无机化学(周祖新)习题解答 第五章

第五章氧化-还原反应

无机化学习题解答（5）

思考题

1．什么是氧化数？如何计算分子或离子中元素的氧化数？

氧化数是某一原子真实或模拟的带电数。若某一原子并非真实得到若失去电子而带电荷，可以认为得到与之键合的电负性小于它的原子的电子或给予与之键合的电负性大于它的原子电子，然后计算出来的带电情况叫氧化数。

已知其他原子的氧化数，求某一原子的氧化数时可用代数和的方法，中性分子总带电数为零；离子总带电数为离子的电荷。

2．指出下列分子、化学式或离子中划线元素的氧化数：

As2O3KO2NH4+Cr2O72-Na2S2O3Na2O2CrO5Na2PtCl6 N2H2Na2S5 2．As2O3 +3，KO2 +1，NH4+ -3，Cr2O72-+3，Na2S2O3 +2，Na2O2 -1，CrO5 +10，Na2PtCl6 +4，N2H2 -1，Na2S5 -2/5，

3．举例说明下列概念的区别和联系：

⑴氧化和氧化产物⑵还原和还原产物

⑶电极反应和原电池反应⑷电极电势和电动势

3．⑴氧化是失去电子氧化数升高，所得氧化态较高产物即为氧化产物。

⑵还原是得到电子氧化数降低，所得氧化态较较产物即为还原产物。

⑶在某个电极上发生的反应为电极反应，分为正极的还原反应和负极的氧化反应，总反应为原电池反应。

⑷固体电极材料与所接触的溶液间的电势差即为该原电池的电极电势。两电极构成原电池时两电极间的电势差为该原电池的电动势。

4．指出下列反应中何者为氧化剂，它的还原产物是什么？何者为还原剂，它的氧化产物是什么？

⑴2FeCl3+Cu→FeCl2+CuCl2

⑵Cu+CuCl2+4HCl→2H2[CuCl3]

⑶Cu2O+H2SO4→Cu+CuSO4+H2O

4．⑴氧化剂：FeCl3，还原产物：FeCl2，还原剂：Cu，氧化产物：CuCl2。

⑵氧化剂：CuCl2，还原产物：2H2[CuCl3]，还原剂：Cu，氧化产物：2H2[CuCl3]。

⑶氧化剂：Cu2O，还原产物：Cu，还原剂：Cu2O，氧化产物：CuSO4。

5．离子-电子法配平氧化-还原方程式的原则是什么？判断下列配平的氧化还原方程式是否正确，并把错误的予以改正。

⑴2FeCl2+3Br2→2FeBr3+4Cl-

⑵Fe2++NO3-+4H+→Fe3++NO↑+2H2O

5．原则是：(1)根据质量守恒定律，反应前后各种元素的原子总数各自相等；

(2)根据电荷平衡，反应前后各物种所带电荷总数之和相等。

⑴6FeCl2+3Br2→2FeBr3+4FeCl3

⑵3Fe2++NO3-+4H+→3Fe3++NO↑+2H2O

6．下列说法是否正确？

⑴电池正极所发生的反应是氧化反应；

⑵E 值越大则电对中氧化型物质的氧化能力越强；

⑶E 值越小则电对中还原型物质的还原能力越弱；

⑷电对中氧化型物质的氧化能力越强则还原型物质的还原能力越强。

6．⑴错。电池正极所发生的反应是还原反应；

⑵错。氧化能力强弱还与该物质浓度有关；⑶错。还原能力强弱还与该物质浓度有关；

⑷错。电对中氧化型物质的氧化能力越强则还原型物质的还原能力越弱。

5．书写电池符号应遵循哪些规定？

5．负极写在左边，正极写作右边，以双垂线(‖)表示盐桥，以单垂线(︱)表示两个相之间的界面。盐桥的两边应该是半电池组成中的溶液。若电对物质本身不能导电，需引进辅助电极。6．简述电池的种类，并举例说明。

6．除金属及其对应的金属盐溶液以外，还有金属极其难溶盐电极，如AgCl/Ag，Hg2Cl2/Hg 等。还有非金属单质及其对应的非金属离子(如H2和H+,O2和OH-,Cl2和Cl-)、同一种金属不同价的离子(如Fe3+和Fe2+，Sn4+和Sn2+)等。

7．怎样利用电极电势来确定原电池的正、负极，计算原电池的电动势？

7．⑴计算，若已知电极物质的浓度，查出其表示电极电势，通过能斯特方程计算出电极电势，电极电势高的电极为正极，电极电势低的为负极。⑵实验，把两电对物质连接起来，溶液间用盐桥，固体电极间用平衡电桥测出电动势，从电动势可知正、负极。

8．举例说明电极电势与有关物质浓度（气体压力）之间的关系。

8．电极电势与有关物质浓度（气体压力）之间的关系由能斯特方程确定。氧化态（或电极半反应中在氧化态一边）物质浓度越高，其电极电势也越高。如K2Cr2O7溶液，K2Cr2O7和H+浓度越大，其电极电势越高，氧化能力越强；还原态浓度越高，其还原能力越强。如S2-溶液，S2-浓度越低，其还原能力越弱，HNO3能氧化CuS沉淀平衡中S2-，但在HgS沉淀平衡中，由于HgS的K O SP很小，S2-浓度很小，还原能力很弱，HNO3就不能氧化HgS沉淀平衡中S2-。

9．正极的电极电势总是正值，负极的电极电势总是负值，这种说法是否正确？

9．这种说法是错误的。两电对间的正、负极是电极电势的相对高低不同，电极电势高的一端为正极，电极电势低的一端为负极。与电极电势本身是正、负值无关。电极电势正、负本身也是相对与标准氢电极人为规定的。

10．标准氢电极，其电极电势规定为零，那么为什么作为参比电极常采用甘汞电极而不用标准氢电极？

10．标准氢电极的条件比较苛刻，要求H+浓度(严格的说应为活度)为1.000mol?L-1，氢气的分压为100kPa，电极材料为海绵状铂黑。在实际应用中，随着电极反应的进行，H+浓度马上变化，不再是标准态了，海绵状铂黑吸附了痕量杂质，电极电势也会改变，故实际使用标准氢电极作标准电极来测其他电极的电极电势的情况很少。

从甘汞电极的半反应可知[Hg2Cl2(s)+2e-2Hg(l)+2Cl-(aq)]，在反应过程，仅有Cl-浓度有变化（固体、液体不计入能斯特方程），在溶液中本身有大量Cl-的情况下，在电极反应中，其电极电势是不变的。

11．同种金属及其盐溶液能否组成原电池？若能组成，盐溶液的浓度必须具备什么条件？11．只要电极电势不同，就能组成原电池。同种金属及其盐溶液只要金属离子浓度不同，电极电势就不同，就能组成原电池，这种原电池叫浓差原电池。

12．判断氧化还原反应进行方向的原则是什么？什么情况下必须用E值？什么情况下可以用E 值？

12．两电对的E值不同，两电对间就可发生氧化还原反应，E值大的氧化态物质作氧化剂，E值小的还原态物质作还原剂。若两电对的E 值相差较大(大于0.2V)，一般直接用E 值就可以判断正、负极；若两电对的E 值相差较小(小于0.2V)，就必须把各自浓度代入能斯特方程，计算出E值，再判断氧化还原反应能否进行。

若有沉淀剂或配位体使金属离子浓度急剧减小，则不管两电对E 值相差多大，都要把各自浓度代入能斯特方程，计算出E值，再判断氧化还原反应能否进行。

13．由标准锌半电池和标准铜半电池组成原电池：

(－)Zn∣ZnSO4(1mol?L-1)‖CuSO4(1mol?L-1)∣Cu(＋)

⑴改变下列条件时电池电动势有何影响？

①增加ZnSO4溶液的浓度；

②增加CuSO4溶液的浓度；

③在CuSO4溶液中通入H2S。

⑵当电池工作10min?后，其电动势是否发生变化？为什么？

⑶在电池的工作过程中，锌的溶解与铜的析出，质量上有什么关系？

13．⑴①电池电动势减小。②电池电动势增大。③电池电动势减小。

⑵当电池工作10min?后，由于Cu2+浓度减小，Zn2+浓度增大，电动势也减小。

⑶锌的溶解与铜的析出，摩尔数相同，质量上等于其摩尔质量比，65.38:63.55。14．试述原电池与电解槽的结构和原理，并从电极名称、电极反应和电子流动方向等方面进行比较。

14．原电池是由于两电对的电极电势不同而发生的氧化还原反应，由于电子传递要通过外电路，两电对不直接接触，一般在两个容器中进行，中间用盐桥连接。电极电势高的一极为正极，电极电势低的一端为负极。电子从负极流向正极。

电解槽是在外加电源作用下强迫进行的氧化还原反应。与外电源正极相连的为阴极，溶液中电活性物质或电极物质本身在此得电子，与外电源负极相连的为阳极，溶液中电活性物质或电极物质本身在此失去电子。电子从阴极到阳极。

15．影响电解产物的主要因素是什么？当电解不同金属的卤化物和含氧酸盐水溶液时，所得的电解产物一般规律如何？

15．影响电解产物的主要因素是电对物质的E 值。E 值越大其氧化态越易德电子而被还原。16．金属发生电化学腐蚀的实质是什么？为什么电化学腐蚀是常见的而且危害又很大的腐蚀？

16．金属发生电化学腐蚀的实质是金属失去电子、变成离子的过程。暴露的金属与周边的介质常会发生析氢或吸氧腐蚀，使金属大量腐蚀，破坏了材料的力学结构或产品其他性质，产生了大量的危害或潜在危害。

17．通常金属在大气中的腐蚀是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀？分别写出这两种腐蚀的化学反应式。

17．

18．镀层破裂后，为什么镀锌铁（白铁）比镀锡铁（马口铁）耐腐蚀？

19．为什么铁制的工具在沾有泥土处很容易生锈？

19．沾有泥土处有较多的溶有O2或CO2的水，易构成原电池发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀。

20 ．用标准电极电势解释：

⑴将铁钉投入CuSO4溶液时，Fe被氧化为Fe2+而不是Fe3+；

⑵铁与过量的氯气反应生成FeCl3而不是FeCl2。

20 ．⑴因为E O(Fe2+/Fe)=-0.44V，E O(Fe3+/Fe2+)=0.771V，而E O(Cu2+/Cu)=0.340V，

E O(Fe2+/Fe)＜E O(Cu2+/Cu)＜E O(Fe3+/Fe2+)，故Fe被氧化为Fe2+而不是Fe3+；

21．一电对中氧化型或还原型物质发生下列变化时，电极电势将发生怎样的变化？

⑴还原型物质生成沉淀；

⑵氧化型物质生成配离子；

⑶氧化型物质生成弱电解质；

⑷氧化型物质生成沉淀。

21．⑴还原型物质生成沉淀时，电极电势将增大；

⑵氧化型物质生成配离子，电极电势将减小；

⑶氧化型物质生成弱电解质，电极电势将减小；

⑷氧化型物质生成沉淀，电极电势将减小。

习题

1．用离子-电子法配平下列反应式（酸性介质）

⑴MnO4-+Cl-→Mn2++Cl2

⑵Mn2++NaBiO3→MnO4-+Bi3+

⑶Cr3++PbO2→Cr2O72-+Pb2+

⑷C3H8O+MnO4-→C3H6O2+Mn2+

⑸HClO3+P4→Cl-+H3PO4

⑹I-+H2O2→I2+H2O

⑺MnO4-+H2O2→Mn2++O2+H2O

⑻Cu2S+HNO3→Cu(NO3)2+S+NO+H2O

1．⑴MnO4-+8H++5e-→Mn2++4H2O ×2 2Cl-－2e-→Cl2 ×5

2MnO4-+10Cl-+16H+==2Mn2++5Cl2+8H2O

⑵Mn2++4H2O－5e-→MnO4-+8H+×2 NaBiO3+6H++2e-→Bi3++3H2O ×5

2Mn2++5NaBiO3+14H+==2MnO4-+5Bi3++7H2O

⑶2Cr3++7H2O－6e-→Cr2O72-+14H+×1 PbO2+4H++2e-→Pb2++2H2O ×3

2Cr3++2PbO2+H2O=== 2Cr2O72-+2Pb2++2H+

⑷MnO4-+8H++5e-→Mn2++4H2O ×4 C3H8O－4e-+2H2O→C3H6O2+6H+×5

4MnO4-+5C3H8O+2H+===4Mn2++5C3H8O+6H2O

⑸HClO3+5H++6e-→Cl-+ 3H2O ×10 P4+16H2O－20e-→4H3PO4+20H+ ×3

10HClO3+ 3P4+18H2O=== 10Cl-+12H3PO4+10H+

⑹H2O2+2H++2e-→2H2O ×1 2I-－2e-→I2 ×1

H2O2+2H++2I-===2H2O+ I2

⑺MnO4-+8H++5e-→Mn2+ +4H2O ×2 H2O2－2e-→O2+2H+ ×5

2MnO4-+ 5H2O2+6H+===2Mn2+ +5O2+8H2O

⑻HNO3+3H++3e-→NO+2H2O ×4 Cu2S－4e-→2Cu2++S ×3

4HNO3+12H++3Cu2S===4NO+6Cu2++3S +8H2O

16HNO3+3Cu2S===4NO+6Cu(NO3)2+3S +8H2O

2．用离子电子法配平下列反应式（碱性介质）。

⑴CrO42-+HSnO2-→CrO2-+ HSnO3-

⑵H2O2+ CrO22-→CrO42-

⑶CuS+CN-→Cu(CN)43-+S2-+NCO-

⑷CN-+ O2→CO32-+NH3

⑸Al+NO2-→Al(OH)4-+NH3。

⑹S2O32-+Cl2→SO42-+Cl-+H2O

2．⑴CrO42-+2H2O +3e-→CrO22-+ 4OH- ×2HSnO2-+ 2OH-－2e-→HSnO3-+H2O ×3

2CrO42-+ 3HSnO2-+H2O ===2CrO22-+ 3HSnO3-+2OH-

⑵H2O2+2e-→2OH-×3 CrO2-+4OH-－3e-→CrO42-+2H2O ×2

3H2O2+2CrO2-+2OH-===2CrO2-+4H2O

⑶CuS+4CN-+e-→Cu(CN)43-+S2-×2 CN-+2OH-－2e-→NCO-+H2O ×1

2CuS+9CN-+2OH-===2Cu(CN)43-+2S2-+NCO-+H2O

⑷O2+4H2O+4e-→8OH- ×1CN-+3OH-－2e-→CO32-+NH3 ×2

2CN-+ O2+4H2O=== 2CO32-+2NH3+2OH-

⑸NO2-+5H2O +6e-→NH3+7OH- ×1 Al+4OH-－3e-→Al(OH)4- ×2

NO2-+5H2O + 2Al+OH-=== NH3+2Al(OH)4-

⑹Cl2+2e-→2Cl-×4 S2O32-+10OH-－8e-→2SO42-+ 5H2O ×1

4Cl2+ S2O32-+10OH-===8Cl- +2SO42-+ 5H2O

3．下列物质在一定条件下均可作为氧化剂：KMnO4，K2Cr2O7，FeCl3，H2O2，I2，Cl2，SnCl4，PbO2，NaBiO3。试根据它们在酸性介质中对应的标准电极电势数据，把上述物质按其氧化能力递增顺序重新排列，并写出它们对应的还原产物。

3．解：由于E O(F2/F-)＞E O(H2O2/H2O)＞E O(MnO4-/Mn2+)＞E O(PbO2/Pb2+)＞E O(Cr2O72-/Cr3+)＞E O(Cl2/Cl-)＞E O(Br2/Br-)＞E O(Fe3+/Fe2+)＞E O(I2/I-)

氧化能力顺序为：F2＞H2O2＞MnO4-＞PbO2＞Cr2O72-＞Cl2＞Br2＞Fe3+＞I2

对应的还原产物为：HF、H2O、Mn2+、Pb2+、Cr3+、Cl-、Br-、Fe2+、I-

4．下列物质在一定条件下均可作为还原剂：SnCl2，KI，H2，H2O2，FeCl2，Zn，Al，Na2S，MnCl2。试根据它们在酸性介质中对应的标准电极电势数据，把上述物质按其还原能力递增顺序重新排列，并写出它们对应的氧化产物。

4．解：由于E O(Mg2+/Mg)＜E O(Al3+/Al)＜E O(Zn2+/Zn)＜E O(H2/H+)＜E O(S/H2S)＜E O(Sn4+/Sn2+)＜E O(I2/I-)＜E O(Fe3+/Fe2+)

还原能力顺序为：Mg＞Al＞Zn＞H2＞H2S＞SnCl2＞KI＞FeCl2

对应的氧化产物为：Mg2+、Al3+、Zn2+、H+、S、Sn4+、I2、Fe3+。

5．将下列氧化还原反应设计成原电池，并写出两电极反应：

⑴2Ag++Fe→Fe2++2Ag

⑵2Ag+2HI→AgI(s)+H2(g)

⑶Cl2(g)+2I-→I2(s)+2Cl-

⑷MnO4-+5Fe2++8H+→Mn2++5Fe3++4H2O

5．⑴(—) Fe︱Fe2+ (c1)‖Ag+(c2)︱Ag (＋)

正极反应：Ag ++e -→Ag

负极反应：Fe －2e -→Fe 2+

⑵(—) Ag ︱AgI ︱I - (c 1)‖H +(c 2)︱H 2(Pt) (＋)

正极反应：2H ++2e -→H 2

负极反应：Ag+I -－e -→AgI

⑶(—) (Pt)I 2︱I - (c 1)‖Cl -(c 2)︱Cl 2(Pt) (＋)

正极反应：Cl 2+2e -→2Cl -

负极反应： 2I -－2e -→I 2

⑷(—)(Pt)︱Fe 2+ (c 1)、Fe 3+ (c 2)‖MnO 4- (c 3)、Mn 2+ (c 4)、H +(c 5)︱(Pt) (＋)

正极反应：MnO 4-+8H ++5e -→Mn 2++4H 2O

负极反应：Fe 2+－e -→Fe 3+

6．根据标准电极电势E ，判断下列反应的方向：

⑴Cd+Zn 2+→Cd 2++Zn

⑵6Mn 2++5Cr 2O 72-+11H 2O →6MnO 4-+10Cr 3++22H +

⑶K 2S 2O 8+2KCl →2K 2SO 4+Cl 2

6．⑴E O (Zn 2+/Zn )=－0.76V ＜E O (Cd 2+/Cd )=－0.403V 反应按所写方程式反方向进行。 ⑵E O (MnO 4-/Mn 2+)=1.51V ＞E O (Cr 2O 72-/Cr 3+)=1.36V 反应按所写方程式方向进行。 ⑶E O (S 2O 82-/SO 42-)=1.96V ＞E O (Cl 2/Cl -)=1.3583V 反应按所写方程式方向进行。

7．计算下列原电池的电动势，写出相应的电池反应。

⑴Zn ︱Zn 2+ (0.01mol ?L -1)‖Fe 2+(0.001mol ?L -1)︱Fe

⑵Pt ︱Fe 2+(0.01mol ?L -1),Fe 3+(0.001mol ?L -1)‖Cl -(2.0mol ?L -1)︱Cl 2(p O ) ︱Pt

⑶Ag ︱Ag +(0.01mol ?L -1)‖Ag +(0.1mol ?L -1)︱Ag

7．⑴E = E (Fe 2+/Fe )－E (Zn 2+/Zn )

= E O (Fe 2+/Fe)+0.0592/2lg c (Fe 2+)－[E O (Zn 2+/Zn ) +0.0592/2lg c (Zn 2+)]

=－0.447+0.0592/2lg0.001－(－0.7618+0.0592/2lg0.01)=0.2852V

电池反应：Zn+Fe 2+→Fe+ Zn 2+

⑵E = E (Cl 2/Cl -)－E (Fe 3+/Fe 2+)

= E O (Cl 2/Cl -)+0.0592/2lg[p (Cl 2)/p O ]/c 2(Cl -)－[E O (Fe 3+/Fe 2+) +0.0592lg c (Fe 3+)/c (Fe 2+)] =1.3583－0.0592lg2.0－(0.771+0.0592lg0.001/0.01)=0.629V

电池反应：Cl 2+ 2Fe 2+→2Cl -+2Fe 3+

⑶E = E 1(Ag +/Ag )－E 2(Ag +/Ag )

= E O (Ag +/Ag)+0.0592lg c 1 (Ag +)－[E O Ag +/Ag ) +0.0592 lg c 2 (Ag +)]

=0.0592lg c 1 (Ag +)/c 2 (Ag +)=0.0592lg0.1/0.01 =0.0592V

电池反应：Ag+Ag +(0.1mol ?L -1)→Ag+ Ag +(0.01mol ?L -1)

8．铁条放在0.01 mol ?L -1FeSO 4溶液中作为一个半电池，锰条放入0.1mol ?L -1MnSO 4溶液中作为另一半电池，用盐桥将两个半电池连接起来构成原电池，试求：

⑴该原电池的电动势；

⑵该电池反应的平衡常数；

⑶如欲使电池电动势增加0.02V ，哪一个溶液需要稀释？稀释到原体积的多少倍？

8．⑴E = E (Fe 2+/Fe )－E (Mn 2+/Mn )

= E O (Fe 2+/Fe)+0.0592/2lg c (Fe 2+)－[E O (Mn 2+/Mn ) +0.0592/2lg c (Mn 2+)]

=－0.447+0.0592/2lg0.01－(－1.185+0.0592/2lg0.1)=0.6788V

⑵lg K O =0592.0θ

nE =0592.0)]185.1(447.0[2---=24.9324 K O =8.56×1024

⑶如欲使电池电动势增加0.02V ，MnSO 4溶液需要稀释，设稀释的倍数为x ，

0.0592/2lg0.1/(0.1/x )=0.02 x =2.177

9．某学生为测定CuS 的溶度积常数，设计如下原电池：正极为铜片浸在0.1 mol ?L -1Cu 2+的溶液中，再通入H 2S 气体使之达到饱和；负极为标准锌电极。测得电池电动势力0.670V 。已知E θ（Cu 2+/Cu ）=0.337V ，E θ（Zn 2+/Zn ）=-0.763V ，H 2S 的K a1=1.3×10-7，K a2 =7.1×10-15，求CuS 的溶度积常数。

9．解：E = E (Cu 2+/Cu )－E O (Zn 2+/Zn )= E O (Cu 2+/Cu)+0.0592/2lg c (Cu 2+)－E O (Zn 2+/Zn ) lg c (Cu 2+)= [E ＋E O (Zn 2+/Zn )－E O (Cu 2+/Cu)]×2/0.059

=(0.670－0.7618－0.3419)×2/0.0592=－14.6520

c (Cu 2+)=2.23×10-15 mol ?L -1

Cu 2++H 2S==CuS(s)+2H +

c (H +)=2×0.1=0.2 mol ?L -1

c (S 2-)=)

()()(222+H c S H c S H K a θ=2212.01.0101.1??-=2.34×10-21 mol ?L -1

K O SP (CuS)=c (Cu 2+)×c (S 2-)=2.23×10-15×2.34×10-21=5.22×10-36 10．已知E O (Cu 2+/Cu ）=0.337V ，E θ（Cu 2+/Cu +）=0.153V ，K sp （CuCl ）=1.2×10-6，通过计

算求反应Cu 2+ + Cu + 2 Cl - = 2CuCl 能否自发进行，并求反应的平衡常数K θ。

10．解：将反应设计成电池

正极反应：Cu 2+ + Cl - + e -→2CuCl(s)

E O (Cu 2+/CuCl )= E O (Cu 2+/Cu +)+0.0592lg c (Cu 2+)/c (Cu +)

= E O (Cu 2+/Cu +)+0.0592lg c (Cu 2+)/[K O SP (CuCl)/c (Cl -)]= E O (Cu 2+/Cu +)－0.0592lg K O SP (CuCl) =0.153－0.0592lg1.2×10-6=0.5035V

负极反应：Cu + 2Cl -－e -→2CuCl(s)

E O (CuCl/Cu )= E O (Cu +/Cu )+0.0592lg c (Cu +)= E O (Cu +/Cu )+0.0592lg[K O SP (CuCl)/c (Cl -)] E O (Cu +/Cu )=2E O (Cu 2+/Cu )－E O (Cu 2+/Cu +)=2×0.337－0.153=0.521V

E O (CuCl/Cu )= 0.521+0.0592lg1.2×10-6=0.1705V

E O (Cu 2+/CuCl )＞E O (CuCl/Cu )该反应能自发进行。

lg K O =0592.0θnE =0592.0)1705.05035.0(-=5.625 K O =4.22×105

11．已知E O (Tl 3+/T1+)=1.25V ，E O (Tl 3+/T1)=0.72V 。设计成下列三个标准电池为 （a ）（-）Tl ∣T1+‖Tl 3+∣Tl （+）；

（b ）（-）Tl ∣T1+‖Tl 3+，Tl +∣Pt （+）；

（c ）（-）Tl ∣T13+‖Tl 3+，Tl +∣Pt （+）。

⑴请写出每一个电池的电池反应式；

⑵计算每个电池的电动势和△r G m O

11．解：E O (Tl +/T1)=3E O (Tl 3+/T1)－2E O (Tl 3+/T1+)=3×0.72－2×1.25=－0.34V

（a ）Tl 3++2Tl== 3Tl +

E O = E O (Tl 3+/T1)－E O (Tl +/T1)= 0.72－(－0.34)=1.06V

△r G m O =－n E O F =－3×1.06×96485×10-3=－306.82kJ ?mol -1

（b ）Tl 3++2Tl===3Tl +

E O = E O (Tl 3+/T1+)－E O (Tl +/T1)= 1.25－(－0.34)=1.59V

△r G m O =－n E O F =－2×1.59×96485×10-3=－306.82kJ ?mol -1

（c ）Tl 3++2Tl===3Tl +

E O = E O (Tl 3+/T1+)－E O (Tl 3+/T1)= 1.25－0.724)=0.53V

△r G m O =－n E O F =－6×0.53×96485×10-3=－306.82kJ ?mol -1

12．对于反应Cu 2++2I -═CuI+1/2I 2，若Cu 2+的起始浓度为0.10 mol ?L -1，I -的起始浓度为0.50 mol ?L -1，计算反应达平衡时留在溶液中的Cu 2+浓度。已知E O (Cu 2+/Cu +)=0.153V ,E O (I 2 / I -)=0.535V ，K sp (CuI )=1×10-12。

12．解：反应可分成两半反应：Cu 2++I -+ e -→CuI(s), 2I -－2e -→I 2

由于E O (Cu 2+/CuI )= E O (Cu 2+/Cu +)+0.0592lg c (Cu 2+)/c (Cu +)

= E O (Cu 2+/Cu +)+0.0592lg c (Cu 2+)－0.0592lg[K O SP (CuI)]/c (I -)

= E O (Cu 2+/Cu +)－0.0592lg K O SP (CuI)=0.153－0.0592lg(1×10-12)=0.8634V ＞E O (I 2 / I -) 反应Cu 2++2I -═CuI+1/2I 2很完全。反应后

c (I -)=0.5－2×0.10=0.3mol ?L -1

平衡时，E (Cu 2+/Cu +)= E (I 2 / I -)

E O (Cu 2+/Cu +)+0.0592lg c (Cu 2+)－0.0592lg[K O SP (CuI)]/c (I -)= E O (I 2 / I -)+0.0592/2lg1/c 2(I -)

lg c (Cu 2+)=[E O (I 2 / I -)－E O (Cu 2+/CuI )－0.0592lg c (I -)]×1/0.0592

=[0.535－0.8634－2×0.0592lg0.3]×1/0.0592=－4.5

c (Cu 2+)=3.16×10-5 mol ?L -1

13．假定其他离子的浓度为1.0mol ?L -1，气体的分压为1.00×105Pa ，欲使下列反应能自发

进行，要求HCl 的最低浓度是多少？已知E θ（Cr 2O 72-/Cr 3+）=1.33V ，E θ（Cl 2/Cl -）=1.36V ，

E θ（MnO 2/Mn 2+）=1.23V .

⑴MnO 2+HCl →MnCl 2+Cl 2+H 2O ；

⑵K 2Cr 2O 7+HCl →KCl+CrCl 3+Cl 2+H 2O 。

13．解：⑴电极反应为：MnO 2(s)+4H +(aq)+2e -→Mn 2+(aq)+2H 2O(l)

2Cl -(aq)－2e-→Cl 2(g)

①在标准状态下，电动势

E = E 0(MnO 2/Mn 2+)－E 0(Cl 2/Cl -)=1.23－1.36=－0.13＜0，

该反应不能发生。

②要使该反应发生 E (MnO 2/Mn 2+)≥E (Cl 2/Cl -) 即

E 0(MnO 2/Mn 2+)+20592.0lg )()(24++Mn c H c ≥E 0(Cl 2/Cl -)+20592.0lg )(/)(22-Cl c p Cl p θ

为方便起见，假设c (Mn 2+)=1.0 mol?L -1，p (Cl 2)=100kPa ，设c (HCl)= χmol?L -1

则E 0(MnO 2/Mn 2+)+20592.0lg χ4≥E 0(Cl 2/Cl -)+2

0592.0lg χ-2 lg χ≥[E 0(Cl 2/Cl -)－E 0(MnO 2/Mn 2+)]×0592

.031? =(1.36－1.23) ×0592

.031?=0.732 c (HCl)= χ=5.39mol?L -1

⑵电极反应为：Cr 2O 72-(aq)+14H +(aq)+6e -→2Cr 3+(aq)+7H 2O(l)

2Cl -(aq)－2e-→Cl 2(g)

①在标准状态下，电动势

E = E 0(Cr 2O 72-/ Cr 3+)－E 0(Cl 2/Cl -)=1.36－1.36=0，

该反应处于平衡态。

c (HCl)＞1.0 mol?L -1 反应就能进行。

14．求下列情况下在298.15K 时有关电对的电极电势：

⑴100Kpa 氢气通入0.10 mol ?L -1HCl 溶液中，E (H +/H 2)=?

⑵在1.0L 上述⑴溶液中加入0.10 mol 固体NaOH ，E (H +/H 2)=?

⑶在1.0L 上述⑴溶液中加入0.10 mol 固体NaAc ，E (H +/H 2)=?

⑷在1.0L 上述⑴溶液中加入0.20 mol 固体NaAc ，E (H +/H 2)=?

14．⑴E (H +/H 2)= E O (H +/H 2)+0.0592/2lg[c 2(H +)/p (H 2)/p O ]

=0+0.0592/2lg(0.1)2=－0.0592V

⑵ OH - + H + → H 2O

c /mol ?L -1 0.1 0.1

刚好完全中和，所以c (H +)=1.0×10-7mol ?L -1

E (H +/H 2)= E O (H +/H 2)+0.0592/2lg[c (H +)/p (H 2)/p O ]

=0+0.0592/2lg(1.0×10-7)2=－0.41V

⑶加入的NaAc 与HCl 刚好反应生成0.10 mol ?L -1的HAc

E (H +/H 2)= E O (H +/H 2)+0.0592/2lg[c (H +)/p (H 2)/p O ]

=0+0.0592/2lg{[c (HAc)K O (HAc)]1/2}2=－0.17V

⑷加入0.20 mol 固体NaAc 后，生成的0.10 molHAc 和余下的0.10 mol NaAc 组成缓冲溶液。

E (H +/H 2)= E O (H +/H 2)+0.0592/2lg[c (H +)/p (H 2)/p O ]

=0+0.0592/2lg[K O (HAc)×c (HAc)/c (Ac-)]2=－0.28V

15．向1 mol ?L -1的Ag +溶液中滴加过量的液态汞，充分反应后测得溶液中Hg 22+浓度为0.311 mol ?L -1，反应式为2Ag ++2Hg===2Ag+ Hg 22+。

⑴已知E θ（Ag +/Ag ）=0.799V ，求E θ（Hg 22+/Hg ）。

⑵若将反应剩余的Ag +和生成的Ag 全部除去，再向溶液中加入KCl 固体使Hg 22+生成Hg 2Cl 2

沉淀后溶液中Cl -浓度为 1 mol ?L -1。将此溶液与标准氢电极组成原电池，测得电动势为0.280V 。求Hg 2Cl 2的溶度积常数K O SP ，并给出该电池的电池符号。

⑶若在（2）的溶液中加入过量KCl 使KCl 达饱和，再与标准氢电极组成原电池，测得电池的电动势为0.240V ，求饱和溶液中Cl -的浓度。

⑷求下面电池的电动势。〔已知K a （HAc ）=1.8×10-5〕

（-）Pt │H 2（105Pa ）│HAc （1.0mol ?L -1）‖Hg 22+（1.0mol ?L -1）│Hg （+）

15．解:⑴ 2Ag + + 2Hg === 2Ag + Hg 22+。

平衡浓度： (1－2×0.311) 0.311 mol ?L -1

=0.378 mol ?L -1

充分反应后测得溶液中Hg 22+浓度为0.311 mol ?L -1平为衡浓度，此时

E (Ag +/Ag)= E (Hg 22+/Hg)

E O (Ag +/Ag)+0.0592lg c (Ag +)= E O (Hg 22+/Hg)+0.0592/2lg c (Hg 22+)

E O (Hg 22+/Hg)= E O (Ag +/Ag)+0.0592lg c (Ag +)－0.0592/2lg c (Hg 22+)

=0.7991+0.0592lg0.378－0.0592/2lg0.311=0.7891V

⑵E (Hg 22+/Hg) －E O (H +/H 2)= E O (Hg 22+/Hg)+0.0592/2lg c (Hg 22+)－E O (H +/H 2)

= E O (Hg 22+/Hg)+0.0592/2lg K O SP (Hg 2Cl 2)/c (Cl -)－E O (H +/H 2)= E

lg K O SP (Hg 2Cl 2)=[E －E O (Hg 22+/Hg)+ E O (H +/H 2)]×2/0.0592

=(0.280－0.7891+0)×2/0.0592=－17.1993

K O SP (Hg 2Cl 2)=6.32×10-18

（-）Pt │H 2（105Pa ）│H +（1.0mol ?L -1）‖Cl -(1.0mol ?L -1)│Hg 2Cl 2│Hg （+） ⑶E O (Hg 22+/Hg)+0.0592/2lg K O SP (Hg 2Cl 2)－0.0592/2lg c (Cl -)－E O (H +/H 2)= E ′

lg c (Cl -)=[ E ′－E O (Hg 22+/Hg)－0.0592/2lg K O SP (Hg 2Cl 2)+ E O (H +/H 2)]×2/0.0592

=(0.240－0.7891－0.0592/2lg6.32×10-18+0)×2/0.0592=－0.04

c (Cl -)=0.9120mol ?L -1

⑷E = E O (Hg 22+/Hg)－E (H +/H 2)= E O (Hg 22+/Hg)－E O (H +/H 2)－0.0592/2lg[c 2(H +)/p (H 2)/p O ] = E O (Hg 22+/Hg)－0.0592/2lg cK O (HAc)= 0.7891－0.0592/2lg1.0×1.8×10-5

=0.9295V

16．已知 H 3AsO 3+H 2O H 3AsO 4+2H ++2e - E θ=0.599V ，

3I -I 3-+2e - E θ=0.535V

⑴计算反应 H 3AsO 3+I 3- +H 2O H 3AsO 4+3I -+2H +的平衡常数。

⑵若溶液的pH=7，反应朝哪个方向自发进行？

⑶溶液中[H +]=6mol ?L -1反应朝哪个方向自发进行?

16．解: ⑴因为E θ(H 3AsO 4/ H 3AsO 3)=0.599V ，E θ(I 3-/ I -)=0.535V ，题中反应方向为所给方程式反方向。

E = E θ(H 3AsO 4/ H 3AsO 3)－E θ(I 3-/ I -)=0.599－0.559=－0.024V

lg K O =0592.0θ

nE =0592.0)024.0(2-?=－0.814 K O =0.154 ⑵当pH=7时，c (H +)=10-7mol ?L -1，有

E (H 3AsO 4/ H 3AsO 3)= E θ(H 3AsO 4/ H 3AsO 3)＋20592.0lg )

()()(33243AsO H c H c AsO H c + =0.599－0.413=0.146V ＜E θ(I 3-/ I -)=0.535V

反应按⑴中方向进行。

⑶当c (H +)=6mol ?L -1时，有

E (H 3AsO 4/ H 3AsO 3)= E θ

(H 3AsO 4/ H 3AsO 3)＋20592.0lg 1612

? =0.559＋0.046=0.605＞E θ(I 3-/ I -)=0.535V

此时反应按⑴中逆方向进行。

17．已知：E θB /V ：H 2PO 2-82.1-P 4PH 3

︱ -1.11 ︱

————————

⑴计算电极1/4 P 4+3H 3O+3 e - PH 3+3OH -的E θ； ⑵判断P 4能否发生歧化反应。

17．解:⑴1×(-1.82)＋3E O (P 4/PH 3)=4×(-1.11)

E O (P 4/PH 3)=－0.87V

⑵E O 右＞E O 左，所以P 4在碱性溶液中能发生歧化反应。

青海大学无机化学第五章d区元素(二)剖析

第五章:d区元素(二) §5.1铜族元素 铜族元素简介 周期系第ⅠB元素，包括铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)3种元素，通常称为铜族元素。价电子构型为(n-1)d10n s1。 在自然界中，铜族元素除了以矿物形式存在外，还以单质形式存在。常见的矿物有辉铜矿(Cu2S)、孔雀石[Cu2(OH)2CO4]、辉银矿(Ag2S)、碲金矿(AuTe2)等。 5.1.1 铜族元素的单质 1.物理性质 ★铜、银、金都有特征颜色：Cu(紫红)、Ag(白)、Au(黄)。 ★铜、银、金的熔沸点不太高。 ★它们的导电性、导热性、延展性特别突出。它们的导电性顺序为：Ag＞Cu ＞Au。由于铜的价格较低，所以，铜在电器工业上得到了广泛的应用。 2.化学性质 铜、银、金的化学活泼性较差，在室温下看不出它们与氧或水作用。在含有CO2的潮湿空气中，铜的表面会逐渐蒙上绿色的铜锈(铜绿—碳酸羟铜 Cu2(OH)2CO3)。 2Cu + O2 + H2O + CO2→ Cu2(OH)2CO3 ★在加热条件下，铜与氧化合成CuO,而银、金不发生变化。此所谓“真金不怕火炼”！注意：当沉淀剂或配合剂存在时，铜、银、金也可与氧发生作用：

5.1.2 铜族元素的化合物 1.铜的化合物 铜的常见化合物的氧化值为+1和+2。Cu(Ⅰ)为d10构型，没有d—d跃迁，Cu(Ⅰ)的化合物一般是白色或无色的。Cu(Ⅱ)为d9构型，它们的化合物中常因Cu2+发生d—d跃迁而呈现颜色。 (1) 铜(Ⅰ)的化合物 ★一般说来，在高温、固态时，Cu(Ⅰ)的化合物比Cu(Ⅱ)的化合物稳定，例如： ★在水溶液中，Cu(Ⅰ)易被氧化为Cu(Ⅱ)，水溶液中Cu(Ⅱ)的化合物较稳定。 ★ Cu(Ⅰ)的化合物都难溶于水，常见的Cu(Ⅰ)化合物在水中的溶解度顺序为：

无机化学课后习题答案(天津大学第四版)

无机化学课后习题答案(天津大学第四版)

第2章 化学反应的方向、速率和限度 习题参考答案 1.解： m r H ? = -3347.6 kJ·mol -1; m r S ? = -216.64 J·mol -1·K -1; m r G ? = -3283.0 kJ·mol -1 ＜ 0 该反应在298.15K 及标准态下可自发向右 进行。 2.解： m r G ? = 113.4 kJ·mol -1 ＞ 0 该反应在常温(298.15 K)、标准态下不能自发进行。 （2） m r H ? = 146.0 kJ·mol -1; m r S ? = 110.45 J·mol -1·K -1; m r G ? = 68.7 kJ·mol -1 ＞ 0 该反应在700 K 、标准态下不能自发进行。 3.解： m r H ? = -70.81 kJ·mol -1 ; m r S ? = -43.2 J·mol -1·K -1; m r G ? = -43.9 kJ·mol -1 （2）由以上计算可知： m r H ?(298.15 K) = -70.81 kJ·mol -1; m r S ?(298.15 K) = -43.2 J·mol -1·K -1 m r G ? = m r H ? - T · m r S ? ≤ 0

T ≥K) (298.15K) (298.15m r m r S H ?? = 1639 K 4.解：（1）c K = {} O) H ( )(CH )(H (CO) 243 2c c c c p K = {}O) H ( )(CH )(H (CO) 243 2p p p p K = {}{}{}{} p p p p p p p p / O)H ( /)(CH / )(H / (CO) 2 4 3 2 （2） c K = {}{} )(NH )(H )(N 32 32212c c c p K = {}{} )(NH )(H )(N 32 3221 2p p p K = {}{} p p p p p p / )(NH / )(H / )(N 32 32212 （3）c K =)(CO 2 c p K =)(CO 2 p K = p p / )(CO 2 （4）c K ={}{} 3 23 2 )(H O)(H c c p K = {}{} 3 23 2 )(H O)(H p p K = {}{} 3 232 /)(H /O)(H p p p p 5.解：设 m r H ?、 m r S ?基本上不随温度变化。 m r G ? = m r H ? - T · m r S ? m r G ?(298.15 K) = -233.60 kJ·mol -1 m r G ?(298.15 K) = -243.03 kJ·mol -1 K lg (298.15 K) = 40.92, 故 K (298.15 K) = 8.3?1040

无机化学周祖新)习题解答 第二章

第二章化学热力学初步 思考题 1．状态函数的性质之一是：状态函数的变化值与体系的始态与终态有关；与过程无关。在U、H、S、G、T、p、V、Q、W中，属于状态函数的是U、S、G、T、p、V。在上述状态函数中，属于广度性质的是U、H、S、G、V，属于强度性质的是T、p。 2．下列说法是否正确： ⑴状态函数都具有加和性。 ⑵系统的状态发生改变时，状态函数均发生了变化。 ⑶用盖斯定律计算反应热效应时，其热效应与过程无关。这表明任何情况下，化学反应的热效应只与反应的起止状态有关，而与反应途径无关。 ⑷因为物质的绝对熵随温度的升高而增大，故温度升高可使各种化学反应的△S大大增加。 ⑸△H，△S受温度影响很小，所以△G受温度的影响不大。 2．⑴错误。强度状态函数如T、p就不具有加和性。 ⑵错误。系统的状态发生改变时，肯定有状态函数发生了变化，但并非所有状态函数均发生变化。如等温过程中温度，热力学能未发生变化。 ⑶错误。盖斯定律中所说的热效应，是等容热效应ΔU或等压热效应ΔH。前者就是热力学能变，后者是焓变，这两个都是热力学函数变，都是在过程确定下的热效应。 ⑷错误。物质的绝对熵确实随温度的升高而增大，但反应物与产物的绝对熵均增加。化学反应△S的变化要看两者增加的多少程度。一般在无相变的情况，变化同样的温度，产物与反应物的熵变值相近。故在同温下，可认为△S不受温度影响。 ⑸错误。从公式△G=△H－T△S可见，△G受温度影响很大。 3．标准状况与标准态有何不同？ 3．标准状态是指0℃，1atm。标准态是指压力为100kPa，温度不规定，但建议温度为25℃。 4．热力学能、热量、温度三者概念是否相同？试说明之。 4．这三者的概念不同。热力学能是体系内所有能量的总和，由于对物质内部的研究没有穷尽，其绝对值还不可知。热量是指不同体系由于温差而传递的能量，可以测量出确定值。温度是体系内分子平均动能的标志，可以用温度计测量。 5．判断下列各说法是否正确： ⑴热的物体比冷的物体含有更多的热量。 ⑵甲物体的温度比乙物体高，表明甲物体的热力学能比乙物体大。 ⑶物体的温度越高，则所含热量越多。 ⑷热是一种传递中的能量。 ⑸同一体系： ①同一状态可能有多个热力学能值。 ②不同状态可能有相同的热力学能值。 5．⑴错误。热量是由于温差而传递的能量，如果没有因温差而传递就没有意义。 ⑵错误。原因同⑴，温度高，但不因温差而传递能量就无热量意义。 ⑶错误。原因同⑴。 ⑷正确。 ⑸①错误。状态确定，热力学值也确定了，各热力学值都是唯一的数据。

《无机化学下》第四版习题答案

第13章 氢和稀有气体 13-1 氢作为能源，其优点是？目前开发中的困难是什么？ 1、解：氢作为能源，具有以下特点： （1）原料来源于地球上储量丰富的水，因而资源不受限制； （2）氢气燃烧时放出的热量很大； （3）作为燃料的最大优点是燃烧后的产物为水，不会污染环境； （4）有可能实现能量的储存，也有可能实现经济高效的输送。 发展氢能源需要解决三个方面的问题：氢气的发生，氢气的储备和氢气的利用 13-2按室温和常压下的状态（气态 液态 固态）将下列化合物分类，哪一种固体可能是电的良导体？ BaH 2;SiH 4;NH 3;AsH 3;PdH 0.9;HI 13-3试述从空气中分离稀有气体和从混合气体中分离各组分的根据和方法。 3、解：从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分，主要是利用它们不同的物理性质如：原子间不同的作用力、熔点沸点的高低以及被吸附的难易等差异达到分离的目的。 13-4试说明稀有气体的熔点 、沸点、密度等性质的变化趋势和原因？ 4、解：氦、氖、氩、氪、氙，这几种稀有气体熔点、沸点、密度逐渐增大。 这主要是由于惰性气体都是单原子分子，分子间相互作用力主要决定于分子量。分子量越大，分子间相互作用力越大，熔点沸点越来越高。 密度逐渐增大是由于其原子量逐渐增大，而单位体积中原子个数相同。 13-5你会选择哪种稀有气体作为：（a ）温度最低的液体冷冻剂；（b ）电离能最低 安全的放电光源；（c ）最廉价的惰性气氛。 13-6用价键理论和分子轨道理论解释HeH 、HeH + 、He 2+ 粒子存在的可能性。为什么氦没有双原子分子存在？ 13-7 给出与下列物种具有相同结构的稀有气体化合物的化学式并指出其空间构型： (a) ICl 4- (b)IBr 2- (c)BrO 3- (d)ClF 7、 解： 4XeF 平面四边形 2XeF 直线形 3XeO 三角锥 XeO 直线形

大学无机化学第五章试题及标准答案

第五章原子结构和元素周期表 本章总目标： 1：了解核外电子运动的特殊性，会看波函数和电子云的图形 2：能够运用轨道填充顺序图，按照核外电子排布原理，写出若干元素的电子构型。 3：掌握各类元素电子构型的特征 4：了解电离势，电负性等概念的意义和它们与原子结构的关系。 各小节目标： 第一节：近代原子结构理论的确立 学会讨论氢原子的玻尔行星模型213.6E eV n = 。 第二节：微观粒子运动的特殊性 1：掌握微观粒子具有波粒二象性（h h P mv λ= =）。 2：学习运用不确定原理（2h x P m π???≥ ）。 第三节：核外电子运动状态的描述 1：初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述方法——处于定态的核外电子在核外空间的概率密度分布（即电子云）。 2：掌握描述核外电子的运动状态——能层、能级、轨道和自旋以及4个量子数。 3：掌握核外电子可能状态数的推算。 第四节：核外电子的排布 1：了解影响轨道能量的因素及多电子原子的能级图。 2。掌握核外电子排布的三个原则： ○ 1能量最低原则——多电子原子在基态时，核外电子尽可能分布到能量最低的院子轨道。 ○ 2Pauli 原则——在同一原子中没有四个量子数完全相同的电子，或者说是在同一个原子中没有运动状态完全相同的电子。 ○ 3Hund 原则——电子分布到能量简并的原子轨道时，优先以自旋相同的方式

分别占据不同的轨道。 3:学会利用电子排布的三原则进行 第五节：元素周期表 认识元素的周期、元素的族和元素的分区，会看元素周期表。 第六节：元素基本性质的周期性 掌握元素基本性质的四个概念及周期性变化 1：原子半径——○1从左向右，随着核电荷的增加，原子核对外层电子的吸引力也增加，使原子半径逐渐减小；○2随着核外电子数的增加，电子间的相互斥力也增强，使得原子半径增加。但是，由于增加的电子不足以完全屏蔽增加的核电荷，因此从左向右有效核电荷逐渐增加，原子半径逐渐减小。 2：电离能——从左向右随着核电荷数的增多和原子半径的减小，原子核对外层电子的引力增大，电离能呈递增趋势。 3：电子亲和能——在同一周期中，从左至右电子亲和能基本呈增加趋势，同主族，从上到下电子亲和能呈减小的趋势。 4：电负性——在同一周期中，从左至右随着元素的非金属性逐渐增强而电负性增强，在同一主族中从上至下随着元素的金属性依次增强而电负性递减。 习题 一选择题 1.3d电子的径向函数分布图有（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.1个峰 B.2个峰 C. 3个峰 D. 4个峰 2.波函数一定，则原子核外电子在空间的运动状态就确定，但仍不能确定的是（） A.电子的能量 B.电子在空间各处出现的几率密度 C.电子距原子核的平均距离 D.电子的运动轨迹 3.在下列轨道上的电子，在xy平面上的电子云密度为零的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A .3s B .3p x C . 3p z D .3d z2 4.下列各组量子数中，合理的一组是（） A .n=3，l=1，m l=+1，m s= +1/2 B .n=4，l=5，m l= -1，m s= +1/2 C .n=3，l=3，m l=+1，m s= -1/2 D .n=4，l=2，m l=+3，m s= -1/2 5.第四周期元素原子中未成对电子数最多可达（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.4 B.5 C.6 D.7

武大吉大第三版无机化学教材课后习题答案12-17

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：F2>>Cl2>Br2>I2 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 I F—Cl—Br—I— r/pm 64 99 114 133 136 181 195 216 (1)由于F的原子半径非常小，F—F原子间的斥力和非键电子对的斥力较大，使F2的 解离能（155KJ/mol）远小于Cl2的解离能（240KJ/mol）。 (2)由于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。 由于F-离子半径特别小，F-的水合放热比其他卤素离子多。 2．【 3．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 >Br2>I2 ;还原性顺序为：I- >Br->Cl->F-. 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 ?值的大小和下列过程有关（见课本P524） 力的强弱,可用其标准电极电势值来表示,θ 4．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：（1）2Cl2+Ti =TiCl4加热，干燥 （2）3Cl2+2Al =2AlCl3 加热，干燥 （3）Cl2+H2 =2HCl 点燃 （4）3Cl2+2P(过量)=2PCl3 干燥 ！ 5Cl2(过量)+2P=2PCl5干燥 （5）Cl2+H2O=HClO +HCl (6) Cl2+2K2CO3+H2O=KCl+KClO+2KHCO3 5．试解释下列现象： （1）I2溶解在CCl4中得到紫色溶液，而I2在乙醚中却是红棕色。 （2）I2难溶于水却易溶于KI中。 答：（1）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。 （2）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。

无机化学(周祖新)习题解答第五章

第五章氧化-还原反应 无机化学习题解答（5） 思考题 1．什么是氧化数如何计算分子或离子中元素的氧化数 氧化数是某一原子真实或模拟的带电数。若某一原子并非真实得到若 失去电子而带电荷，可以认为得到与之键合的电负性小于它的原子的 电子或给予与之键合的电负性大于它的原子电子，然后计算出来的带 电情况叫氧化数。 已知其他原子的氧化数，求某一原子的氧化数时可用代数和的方法， 中性分子总带电数为零；离子总带电数为离子的电荷。 2．指出下列分子、化学式或离子中划线元素的氧化数： As2O3 KO2 NH4+ Cr2O72- Na2S2O3 Na2O2 CrO5 Na2PtCl6 N2H2 Na2S5 2．As2O3 +3，KO2 +1，NH4+ -3，Cr2O72-+3，Na2S2O3 +2，Na2O2 -1，CrO5 +10，Na2PtCl6 +4，N2H2 -1，Na2S5 -2/5， 3．举例说明下列概念的区别和联系： ⑴氧化和氧化产物⑵还原和还原产物 ⑶电极反应和原电池反应⑷电极电势和电动势 3．⑴氧化是失去电子氧化数升高，所得氧化态较高产物即为氧化产物。 ⑵还原是得到电子氧化数降低，所得氧化态较较产物即为还原产物。

⑶在某个电极上发生的反应为电极反应，分为正极的还原反应和负极的氧化反应，总反应为原电池反应。 ⑷固体电极材料与所接触的溶液间的电势差即为该原电池的电极电势。两电极构成原电池时两电极间的电势差为该原电池的电动势。 4．指出下列反应中何者为氧化剂，它的还原产物是什么何者为还原剂，它的氧化产物是什么 ⑴2FeCl3+Cu→FeCl2+CuCl2 ⑵Cu+CuCl2+4HCl→2H2[CuCl3] ⑶Cu2O+H2SO4→Cu+CuSO4+H2O 4．⑴氧化剂：FeCl3，还原产物：FeCl2，还原剂：Cu，氧化产物：CuCl2。 ⑵氧化剂：CuCl2，还原产物：2H2[CuCl3]，还原剂：Cu，氧化产物：2H2[CuCl3]。 ⑶氧化剂：Cu2O，还原产物：Cu，还原剂：Cu2O，氧化产物：CuSO4。 5．离子-电子法配平氧化-还原方程式的原则是什么判断下列配平的氧化还原方程式是否正确，并把错误的予以改正。 ⑴2FeCl2+3Br2→2FeBr3+4Cl- ⑵Fe2++NO3-+4H+→Fe3++NO↑+2H2O 5．原则是：(1)根据质量守恒定律，反应前后各种元素的原子总数各 自相等； (2)根据电荷平衡，反应前后各物种所带电荷总数之和相 等。 ⑴6FeCl2+3Br2→2FeBr3+4FeCl3 ⑵3Fe2++NO3-+4H+→3Fe3++NO↑+2H2O

张祖德《无机化学》(修订版)配套题库章节题库碳族元素【圣才出品】

第15章碳族元素 一、选择题 1．关于单质硅，以下结论中正确的是（）。 （1）能溶于盐酸中； （2）能溶于硝酸中； （3）能溶于氢氟酸中； （4）能溶于由氢氟酸和硝酸组成的混酸中。 A．（1） B．（1）、（2） C．（3） D．（4） 【答案】D 2．下列物质中热稳定性最高的是（）。 A．Mg(HCO3)2 B．MgCO3 C．H2CO3 D．CaCO3 【答案】D 3．下列各对化合物的热稳定性顺序判断正确的是（）。

A．NaHCO3＜Na2CO3＜CaCO3 B．Na2CO3＜NaHCO3＜CaCO3 C．CaCO3＜NaHCO3＜Na2CO3 D．NaHCO3＜CaCO3＜Na2CO3 【答案】D 【解析】因为极化能力：H＋＞Ca2＋＞Na＋，且极化能力越强含氧酸盐的稳定性越差，所以，热稳定性：NaHCO3＜CaCO3＜Na2CO3。 4．下列物质中碱性最强的是（）。 A．Sn(OH)2 B．Sn(OH)4 C．Ge(OH)2 D．Ge(OH)4 【答案】A 【解析】Sn(OH)2、Sn(OH)4、Ge(OH)2、Ge(OH)4都是两性化合物，溶于强碱溶液。同族元素形成氧化态相同的同类化合物，随着周期的增加，化合物的碱性增强；同一元素的同类化合物，氧化态高的化合物酸性强。 5．将SiF4通入NaOH溶液中，主要产物是（）。 A．H4SiO4＋NaF B．Na2SiO3＋NaF C．Na2SiO3＋Na2SiF6

D．SiO2＋HF 【答案】C 【解析】 6．下列氯化物中最不稳定的是（）。 A．SnCl4 B．SbCl5 C．GeCl4 D．PbCl4 【答案】D 【解析】由于惰性电子对效应，Pb（Ⅳ）和Bi（Ⅴ）的氧化能力很强，除氟化物外，与其他卤离子形成的化合物不稳定。SbCl5中的Sb（Ⅴ）氧化数虽高，但氧化能力不强，故SbCl5稳定。 7．下列硫化物中，能溶于Na2S溶液的是（）。 A．SnS B．SnS2 C．PbS D．Bi2S3 【答案】B 【解析】B项，SnS2为酸性硫化物，溶于NaOH、Na2S和(NH4)2S溶液中，如

第四版无机化学习题及答案

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第一章原子结构和原子周期系 1-1根据原子序数给出下列元素的基态原子的核外电子组态： （a）K （b）Al （c）Cl （d）Ti（Z=22）（e）Zn（Z=30）（f）As （Z=33） 答：（a）[Ar]4s1（b）[Ne]3s23p1（c）[Ne]3s23p5（d）[Ar]3d54s2（e）[Ar] 3d104s1（f）[Ar]4s24p3 1-2给出下列原子或离子的价电子层电子组态，并用方框图表示轨道，填入轨道的电子用箭头表示。 （a）Be （b）N （c）F （d）Cl-（e）Ne+（f）Fe3+（g）As3+ 1-3 Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+的基态的最外层电子组态与次外层电子组态分别如何 1-4以下+3价离子那些具有8电子外壳Al3+、Ga3+、Bi3+、Mn3+、Sc3+ 答：Al3+和Sc3+具有8电子外壳。 1-5已知电中性的基态原子的价电子层电子组态分别为： （a）3s23p5（b）3d64s2（c）5s2（d）4f96s2（e）5d106s1 试根据这个信息确定它们在周期表中属于那个区、哪个族、哪个周期。

答：（a）p区，ⅦA族，第三周期（b）d区，Ⅷ族，第四周期（c）s区，ⅡA族，第五周期（d）f区，ⅢB族，第六周期（e）ds区，ⅠB族，第六周期1-6根据Ti、Ge、Ag、Rb、Ne在周期表中的位置，推出它们的基态原子的电子组态。 答：Ti位于第四周期ⅣB族，它的基态原子的电子组态为[Ar]3d24s2； Ge位于第四周期ⅣA族，它的基态原子的电子组态为[Ar]3d104s24p2； Ag位于第五周期ⅠB族，它的基态原子的电子组态为[Kr] 4d105s1； Rb位于第五周期ⅠA族，它的基态原子的电子组态为[Kr] 5s1； Ne位于第二周期0族，它的基态原子的电子组态为[He] 2s22p6。 1-7某元素的基态价层电子构型为5d36s2，给出比该元素的原子序数小4的元素的基态原子电子组态。 答：该元素的基态原子电子组态为[Xe] 4f126s2。 1-8某元素基态原子最外层为5s2，最高氧化态为+4，它位于周期表哪个去是第几周期第几族元素写出它的+4氧化态离子的电子构型。若用A代表它的元素符号，写出相应氧化物的化学式。 答：该元素的基态原子电子组态为[Kr] 4d25s2，即第40号元素锆（Zr）。它位于d区，第五周期ⅣB族，+4氧化态离子的电子构型为[Kr]，即 1s22s22p63s23p63d104s24p6, 相应氧化物为AO2。 第二章分子结构 2-1用VSEPR模型讨论CO2、H2O、NH3、CO32-、PO33-、PO3-、PO43-的分子模型，画出他们的立体结构，用短横代表σ键骨架，标明分子构型的几何图形的名称。

无机化学第五章习题参考答案

第五章原子结构与元素周期律 1、下列说法是否正确，为什么？ （1）主量子数为1时，有两个方向相反的轨道； （2）主量子数为2时，有2s,2p两个轨道； （3）主量子数为2时，有4个轨道，即2s,2p,2d,2f； （4）因为H原子中只有一个电子，故它只有一个轨道； （5）当主量子数为2时，其角量子数只能取一个数，即l =1; （6）任何原子中，电子的能量只与主量子数有关。 2、试判断下表中各元素原子的电子层中的电子数是否正确，错误的予以更正，并简要说明理由。 3、第6能级组有哪些能级？分别用量子数或轨道符号表示： 4、试讨论在原子的第4电子层（N）上： （1）亚层数有多少？并用符号表示各亚层。 （2）各亚层上的轨道数分别是多少？该电子层上的轨道总数是多少？ （3）哪些轨道是等价轨道？

5、写出与下列量子数相应的各类轨道符号，并写出其在近似能级图中的前后能级所对应的符号： （1）n=2, l=1 (2) n=3, l =2 (3) n=4, l =0 (4) n=4, l =3 6、在下列各项中，填入合适的量子数： （1）n=?, l=2, m=0, m s=±1/2 （2）n=2, l=?, m=-1, m s=±1/2 （3）n=4, l=?, m=+2, m s=±1/2 （4）n=3, l=0, m=?, m s=±1/2 7、指出下列假设的电子运动状态（依次为n,l,m, m s），哪几种不可能存在？为什么？ （1）3，2，+2，+1/2 （2）2, 2, -2, +1/2 （3）2, 0, +1, -1/2 (4) 2, -1, 0, +1/2 (5) 4, 3, -1, 1 8、原子吸收能量由基态变成激发态时，通常是最外层电子向更高的能级跃迁。试指出下列原子的电子排布中，哪些属于基态或激发态，哪些是错误的。 （1）1s2 2s2 2p1(2)1s2 2s2 2p62d1 (3) 1s22s22p43s1(4) 1s2 2s4 2p2 9、写出原子序数为45，52，79各元素的原子核外电子排布式及

大学无机化学第二版河北师范大学课后习题答案

第1章 物质的聚集态习题答案 1-1 实验室内某氦气钢瓶，内压为18 MPa ，放出部分氦气后，钢瓶减重500 kg ，瓶内氦气的压强为9.5 MPa 。假定放出气体前后钢瓶的温度不变，钢瓶原储有氦气为多少（物质的量）？ 解：V 与T 一定时，n 与p 成正比， 即： mol .0026 410500MPa )5.918(MPa 183?=－总n 解得 mol 10645.25?=总n 1-2 273Ｋ和101 kPa 的1.00 dm 3干燥空气缓慢通过液态的二甲醚（CH 3OCH 3）。假定（１）通过二甲醚后的空气被二甲醚饱和且液态二甲醚损失0.0335g ；（２）被二甲醚饱和的空气的总压强仍为101kPa 。计算二甲醚在273Ｋ时的饱和蒸汽压。 解：由理想气体状态方程得： 空气的物质的量：m ol 0445.0K 273K m ol dm 8.314kPa 1.00dm kPa 1011133 =?????==－－空RT pV n 二甲醚的物质的量：mol 10283.7mol g 0.46g 02335.041－－二甲醚?=?==M m n 二甲醚的摩尔分数：0161.00445 .010283.710283.744=+??=+=－－二甲醚空二甲醚二甲醚n n n x 二甲醚的饱和蒸汽压： 1.626kPa kPa 1010161.0=?=?=p x p 二甲醚二甲醚 1-3 在273.15 K 和1.01325×105 Pa 压力下，测得某气体的密度为1.340 g ·dm -3，在一实验中测得这种气体的组成是C 79.8%和H 20.2%。求此化合物的分子式。 解 =30.02(g·mol -1) 每分子含碳原子：30.02×0.798/12.01=1.9953≈2 每分子含氢原子：30.02×0.202/1.008=6.016≈6 即分子式为：C 2H 6 1-4 在293 K 和9.33×104 Pa 条件下，在烧瓶中称量某物质的蒸气得到下列数据，烧瓶

武汉大学版无机化学课后习题答案

16. 完成并配平下列反应式： （1）H2S+H2O2→ （2）H2S+Br2→ （3）H2S+I2→ （4）H2S+O2→ +H+→ （5）H2S+ClO- 3 （6）Na2S+Na2SO3+H+→ （7）Na2S2O3+I2→ （8）Na2S2O3+Cl2→ （9）SO2+H2O+Cl2→ （10）H2O2+KMnO4+H+→ （11）Na2O2+CO2→ （12）KO2+H2O→ （13）Fe(OH)2+O2+OH-→ → （14）K2S2O8+Mn2++H++NO- 3 （15）H2SeO3+H2O2→ 答：（1）H2S+H2O2=S+2H2O H2S+4H2O2（过量）=H2SO4+4H2O （2）H2S+Br2=2HBr+S H2S+4Br2（过量）+4H2O=8HBr+H2SO4 （1）H2S+I2=2I-+S+2H+ （2）2H2S+O2=2S+2H2O （3）3H2S+ClO3-=3S+Cl-+3H2O （4）2S2-+SO32-+6H+=3S+3H2O （5）2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI （6）Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl （7）SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl （8）5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++5O2+8H2O （9）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 （10）2KO2+2H2O=2KOH+O2+H2O2 （11）4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3 （12）5S2O82-+2Mn2++8H2O=10SO42-+2MnO4-+16H+（13）H2SeO3+H2O2=H2SeO4+H2O

无机化学(周祖新)习题解答第二章

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第二章化学热力学初步 思考题 1．状态函数的性质之一是：状态函数的变化值与体系的始态与终态 有关；与过程无关。在U、H、S、G、T、p、V、Q、W中，属于状态函数的是U、S、G、T、p、V。在上述状态函数中，属于广度性质的是U、H、S、G、V，属于强度性质的是T、p。 2．下列说法是否正确： ⑴状态函数都具有加和性。 ⑵系统的状态发生改变时，状态函数均发生了变化。 ⑶用盖斯定律计算反应热效应时，其热效应与过程无关。这表明任何情况下，化学反应的热效应只与反应的起止状态有关，而与反应途径无关。 ⑷因为物质的绝对熵随温度的升高而增大，故温度升高可使各种化学反应的△S大大增加。 ⑸△H，△S受温度影响很小，所以△G受温度的影响不大。 2．⑴错误。强度状态函数如T、p就不具有加和性。 ⑵错误。系统的状态发生改变时，肯定有状态函数发生了变化，但并非所有状态函数均发生变化。如等温过程中温度，热力学能未发生变化。 ⑶错误。盖斯定律中所说的热效应，是等容热效应ΔU或等压热效应ΔH。前者就是热力学能变，后者是焓变，这两个都是热力学函数变，都是在过程确定下的热效应。 ⑷错误。物质的绝对熵确实随温度的升高而增大，但反应物与产物的绝对熵均增加。化学反应△S的变化要看两者增加的多少程度。一般在无相变的情况，变化同样的温度，产物与反应物的熵变值相近。故在同温下，可认为△S不受温度影响。 ⑸错误。从公式△G=△H－T△S可见，△G受温度影响很大。 3．标准状况与标准态有何不同？ 3．标准状态是指0℃，1atm。标准态是指压力为100kPa，温度不规定，但建议温度为25℃。

无机化学第五章

第五章 （一）是非题 1． CuCO 3的溶度积K sp =1.4×10-10,这表明在所有含有CuCO 3的溶液中，c (Cu 2+)=c (CO 32-) 而且c (Cu 2+)?c (CO 32-)=1.4×10-10 （ ） 2．溶度积的大小决定于物质的本性和温度，与浓度无关。（ ） 3．因为Ag 2CrO 4的溶度积（K SP =2.0×10-12）小于AgCl 的溶度积（K SP =1.6×10-10），所以，Ag 2CrO 4必定比AgCl 更难溶于水。 （ ） 4. AgCl 在1 mol .L -1NaCl 溶液中，由于盐效应的影响，使其溶解度比在水中要略大一些。 （ ） 5. 难溶物质的离子积达到（等于）其溶度积并有沉淀产生时，该溶液为其饱和溶液。 （ ） （二）选择题 1．在配制FeCl 3溶液时，为防止溶液产生沉淀，应采取的措施是 （ ） A. 加碱 B. 加酸 C. 多加水 D. 加热 2． AgCl 固体在下列哪一种溶液中的溶解度最大？ （ ） A. 1mol·L -1氨水溶液 B . 1mol·L -1氯化钠溶液 C. 纯水 D. 1mol·L -1硝酸银溶液 3．Ag 2SO 4饱和溶液浓度为2.5×10-2mol .L -1，则其K sp 为 （ ） A. 6.25×10-5 B. 6.25×10-7 C. 1.25×10-3 D. 3.0×10-3 4．CaF 2的饱和溶液浓度为2×10-4mol .L -1，它的溶度积常数是 （ ） A. 4×10-8 B. 8×10-12 C. 3.2×10-11 D. 8×10-10 5．已知K sp (Ag 2CrO 4) = 1.1×10-12 ，在0.10mol .L -1Ag +溶液中，要产生Ag 2CrO 4沉淀，CrO 42-的浓度至 少应大于（ ） A. 1.1×10-10 mol .L -1 B. 2.25×10-11 mol .L -1 C. 0.10mol .L -1 D. .1 10-11 mol .L -1 6．欲使CaCO 3在水溶液中溶解度增大，可以采用的方法是 （ ） A. 加入1.0 mol .L -1 Na 2CO 3 B. 加入2.0 mol .L -1NaOH C. 加入0.10 mol .L -1EDTA D. 降低溶液的pH 值 7．设AgCl 在水中，在0.01mol .L -1CaCl 2中，在0.01mol .L -1NaCl 中以及在0.05mol .L -1AgNO 3中的溶解度分别为S 0，S 1，S 2和S 3，这些量之间的正确关系是 （ ） A. S 0>S 1>S 2>S 3 B. S 0>S 2>S 1>S 3 C. S 0>S 1=S 2>S 3 D. S 0>S 2>S 3>S 1 8．已知某难溶盐AB 2的溶解度为S （单位为mol .L -1），其浓度积K sp 为（ ） A. S 3 B. S 2 C. 4S 3 D. S 3/4 9．已知K sp (AgCl)= 1.8 × 10-10，K sp (Ag 2CrO 4)= 1.1 × 10-12 ，K sp (AgI)= 8.3 × 10-17，在含以上沉淀的溶液中滴加氨水，三种沉淀中，何者最易溶解 （ ） A. Ag 2C r O 4 B. AgCl C. AgI D.无法判断

无机化学课后习题答案2-8

第二章物质的状态 习题 2.1 什么是理想气体？实际气体在什么条件下可用理想气体模型处理？ 2.2 为什么家用加湿器都是在冬天使用，而不在夏天使用？ 2.3 常温常压下，以气体形式存在的单质、以液体形式存在的金属和以液体形式存在的 非金属单质各有哪些？ 2.4 平均动能相同而密度不同的两种气体，温度是否相同？压力是否相同？为什么？ 2.5 同温同压下，N2和O2分子的平均速度是否相同？平均动能是否相同？ 2.6试验测得683K、100kPa时气态单质磷的密度是2.64g·dm－3。求单质磷的分子量。2.71868年Soret用气体扩散法测定了臭氧的分子式。测定结果显示，臭氧对氯气的扩散速 度之比为1.193。试推算臭氧的分子量和分子式。 2.8常压298K时，一敞口烧瓶盛满某种气体，若通过加热使其中的气体逸出二分之一，则 所需温度为多少？ 2.9氟化氙的通式为XeF x（x＝2、4、6…），在353K、1.56×104Pa时，实验测得某气态氟 化氙的密度为0.899g·dm－3。试确定该氟化氙的分子式。 温度为300K、压强为3.0×1.01×105Pa时，某容器含，每升空气中水汽的质量。 （2）323K、空气的相对湿度为80％时，每升空气中水汽的质量。 已知303K时，水的饱和蒸气压为4.23×103Pa； 323K时，水的饱和蒸气压为1.23×104Pa。 2.10在303K，1.01×105Pa时由排水集气法收集到氧气1.00dm3。问有多少克氯酸钾按 下式分解？ 2KClO3 === 2KCl ＋3O2 已知303K时水的饱和蒸气压为4.23×103Pa。 2.11298K，1.23×105Pa气压下，在体积为0.50dm3的烧瓶中充满NO和O2气。下列反 应进行一段时间后，瓶内总压变为8.3×104Pa，求生成NO2的质量。 2NO ＋O2 === 2NO2 2.12一高压氧气钢瓶，容积为45.0dm3，能承受压强为3×107Pa，问在298K时最多可 装入多少千克氧气而不致发生危险？

无机化学(周祖新)习题解答 第六章

第六章原子结构和元素周期律 习题解答 思考题 1．氢原子为什么是线状光谱谱线波长与能层间的能量差有什么关系 1．因为氢原子(也包括其他原子)核外电子按不同能量分层排布，这些能量间是不连续的。跃迁到高能量轨道的电子回到低能量轨道时放出的能量以光的形式放出。任一原子轨道间的能量差个数是有限的，故放出的光谱是有限的几条，所以是线状光谱。根据hγ=△E，谱线波长λ= hc/△E。 2．原子中电子的运动有什么特点 2．原子中电子的运动有什么特点与其他微观粒子一样，具有波粒两象性。量子力学用几率波来描述电子的运动。 3．量子力学的轨道概念与波尔原子模型的轨道有什么区别和联系 3．波尔原子模型的轨道把原子核作为球心，电子在原子核为球心的同心圆上围绕原子核旋转，也称“星系模型”。量子力学的轨道概念是电子作为几率波，在原子核和其他电子形成的电场中运动。用波动方程描述电子的运动，由于是微分方程，要有合理解，要确定一系列量子数，每一组量子数确定的波动方程即为一轨道。 4．比较原子轨道角度分布图与电子云角度分布图的异同。 4．原子轨道有正负之分，且原子轨道比较“胖”；电子云是原子轨道的平方，无正负之分，比原子轨道“瘦”。 5．氢原子的电子在核外出现的概率最大的地方在离核的球壳上(正好等于波尔半径)，所以电子云的界面图的半径也是。这句话对吗 5．不对。电子云的界面图指包括电子运动概率很大(例如90%或99%)的等密度面的界面。6．说明四个量子数的物理意义和取值范围。哪些量子数决定了原子中电子的能量 6．主量子数是决定电子与原子核平均距离的参数。其取值范围n为1、2、3、4……∞的自然数。角量子数是电子运动角动量的参数，其取值范围l为0、1、2、3、……(n-1)的自然数。磁量子数是具有相同角动量的电子在空间不同伸展方向的参数，其取值范围m为0、±1、±2、……±l。自旋量子数是表示电子自旋的参数，根据电子自旋只有顺时针和逆时针两种情况，自旋量子数m s的取值范围取＋1/2和－1/2。对于氢原子，只有主量子数决定原子中电子的能量，对于其他原子，有主量子数和角量子数决定电子的能量。 7．原子核外电子的排布遵循哪些原则举例说明。 7．原子核外电子排布遵循泡利不相容原理、能力最低原理和洪特规则极其特例。（举例略）8．为什么任何原子的最外层均不超过8个电子次外层均不超过18个电子为什么周期表中各周期所包含的元素数不一定等于相应电子层中电子的最大容量2n2 8．这是原子轨道能级交错的必然结果。当原最外层已排满8个电子时，按基态能量最低原理，这8个电子排布的轨道肯定是n s2n p6，若还有电子要进入原子轨道，由于n d的能量大于的(n+1)s能量，电子排在新开辟的(n+1)s轨道，在(n+1)s轨道排满2个电子后，电子再依次进入n d轨道，这时n层是次外层，所以最外层电子不会超过8个电子。当次外层d轨道的10个电子排满后，也是由于能级交错的原因，新增的电子进入到能量较低的(n+2)s轨道，只有(n+2)s轨道排满2个电子后，电子再依次进入n f轨道，这时n层是倒数第三层，所以次外层电子不会超过18个电子。 9．什么叫有效核电荷其递变规律如何有效核电荷的变化对原子半径、第一电离能有什么影响 9．元素的有效核电荷Z*是核对最外层电子的净吸引作用。即扣除了其他电子屏蔽作用后剩

大学无机化学第五章试题及答案

第五章 原子结构和元素周期表 本章总目标： 1：了解核外电子运动的特殊性，会看波函数和电子云的图形 2：能够运用轨道填充顺序图，按照核外电子排布原理，写出若干元素的电子构型。 3：掌握各类元素电子构型的特征 4：了解电离势，电负性等概念的意义和它们与原子结构的关系。 各小节目标： 第一节：近代原子结构理论的确立 学会讨论氢原子的玻尔行星模型213.6E eV n = 。 第二节：微观粒子运动的特殊性 1：掌握微观粒子具有波粒二象性（h h P mv λ= =）。 2：学习运用不确定原理（2h x P m π???≥ ）。 第三节：核外电子运动状态的描述 1：初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述方法——处于定态的核外电子在核外空间的概率密度分布（即电子云）。 2：掌握描述核外电子的运动状态——能层、能级、轨道和自旋以及4个量子数。 3：掌握核外电子可能状态数的推算。 第四节：核外电子的排布 1：了解影响轨道能量的因素及多电子原子的能级图。 2;掌握核外电子排布的三个原则： ○ 1能量最低原则——多电子原子在基态时，核外电子尽可能分布到能量最低的院子轨道。 ○ 2Pauli 原则——在同一原子中没有四个量子数完全相同的电子，或者说是在同一个原子中没有运动状态完全相同的电子。 ○3Hund 原则——电子分布到能量简并的原子轨道时，优先以自旋相同的方式

分别占据不同的轨道。 3:学会利用电子排布的三原则进行 第五节：元素周期表 认识元素的周期、元素的族和元素的分区，会看元素周期表。 第六节：元素基本性质的周期性 掌握元素基本性质的四个概念及周期性变化 1：原子半径——○1从左向右，随着核电荷的增加，原子核对外层电子的吸引力也增加，使原子半径逐渐减小；○2随着核外电子数的增加，电子间的相互斥力也增强，使得原子半径增加。但是，由于增加的电子不足以完全屏蔽增加的核电荷，因此从左向右有效核电荷逐渐增加，原子半径逐渐减小。 2：电离能——从左向右随着核电荷数的增多和原子半径的减小，原子核对外层电子的引力增大，电离能呈递增趋势。 3：电子亲和能——在同一周期中，从左至右电子亲和能基本呈增加趋势，同主族，从上到下电子亲和能呈减小的趋势。 4：电负性——在同一周期中，从左至右随着元素的非金属性逐渐增强而电负性增强，在同一主族中从上至下随着元素的金属性依次增强而电负性递减。 习题 一选择题 1.3d电子的径向函数分布图有（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.1个峰 B.2个峰 C. 3个峰 D. 4个峰 2.波函数一定，则原子核外电子在空间的运动状态就确定，但仍不能确定的是（） A.电子的能量 B.电子在空间各处出现的几率密度 C.电子距原子核的平均距离 D.电子的运动轨迹 3.在下列轨道上的电子，在xy平面上的电子云密度为零的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A .3s B .3p x C . 3p z D .3d z2 4.下列各组量子数中，合理的一组是（） A .n=3，l=1，m l=+1，m s= +1/2 B .n=4，l=5，m l= -1，m s= +1/2 C .n=3，l=3，m l=+1，m s= -1/2

无机化学周祖新习题解答 第五章

第五章氧化-还原反应 无机化学习题解答(5) 思考题 １、什么就是氧化数?如何计算分子或离子中元素的氧化数？ 氧化数就是某一原子真实或模拟的带电数。若某一原子并非真实得到若失去电子而带电荷,可以认为得到与之键合的电负性小于它的原子的电子或给予与之键合的电负性大于它的原子电子,然后计算出来的带电情况叫氧化数。 已知其她原子的氧化数,求某一原子的氧化数时可用代数与的方法,中性分子总带电数为零;离子总带电数为离子的电荷。 2.指出下列分子、化学式或离子中划线元素的氧化数: As2O3KＯ2NH4+Cr2O７２－Nａ2S2O3Na2O２ＣｒO5Na２ＰtＣl６N2H2Na２Ｓ5 2.As2O３+3,KO2 +１,NH4＋－３,Cr2O72-+3,Ｎa2S2Ｏ３+2,Ｎa2O2－1,CrＯ5 +10,Na2PｔCl6+4,N2H2 -1,Ｎａ2Ｓ5 -2/5, ３.举例说明下列概念的区别与联系: ⑴氧化与氧化产物⑵还原与还原产物 ⑶电极反应与原电池反应⑷电极电势与电动势 ３.⑴氧化就是失去电子氧化数升高,所得氧化态较高产物即为氧化产物。 ⑵还原就是得到电子氧化数降低,所得氧化态较较产物即为还原产物。 ⑶在某个电极上发生的反应为电极反应,分为正极的还原反应与负极的氧化反应,总反应为原电池反应。 ⑷固体电极材料与所接触的溶液间的电势差即为该原电池的电极电势。两电极构成原电池时两电极间的电势差为该原电池的电动势。 4.指出下列反应中何者为氧化剂,它的还原产物就是什么？何者为还原剂,它的氧化产物就是什么? ⑴2ＦeCl3＋Ｃｕ→ＦeCｌ２+CuCl2 ⑵Cｕ+CuＣl2+4HCl→2Ｈ2[CuＣl3] ⑶Cｕ2Ｏ＋H2SO4→Cu+CuSO4+H２O ４、⑴氧化剂:FeCl3,还原产物:FeＣl2,还原剂:Cｕ,氧化产物:CuCl2。 ⑵氧化剂:CｕCｌ２,还原产物:2Ｈ２[CuＣl3］,还原剂:Ｃu,氧化产物:２Ｈ２［CuＣl3］。 ⑶氧化剂:Cu2O,还原产物:Cu,还原剂:Cu2O,氧化产物:CｕSＯ4。 5.离子-电子法配平氧化－还原方程式的原则就是什么？判断下列配平的氧化还原方程式就是否正确,并把错误的予以改正。 ⑴2FｅCｌ2＋3Br2→2FeBｒ3＋4Cl－ ⑵Fｅ2＋+NO3-＋4H+→Fe3＋+NＯ↑＋２H2O 5、原则就是:(1)根据质量守恒定律,反应前后各种元素的原子总数各自相等; (２)根据电荷平衡,反应前后各物种所带电荷总数之与相等。 ⑴6FｅCｌ2+3Br２→2FeＢr3+4ＦeCl３ ⑵3Fe2++NＯ3-+4H+→3Fe３+＋ＮＯ↑+２H２O ６.下列说法就是否正确？ ⑴电池正极所发生的反应就是氧化反应; ⑵E 值越大则电对中氧化型物质的氧化能力越强; ⑶E 值越小则电对中还原型物质的还原能力越弱; ⑷电对中氧化型物质的氧化能力越强则还原型物质的还原能力越强。 6、⑴错。电池正极所发生的反应就是还原反应; ⑵错。氧化能力强弱还与该物质浓度有关;⑶错。还原能力强弱还与该物质浓度有关; ⑷错。电对中氧化型物质的氧化能力越强则还原型物质的还原能力越弱。