大学无机化学第十九章试题及答案

第20章铬副族和锰副族

总体目标:

1.掌握铬、钼、钨、锰单质及化合物的性质

2.掌握同多酸和杂多酸的概念

各节目标:

第一节铬及其化合物

1.了解铬单质的性质、和制取

2.掌握Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅳ)化合物的主要性质

第二节钼、钨及其化合物

1.了解钼、钨单质的性质、制备和用途

2.掌握同多酸和杂多酸的概念

第三节锰及其化合物

1.掌握锰单质的性质、制备和用途

2.掌握Mn(Ⅱ)、Mn(Ⅳ)、Mn(Ⅵ)、Mn(Ⅶ)化合物的性质

第四节锝、铼及其化合物

了解锝、铼单质及其化合物的性质和用途

习题

一.选择题

1.要洗净长期放过高猛酸钾试剂瓶,应选用()(中国科技大学《无机化学》)

A.浓硫酸

B.硝酸

C.稀盐酸

D.浓盐酸

2.下列金属中,熔点最高的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》) A.Cr B.Mo C .W D.Mn

3.下列金属中,由于钝化作用而不与冷的浓硝酸反应的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)

A.Pb B.Hg C.Cr D.Mn

4.下列化合物中,还原性最强的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》) A.Mg(OH)2 B.Al(NO3)3 C.Cu(NO3)3 D.Mn(OH)2

5.下列化合物中,在酸性介质中氧化性最强的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)

A.CuO B.CrO3 C.MoO3 D.MnO2

6.某金属离子在八面体强场中的磁矩与在八面体弱场中的磁矩几乎相等,则该离子可能是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A.Mn2+ B.Cr3+ C.Mn3+ D.Fe3+

7.由Cr2O3制备K2CrO4,应选择的试剂是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A.王水 B.H2O2+H2SO4 C.Cl2 D.KOH(S)+KClO3(S)

8.下列离子中,还原能力最强的是()(吉林大学《无机化学例题与习题》)

A.Hg22+

B.Mn2+

C.Cr2+

D.V3+

9.下列金属氧化物中,熔点最低的是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A.Na2O B。HgO C。V2O5 D.Mn2O7

10.酸性介质中发生歧化反应的离子是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A.Mn2+ B. Mn3+ C. Cr3+ D. Ti3+

11.过渡元素氧化态的变化规律是()(吴成鉴《无机化学学习指导》)

A.同一周期中,从左到右,氧化态先升高,后降低

B.同一周期中,从左到右,氧化态先降低,后升高

C.同一族中,从上到下,高氧化态趋向于较稳定

D.同一族中,从上到下,低氧化态趋向于较稳定

12.下述关于过渡元素的规律正确的是()(吴成鉴《无机化学学习指导》)

A.一般来说,过渡元素从左到右,金属性减弱的趋势较为明显

B.所有同族过渡元素,自上而下,金属性依次增强

C.同一过渡系元素氧化物及其水合物,从左到右酸性减弱

D.过渡元素的离子中如果有为成对电子,其水溶液就有颜色

13.下列说法错误的是()(吴成鉴《无机化学学习指导》)

A. V2O5溶解在强碱性溶液中,生成钒酸盐

B. V2O5溶解在盐酸中,生成VOCl2,放出Cl2气

C.用H2还原V2O5,可制得金属钒

D.用金属在加热条件下还原V2O5可制得金属钒

14.下列关于铬副族元素与卤素反应的叙述中错误的是()(吴成鉴《无机化学学习指导》)

A.Cr,Mo,W在常温下都能与F2剧烈反应

B.Cr在加热时能与氯、溴、碘化合C.Mo在加热能与氯、溴化合 D.W在加热时能与溴、碘化合

15.下列叙述中,正确的是()(吴成鉴《无机化学学习指导》)

A.碱性溶液中,Cr2O4最稳定

B.酸性溶液中,Cr2+最稳定

C.酸性溶液中,Cr2+可歧化为Cr3+和Cr

D.酸性溶液中,Cr3+的还原性最强

16.有些含氧酸是强酸、强氧化剂。但只存在于水溶液中,不能分离出游离的酸。这些酸是()(吴成鉴《无机化学学习指导》)

A.铬酸

B.钨酸

C.钛酸

D.高锰酸

17.在CrCl

3和K

2

Cr

2

O

7

混合起始夜中加入过量的氢氧化钠溶液,下列离子对浓度最大

的是()(中国科技大学《无机化学》)

A.Cr3+和Cr2O72-

B.Cr(OH)4-和Cr2O7

C.Cr3+和CrO42-

D.Cr(OH)4-和CrO42-

18.分离溶液中的Cr3+和Zn2+离子的方法可采用()(中国科技大学《无机化学》)

A.加入过量的NaOH溶液

B.加入过量的氨水

C.加入过量的NaOH溶液和H2O2溶液

D.加入过量的NaOH溶液并加热

19.在下列锰的化合物中,锰的氧化数最低的化合物是()(中国科大《无机化学》)

A.HMn(CO)5

B.Mn(NO)3(CO)

C.Mn2(CO)10

D.CH3Mn(CO)5

20.Cr(CO)

6

中的Cr原子采取的杂化轨道类型为()(中国科大《无机化学》)

A.sp3d2

B.d2sp3

C.sp3df

D.sp3f2

21..下列各硫化物中,哪一种硫化物能溶于醋酸()(中国科大《无机化学》)

A.CuS

B.ZnS

C.MnS

D.HgS

二.填空题

1.铬缓慢溶于盐酸生成的蓝色产物是,该产物不稳定,很容易被氧化为绿色的. (吉林大学《无机化学例题与习题》)

2.给出下列矿物的主要成分的化学式. (吉林大学《无机化学例题与习题》)

(1)铬铁矿;(2)辉钼矿;(3)黑钨矿;(4)白钨矿;(5)软锰矿。

3.向K2MnO4溶液中滴加稀硫酸时,发生,反应,产物为. (吉林大

学《无机化学例题与习题》)

4.向CrCl3溶液中滴加Na2CO3溶液,产生的沉淀组成为,沉淀的颜色为. (吉林大学《无机化学例题与习题》)

5.锰的常见氧化物有MnO,Mn2O3,MnO2,Mn2O7,其中碱性最强的是,酸性最强的是. (吉林大学《无机化学例题与习题》)

6.十二钨磷杂多酸的化学式为. (吉林大学《无机化学例题与习题》)

7.在Cr2(SO4)3溶液中,加入Na2S溶液,产物为. (吴成鉴《无机化学学

习指导》)

8.被称为金红石的物质是. (吴成鉴《无机化学学习指导》)

9.TiO2与热的浓硫酸作用析出的是. (吴成鉴《无机化学学习指导》)

10.白色的NH4VO3加热后,颜色变深,其原因是生成了.黑龙江

11.锰的氧化物中,酸性最强的是. (吴成鉴《无机化学学习指导》)

12.白色的NH4VO3加热后,颜色变深,其原因是生成了. (吴成鉴《无机化学

学习指导》)

三.问答题

1.讨论过渡元素的原子半径的变化(吴成鉴《无机化学学习指导》)

2.预测[Cr(H2O)6]2+和[Cr(CN)6]4-中未成对电子数?(吴成鉴《无机化学学习指导》)

3.锌汞齐能将钒酸盐中的钒(V)还原至铌(IV),但不能使酸盐还原,此实验结果说明了

什么规律?(吴成鉴《无机化学学习指导》)

4.用Pb(Ac)2溶液检出Cr(VI)时,为什么用HAc酸化溶液?(胡少文《无机化学习题精解》)

5.在MnO

2溶液中,加入适量的HNO

3

,再加入NaBiO

3

,溶液中出现紫红色后又消失,

说明原因并写出有关反应的方程式。(大连理工大学《无机化学习题详解》)

6.以MnO2为原料,经过碱熔法最终制的KMnO

4

.写出有关的反应方程式,说明为什么

不能用碱熔法从MnO2直接制得KMnO

4

(大连理工大学《无机化学习题详解》)

四、计算题:

1.Eθ(MnO2)(Mn2+)(1.23V)低于Eθ(Cl2/Cl–)(1.36V),但却能用MnO2氧化浓盐酸制备

氯气,为什么?

答案:

1.D

2.C

3.C

4.D

5.B

6.B

7.D

8.C

9.D 10.B 17. D 18.D 19.B 20.B 21.C

二.1.CrCl2,CrCl3

2.(1)Fe(CrO2)2或FeO.Cr2O3; (2)MoS2; (3)(Fe,Mn)WO4;(4)CaWO4;(5)MnO2

3.歧化,KMnO4和MnO2

4.MnO4,Mn2O7

5.H3[PW12O40]

7.Cr(OH)3,H2S

8.TiO2 9.TiOSO4.H2O 10.V2O5

11.Mn2O7 12..V2O5

三.简答题;

1.各周期中随原子序数的增加,原子半径依次减小,但变化得和慢,到了各周期过渡元素的末尾才稍微增大;各族中从上至下原子半径增大,但第5、6周期同族元素的原子半径却很接近

2.中心离子Cr2+的最外层结构是d4,与弱场配位体H2O形成高自旋配合物,中心离子最外层d电子分布为de3dr1,有4个未成对电子。Cr2+与强场配为体CN-形成低自旋配合物,中心离子的最外层电子分布为de4dr0,有两个未成对电子

3.锌汞气能将钒酸盐、铌酸盐由高氧化态还原为低氧化态,而不能使酸盐还原,说明钒分族元素依钒、铌、顺序高氧化态逐渐稳定,而低氧化态化合物较少,稳定性依次降低。

4.若溶液碱性太强,Pb(OH)2要沉淀;若酸性太强,则会溶解。所以要用HAc酸化溶液。

2PbCrO4+ 2H+ = 2Pb2++Cr2O72-+H2O

5.再酸性溶液中,NaBiO3可以把Mn2+氧化成MnO4-离子,呈紫红色。当溶液中有

Cl-存在时,MnO4-(紫红色)出现后可被Cl-还原为Mn2+(无色),所以溶液出现紫红色又消失。有关的反应如下:

2Mn 2++5NaBiO3+14H +→2MnO 4-+5Bi 3++5Na ++7H2O

2MnO 4-+10Cl -+16H +→2Mn 2++5Cl 2+8H 2O

6.3MnO2+6KOH+KClO3→3K2MnO4+KCl+3H2O

2K2MnO4+Cl2→2KMnO4+2KCl

在浓碱溶液中,MnO4-能被OH-还原为绿色的MnO42-并放出O2.

4MnO4-+4OH -→4MnO 42-+O 2+2H 2O

所以不能用碱溶法从MnO2直接制得KMnO4

解 因为对于浓盐酸(通常c(HCl)=12mol ?L -1),c(H +)=12mol ?L -1,c(Cl –)=12 mol ?L -1。 对于反应 MnO 2+4H ++2e – Mn 2++2H 2O

E (MnO 2)(Mn 2+)= E θ(MnO 2)(Mn 2+

)-20592.0lg 42)}({)(++H c Mn c =1.23-20592.0lg 412

0.1=1.36V 对于 Cl 2(Pt)+2e – 2Cl –

E(Cl/Cl –)= E θ(Cl/Cl –

)-20592.0lg θp Cl p Cl c /)()}({22

-=1.36-20592.0lg 1122=1.30V 即,实际反应下E (MnO 2)(Mn 2+)> E(Cl/Cl –),故反应

MnO 2+4HCl(浓) MnCl 2+Cl 2+2H 20

可正向进行。

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