 H2O (3) Cr2O72 Fe2 Cr3 Fe3 (4) I2 H2SIS解答：(1) (S2O822e 2SO42)×5 (4H2OMn2MnO48H 5e)×2 5 S2O82 8H2O2 Mn22MnO416H 10SO42 (2) PbO2 4H 2ePb 2H2O 2ClCl2 2ePbO2 4HCl PbCl2 Cl2 2H2O(3) Cr2O72 14H 6e 2Cr37H2O (Fe2 Fe3e)×6 Cr2O72 14H6 Fe2 2Cr37H2O6 Fe3 (4) I2 2e2I H2S S2H2eI2 H2S2I S 2H5.Diagram galvanic cells that have the following net reactions. (1) Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu (2) Ni + Pb2+ = Ni2+ + Pb (3) Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag (4) Sn + 2H+ = Sn2+ + H2解答：（1）. ()Fe| Fe2+(c1)Cu2+(c2) |Cu（）（2）. ()Ni| Ni2+(c1)Pb2+(c2) |Pb（）（3）. ()Cu| Cu2+(c1)Ag+(c2) |Ag（）（4）. ()Sn| Sn2+(c1)H+(c2) |H2,Pd（）6. 下列物质在一定条件下都可以作为氧化剂：KMnO4 、K2Cr2O7 、CuCl2、FeCl3、H2O2、I2、Br2 、F2、PbO2试根据标准电极电势的数据，把它们按氧化能力的大小排列成顺序，并写出它们在酸性介质中的还原产物。解答：氧化能力由大到小排列如下： 解答：(3)KMnO4 、(5)K2Cr2O7 、(9)CuCl2、(7)FeCl3、(2)H2O2、(8)I2、(6)Br2 、(1)F2、(4)PbO2在酸性介质中的还原产物依次如下： Mn2+、Cr3+、Cu、Fe2+、H2O、I、Br、F、Pb2+7.Calculate the potential of a cell made with a standard bromine electrode as the anode and a standard chlorine electrode as the cathode.解答：已知y Cl2/Cl1.358V； y Br2(l)/Br1.087V则电动势Ey =y()y()1.3581.0870.271（V）8. Calculate the potential of a cell based on the following reactions at standard conditions.(1) 2H2S H2SO3 3S 3H2O （2）2Br2Fe3Br2 2Fe2(3)Zn Fe2FeZn2 (4)2MnO45H2O26HCl2MnCl2 2KCl8H2O5O2解答：（1）0.308V （2）0.316V （3）0.323V（4）0.828V9. 已知 MnO48H 5e Mn24H2O jy1.507V Fe3e Fe2 jy0.771V(1)判断下列反应的方向 MnO45Fe28H Mn24H2O5Fe3(2)将这两个半电池组成原电池，用电池符号表示该原电池的组成，标明电池的正、负极，并计算其标准电动势。(3)当氢离子浓度为10mol·L1，其它各离子浓度均为1mol·L1时，计算该电池的电动势。解答：（1）MnO45Fe28H Mn24H2O5Fe3 正向进行 (2) ()Pt| Fe3(c1)，Fe2(c2)MnO4(c3)，Mn2(c4) | Pt（） Ey 1.5070.7710.736V (3) E1.507(0.0592/5)lg1080.7711.6020.7710.831V10. 已知下列电池Zn| Zn2(x mol·L1)Ag(0.1 mol·L1)|Ag的电动势E1.51V 求Zn2离子的浓度。解答：E j+ j-(jy Ag+/Ag0.0592lgcAg+) (jy Zn2+/ZnlgcZn2+)1.51mol·L(0.7990.0592lg0.1) (0.763lgcZn2+)1.51mol·L c(Zn2)0.58 mol·L111.当HAc浓度为0.10 mol·L1，p(H2)=100kPa，测得E(HAc/ H2)=-0.17v.求溶液中H+的浓度和HAc的解离常数Kay解：由题意得，E（HAc/H2）= E（HAc/H2）+0.059lgH+2/p（H2）/py =0.059 lgH+=-0.17V 可得H+=1.31×10-3 mol·L1HAc的解离常数Kay=（H+）2/(c- H+)=1.74×10-512.在标准状况下，MnO2和HCl反应能否制得Cl2？如果改用12 mol·L1的浓盐酸呢（设其他物质仍处于标准态）？解：由题意得，正极反应：MnO22e+4H+Mn22H2O 负极反应：4HCl(浓)Cl22Cl-+4H+2e标准状况下Ey= Ey MnO2/ Mn2Ey Cl2/ Cl-=1.23v-1.358v=-0.128v<0,故此时不能制得Cl2。改用12 mol·L1的浓盐酸时，E=EyMnO2/Mn20.0592/2lg(1/ H+4)（EyCl2/Cl-0.0592/2lg H+4Cl-2 =(1.23+0.0592/2×4×1.08)-(1.358-0.0592/2×6×1.08)>0说明改用12 mol·L1的浓盐酸时能制得氢气13. 为了测定PbSO4的溶度积，设计了下列原电池 （） Pb| PbSO4，SO42(1.0 mol·L1)Sn2(1.0 mol·L1)|Sn（）在25C时测得电池电动势Ey0.22V，求PbSO4 溶度积常数Ksp。 解答：j正y0.136v 0.220.136-j负y j负y0.356V Pb2SO42Kspy 0.3560.126lgPb2 0.126lg Kspy1.710814利用下述电池可以测定溶液中Cl-的浓度，当用这种方法测定某地下水Cl-含量时，测得电池的电动势为0.280v，求某地下水中Cl-的含量() Hg(s)| Hg2Cl2(l) | KCl(饱和) Cl-(c )| AgCl(s) |Ag(s)（）解：由题意得：E AgCl(s) |Ag(s)=E Ag+|Ag(s)+0.059lg AgCl /AgCl-1 =0.799-0.059 lgCl-1查表得E Hg(s)| Hg2Cl2(l) | KCl(饱和) =0.25v故电池的电动势为E=E+-E-=（0.799-0.059 lgCl-1）-0.25=0.280V 0.059 lgCl-1=0.269 故Cl-1=3.63×104 mol·L115. 根据标准电极电势计算298K时下列电池的电动势及电池反应的平衡常数(1) () Pb(s)| Pb2(0.1 mol·L1)Cu2(0.5 mol·L1)|Cu(s)（）(2) () Sn(s)| Sn2(0.05 mol·L1)H(1.0 mol·L1)|H2(105Pa),Pt(s)（）(3) ()Pt，H2(105Pa)|H(1 mol·L1)Sn4(0.5 mol·L1)，Sn2(0.1 mol·L1 )|Pt(）(4) ()Pt，H2(105Pa)|H(0.01 mol·L1)H(1.0 mol·L1)|H2(105Pa)，Pt（）解答：(1) j负0.126lg0.10.156 j正0.337lg0.50.328 E0.328(0.156)0.484 Ey0.3370.1260.463 lgKy Ky4.38×10-15 (2) j正0 j负0.136lg0.050.175 E0.175 lgKy Ky3.93×104 (3) j负0 j正0.151lg0.175 E0.172 lgKy Ky1.59×105 (4) j正0 j负0lg0.1184 E0.1184 Ky116下列三个反应： （1）ABAB （2）AB2A2B （3）AB3A3B的平衡常数值相同，判断下述那一和说法正确？ (a)反应（1）的值jy最大而反应（3）的值jy最小； (b)反应（3）的jy值最大；（c）不明确A和B性质的条件下无法比较jy值的大小；（d）三个反应的jy值相同。答：C17试根据下列元素电势图：jAy V 回答Cu、Ag、Au、Fe2等离子哪些能发生歧化反应。 解答：Cu、Au能发生歧化。18计算在1 mol·L1溶液中用Fe3滴定Sn2的电势突跃范围。在此滴定中应选用什么指示剂？若用所选指示剂，滴定终点是否和化学计量点符合？ 解答：jy Sn4/ Sn20.154Vjy Fe3/ Fe20.771V 突跃范围：（0.1543×）0.2428 V（0.7713× ）0.5934 V 选次甲基蓝；符合，jsp0.36V19将含有BaCl2的试样溶解后加入K2CrO4使之生成BaCrO4沉淀，过滤洗涤后将沉淀溶于HCl再加入过量的KI并用Na2S2O3溶液滴定析出的I2，若试样为0.4392g，滴定时耗去0.1007 mol·L1Na2S2O329.61mL标准溶液，计算试样中BaCl2的质量分数。解答： Ba2CrO42BaCrO4 2CrO426I16H2Cr38H2O3I2 I22 Na2S2O3Na2S4O62NaI Ba2 CrO423/2 I23 S2O32 nBa21/3n S2O32BaCl2%47.14%20. 用KMnO4法测定硅酸盐样品中的Ca2+含量，称取试样0.5863g，在一定条件下，将钙沉淀为CaC2O4，过滤、洗涤沉淀，将洗净的CaC2O4溶解于稀H2SO4中,用0.05052 mol·L1 KMnO4的标准溶液滴定，消耗25.64mL，计算硅酸盐中Ca的质量分数。解答：5Ca2+5C2O42-2MnO4- n(Ca2+)=n(MnO4-) n(Ca2+)=0. mol Ca2+%=21. 大桥钢梁的衬漆用红丹（Pb3O4）作填料，称取0.1000g红丹加HCl处理成溶液后再加入K2CrO4，使定量沉淀为PbCrO4： Pb2+ + CrO4 2- = PbCrO4将沉淀过滤、洗涤后溶于酸并加入过量的KI，析出I2以淀粉作指示剂用0.1000 mol·L1Na2S2O3溶液滴定用去12.00mL，求试样中Pb3O4的质量分数。解答： 2Cr2-+6I-+16H+=2Cr3+8H2O+3I2 I2 +2Na2S2O3= Na2S4O6+2NaI Pb3O43 PbCrO43 CrO4 2-9/2 I29Na2S2O3 n(Pb3O4)1/9n(Na2S2O3) Pb3O4% 22. 抗坏血酸（摩尔质量为176.1g·mol1）是一个还原剂，它的半反应为： C6H6O6 + 2H+ + 2e = C6H8O6它能被I2氧化。如果10.00mL柠檬水果汁样品用HAC酸化，并加入20.00mL0.02500 mol·L1I2溶液，待反应完全后，过量的I2用10.00mL 0.0100 mol·L1Na2S2O3滴定，计算每毫升柠檬水果汁中抗坏血酸的质量。解答：C6H6O6 I22 Na2S2O3 n(C6H6O6)n(I2)1/2n(Na2S2O3) W 23. 已知 Hg2Cl2(s)2e2Hg(l)2Cl jy 0.28V Hg222e2Hg(l) jy 0.80V 求： Kspy（Hg2Cl2） （提示： Hg2Cl2(s) Hg222Cl ） 解答：Hg2Cl2(s)2e2Hg(l)2Cl Hg222e2Hg(l) 将上述两方程式相减得： Hg2Cl2(s)Hg222Cl Ey 0.52V此反应的平衡常数Ky，即是的Hg2Cl2(s) Ky sp，因此：lgKylgKysp17.56 Ky1017.56Kspy（Hg2Cl2）= Ky1017.5624. 已知下列标准电极电势 Cu22e Cu jy 0.34V Cu2eCu jy 0.158V (1).计算反应 CuCu22Cu的平衡常数。 (2) 已知Kspy(CuCl)1.2×106，试计算下面反应的平衡常数。 CuCu22Cl = 2CuCl解答：(1) Cu22eCu Cu2eCu Cu2 0.158 Cu jy Cu0.34 =0.34 jy0.522V lgKy Ky7.1×107(2)对负极：CuCleCuCl KspCuCl jy CuCl/Cu0.522lgCu 0.5220.0592 lg 因为 Cl1mol/L jy CuCl/Cu0.5220.592lg1.2×106 0.171V 对正极：Cu2eCl = CuCljy Cu2+/CucljCu2+/Cujy Cu2+/Cucl0.0592 lg（Cu2+/Cu+）=0.158+0.0592 lg（1/ Kspy(CuCl)）=0.158+0.0592 lg（1/1.2×10-6）=0.504V lgKy=5.63 Ky4.22×10525. 吸取50.00mL含有的IO3和IO4试液，用硼砂调溶液pH，并用过量KI处理，使IO4转变为IO3，同时形成的I2用去18.40mL 0.1000 mol·L1Na2S2O3溶液。另取10.00mL试液，用强酸酸化后，加入过量KI，需同浓度的Na2S2O3溶液完成滴定，用去48.70mL。计算试液中IO3和IO4的浓度。.解答：IO4+ 2 I +2H+=IO3-+I2+H2O , IO4I22 Na2S2O3 , n(IO4)=1/2n(Na2S2O3) C(IO4)=0.01840mol/L强酸酸化以后：7 I +8H+=4I2+4H2O , IO44I28 Na2S2O3 , n(IO4)=1/8n(Na2S2O3)IO3+5 I+6 H+=3 I2+3 H2O , IO33 I26 Na2S2O3 , n(IO3)=1/6n(Na2S2O3) I2+2 Na2S2O3= Na2S4O6+NaI , 设滴定IO4所消耗的Na2S2O3的体积数为V1ml，滴定IO3为V2ml 则0.0184×10=1/8×0.100V1 V1=14.72ml V2=48.70-14.72=33.98ml 10.00×C( IO4)=1/6×0.1000×33.98 C(IO4)=0.05663 mol/L 26.测定铜含量的分析方法为间接碘量法：2Cu2+4H+2CuI+I2I2+2S2O32-2I-+S4O62-用此法分析铜矿样中的铜的含量，为了使1.00mL0.1050 mol·L1Na2S2O3标准溶液能准确滴定1.00的Cu，应称取铜矿样多少克？解：由题意得：Cu2+ S2O32-n（Cu2+）= n（S2O32-）=0.1050 mol·L1×1.00×10-3L=1.05×10-4 mol故m（Cu2+）= n（Cu2+）×M（Cu2+）=1.05×10-4 mol×63.5g·mol1=6.6675×10-3 g故应称取铜矿样：m（Cu2+）/1.00=0.66675g27. Calculate the standard free energy change at 25 for the reaction Cd(s) Pb2(aq) Cd2(aq) Pb(s).解答：Cd(s)Pb2(aq) Cd2(aq)Pb(s) jy Cd2+/ Cd0.403V jy pb2+/ pb0.126V Ey 0.126(0.403)0.277V GynF Ey2×96500×0.27753461 J·mol53.461 KJ· mol28. Calculate the potential at 25 for the cell CdCd2(2.00mol·L)Pb2(0.0010mol·L)PbThe cell reaction and standard state potential of the cell were determined in exercise 7-25.解答：j正0.126lg0.0010.2148V j负0.403lg2.000.394V E0.2148(0.394)0.179V 第七章 习题解答1. 略2下列各组量子数组合哪些是不合理的？为什么？（顺序为n、l、m） （1）2 1 0 （2）2 2 -1 （3）3 0 +1 （4）2 0 -1 （5）2 3 +2 （6）4 3 +22. 答：不合理的有（2）（5） （2）不符合 l可取的最大值为n-1 （5）同上3在下列各组量子数中，填入空缺的量子数。（顺序为n、l、m、ms）（1）？ 2 0 -1/2 （2）2 ？ -1 +1/2 （3）4 2 0 ？ （4）2 0 ？ +1/23. 答：（1）3 2 0 -1/2；（2）2 1 -1 +1/2 （3）4 2 0 +1/2（或-1/2）;（4）2 0 0 +1/24氮原子的价电子构型是2s22p3，试用四个量子数分别表示每个电子的状态。4.nlmms2s200+1/22s200-1/22p210+1/22p21+1+1/22p21-1+1/25已知某元素原子的电子具有下列四个量子数（顺序为n、l、m、ms），试排出它们能量高低的顺序。（1）3 2 +1 -1/2 （2）2 1 +1 +1/2 （3）2 1 0 +1/2 （4）3 1 -1 +1/2（5）3 0 0 -1/2 （6）2 0 0 +1/2 5. (1)>(4)>(5)>(2)=(3)>(6)6下列元素基态原子的电子排布各违背了什么原则？（1）1s22s3 （2） 1s22p3 （3） 1s22s22px22py16. (1)泡利原理 (2)最低能量 (3)洪特规则7下列原子的电子排布中，哪种属于基态？哪种属于激发态，哪种是错误的？（1）1s22s12p2 （2）1s22s22p63s13d1 （3）1s22s22d1 （4）1s22s22p43 s 1 （5）1s22s32p1 （6）1s22s22p63 s 1 解：（1）（2）（4）激发态（3）（5）错误 （6）基态8试完成下表：8.原子序数价层电子分布式各层电子数周期数族数区113s12 8 1二As233d34s22 8 11 2四Bd354s24p52 8 8 18 7四Ap535s25p52 8 8 18 18 7五Ap604f46s22 8 8 18 22 2六Bf826s26p22 8 8 18 32 14 14 49已知某副族元素A的原子，电子最后填入3d轨道，最高氧化值为4；元素B的原子，电子最后填入4p轨道，最高氧化值为5：（1）写出A、B元素原子的电子分布式；（2）根据电子分布，指出它们在周期表中的位置（周期、区、族）。9. （1）A Ar3d24s2 B Ar3d104s24p3 (2) A 第四周期 第B族 B 第四周期 第A族10有第四周期的A、B、C三种元素，其价电子数依此为1、2、7，其原子序数按A、B、C顺序增大。已知A、B次外层电子数为8，而C次外层电子数为18，根据结构判断：（1）C与A的简单离子是什么？（2）B与C两元素间能形成何种化合物？试写出化学式。10. （1）Br-,K+ (或写成 C-，A+) （2） 离子型化合物 CaBr211分别写出下列元素基态原子的电子分布式，并分别指出各元素在周期表中的位置。 9F 10Ne 25Mn 29Cu 24Cr 55Cs 71Lu11.元素电子结构式周期族9FHe2s22p5二A10NaHe2s22p6三025MnAr3d54s2四B29CuAr3d104s1四B24CrAr3d54s1四B55CsXe6s1六A71LnXe4f145d16s2六B(f区)12写出下列离子的最外层电子分布式：S2- K+ Pb2+ Ag+ Mn2+ Co2+12.S2- 3s23p6K+ 3s23p6Pb2+ 6s2Ag+ 4d10Mn2+ 3d5Co2+ 3d713元素的原子其最外层仅有一个电子，该电子的量子数是n = 4 , l = 0 , m = 0 ,ms = +1/2 ,问： （1）符合上述条件的元素可以有几种？原子序数各为多少？（2）写出相应元素原子的电子分布式，并指出在周期表中的位置。13.答：（1）三种，原子序数为19，24和29 （2）Ar4s1 Ar3d54s2 Ar3d104s114某元素的原子序数小于36，当此元素原子失去3个电子后，它的角动量量子数等于2的轨道内电子数恰好半满：（1）写出此元素原子的电子排布式；（2）此元素属哪一周期、哪一族、哪一区？元素符号是什么？14. (1)Ar3d64s2;(2)第四周期 第族 d区 Fe15试预测： （1）114号元素原子的电子排布？并指出它属于哪个周期、哪个族？可能与哪个已知元素的性质最为相似？ （2）第七周期的最后一个元素的原子序数为多少？15. （1）Rn6d107s27p2 第七周期 第A族 铅；（2）11816设有元素A、B、C、D、E、G、M，试按所给的条件，推断它们的元素符号，及在周期表中的位置，并写出它们的价层电子构型。 （1）A、B、C为同一周期的金属元素，已知C有三个电子层，它们的原子半径在所属周期中为最大，并且A>B>C； （2）D、E为非金属元素，与氢化合生成HD和HE，在室温时D的单质为液体，E的单质为固体。 （3）G是所有元素中电负性最大的元素。 （4）M是金属元素，它有四个电子层，它的最高氧化数与氯的最高氧化数相同。16.（1） ANa 第三周期 A BMg 第三周期 A CAl 第三周期 A（2） DBr 第四周期 A EI 第五周期 A（3） F 第二周期 A（4） Mn 第四周期 B17有A、B、C、D四种元素，其价电子数依次为1、2、6、7，其电子层数依次减少。已知D-的电子层结构与Ar原子相同，A和B次外层各有8个电子，C次外层有18个电子。试判断这四种元素： （1）原子半径从小到大的顺序； （2）第一电离能从小到大的顺序； （3）电负性从小到大的顺序； （4）金属性由弱到强的顺序。17. D.Cl A.Cs B.Sr C.Se (1)D<C<B<A (2)A<B<C<D (3)A<B<C<D (4)A<B<C<D第八章 配位平衡与配位滴定法1、完成下表：配合物或配离子命名中心离子配体配位原子配位数CuSiF6六氟合硅()酸铜SiFF6PtCl2(OH)2(NH3)2二氯·二羟基·二氨合铂（）PtCl,OH,NH3Cl,O,N6KCo(NCS)4四异硫氰酸合钴()酸钾CoNCSN4Cr(OH)3(H2O)(en)三羟基·水·乙二胺合铬()CrOH,H2O,enO,N6Fe(CN)5(CO)3-五氰根·一羰基合铁（）FeCN,COC6FeCl2(C2O4)(en)-二氯·一草酸根·一乙二胺合铁（）FeCl2,C2O4,enCl,O,N6Co(NO2)3(NH3) 3三硝基·三氨合钴()CoNO2,NH3N6Ni(CO)4四羰基合镍NiCOC42、人们先后制得多种钴氨配合物，其中四种组成如下：(1)CoCl3·6NH3 (2)CoCl3·5NH3 (3)CoCl3·4NH3 (4)CoCl3·3NH3若用AgNO3溶液沉淀上述配合物中的Cl-，所得沉淀的含氯量依次相当于总含氯量的，根据这一实验事实确定四种氨钴配合物的化学式？答：Co(NH3)6Cl3 Co(NH3)5ClCl2 Co(NH3)4Cl2Cl Co(NH3)3 Cl34、在1.0L氨水中溶解0.10molAgCl，问氨水的最初浓度是多少? =2.16×103 在溶解的过程中要消耗氨水的浓度为2×0.1=0.2mol·L-1，所以氨水的最初浓度为 2.22+0.2=2.42mol·L-1 5AgI不能溶于NH3而能溶于KCN,因为溶解反应K=Ksp*K（稳），K(稳)