无机化学万题库答案计算题(共145页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上（十六） 碱金属 碱土金属 1标定反应为 ： 2 HCl Na2CO3 H2CO3 2 NaCl 根据反应式 HCl20.0979 (mol L1) 2电解反应为 ： 2 NaCl H2O 2 NaOH H2 Cl2 电解产生NaOH ，因此NaOH的浓度决定溶液的pH 值 。 1.78103 (mol) OH3.56103 (mol L1) pH14 (lg 3.56103) 11.55 3生产氢氧化钠的质量为 ：113.5 (吨) 氢氧化钠的纯度为 ： 中和反应为 2 NaOH H2SO4 Na2SO4 2 H2O 1 mol 硫酸与 2 mol 氢氧化钠反应 ，

2、所以 2.4 g 氢氧化钠样品中纯氢氧化钠为 ： 1.0240.0 2.16 (g) 氢氧化钠样品的纯度 10090 4在水溶液中BaCO3与Fe3有如下沉淀转化平衡 ：BaCO3 Fe3 3 H2O Fe (OH)3 3 HCO3 3 Ba2 K ()3(1.01014)3 38.5 反应向右进行 ，所以加入BaCO3能使Fe3离子转化为Fe (OH)3 。 5固态金属生成气态金属离子的能量变化只涉及熔化热、气化热和电离能 ； Li ：3.01 135 526 664.01 (kJ mol1) Na ：2.60 89.1 502 593.70 (kJ mol1) K ： 2.30 77.4

3、425 504.70 (kJ mol1) Rh ：2.20 69.4 409 480.60 (kJ mol1) Cs ：2.10 65.3 382 449.40 (kJ mol1) 从所得结果看，最活泼的金属是Cs 。 固态金属生成水合金属离子的能量变化涉及熔化热、气化热、电离能和水合热 ： Li ：3.01 135 526 515 149.01 (kJ mol1) Na ：2.60 89.1 502 406 187.70 (kJ mol1) K ： 2.30 77.4 425 322 182.70 (kJ mol1) Rh ：2.20 69.4 409 293 187.60 (kJ mol1

4、) Cs ：2.10 65.3 382 264 185.40 (kJ mol1) 从所得结果看，最活泼的金属是Li 。由于Li离子的半径特别小 ，其水合热特别大 ， 所以由固态金属生成水合金属离子的能量变化最小 ，使锂的化学活泼性反常的高 。 6镁条燃烧所发生的反应为 ：2 Mg O2 2 MgO 3 Mg N2 Mg3N2 镁条燃烧产物与盐酸作用的反应如下 ：MgO 2 HCl MgCl2 H2O Mg3N2 6 HCl 3 MgCl2 2 NH3 生成的NH3进一步与盐酸作用 ：NH3 HCl NH4Cl 即 Mg3N2 8 HCl 3 MgCl2 2 NH4Cl 根据题意 ，镁条燃烧产物

5、与盐酸作用消耗盐酸总量为 ： 60 12 48 (m mol) 而由NH4Cl加碱蒸馏逸出的氨为 ： 10 4 4 (m mol) 4 m mol 的NH3 相当于4 m mol NH4Cl ， 从 式知 ，4 m mol NH4Cl 又相当于 16 m mol HCl 。 则，实际用于溶解MgO消耗的HCl量为 ： 48 16 32 (m mol) 根据 式和 式 ，1 m mol Mg 生成1 m mol MgO ，而1 m mol MgO 消耗 2 m mol HCl 。故原镁条中生成MgO的Mg 为 16 m mol 。 从 式知 ，4 m mol NH4Cl 相当于2 m mol M

6、g3N2 ，根据 式 ，2 m mol Mg3N2需要 6 m mol Mg 生成 。因此 ，原镁条中的Mg 总量是 ： 16 6 22 (m mol) 故原来镁条质量为 ： 0.5347 (g) 7沉淀转化反应为 ：SrSO4 CO32 SrCO3 SO42 BaSO4 CO32 BaCO3 SO42 607 0.04 计算结果表明 ：SrSO4 转化为 SrCO3 比较完全 ，而BaSO4 转化为BaCO3 的量很少 。因此可以通过控制CO32 离子浓度或SO42 离子浓度抑制BaSO4 转化 ，从而达到从天青石中除钡提纯锶化合物的目的 。 假定溶液中 CO321.0 mol L1 ，计算

7、 SO42 控制范围 ： 对于反应 ：607 则 SO42607CO32607 (mol L1) 即当溶液中SO42 0.04 mol L1时 ，反应 向左进行 ，BaSO4 难转化 。 结论 ：当溶液中 CO321.0 mol L1 ，控制SO42在 0.04 607 mol L1 ，则 SrSO4 可转化为SrCO3 而BaSO4 难转化为BaCO3 。 假定溶液中 SO421.0 mol L1 ，计算 CO32 控制范围 ： 对于反应 ：607 则 CO321.65103 (mol L1) 即 CO32 1.65103 mol L1 ，反应向右进行 ，可转化为SrCO3 ； 对于反应 ：

8、0.04 则 CO3225 (mol L1) 即 CO32 j Cu (NH3)42/Cu，所以在有空气存在的情况下，Cu 能溶于1.0 molL1 NH3H2O 中 ，形成0.01 molL1 的 Cu (NH3)42。 6该反应的正极电势为 j(Cu2+ / CuBr2) ，负极电势为 j(CuBr2/ Cu) 。 j(Cu2+ / CuBr2)j (Cu2+ / Cu+)j(Cu2+ / Cu+) 0.0591 lg 0.159 0.0591 lg 0.507 (v)j(CuBr2/ Cu)j(Cu+ / Cu) 0.0591 lg Cu 0.52 0.0591 lg 0.172 (v)

9、 lg K5.67 K4.7105 7 K 分子分母同乘以 Cu2OH2 KK稳Cu (OH)4 2KspCu (OH)2 1.7103 K稳Cu (OH)4 22.21020 K稳Cu (OH)4 27.71016 溶解反应为 Cu(OH)2 2 OH Cu(OH)42 达到平衡时 0.10 代入平衡常数表达式 1.7103 解得 7.7 (mol L1) NaOH 的最初浓度至少为 7.7 0.20 7.9 (mol L1) 8 j(AuCl2/ Au)j (Au+ / Au) j(Au+ / Au) 0.0591 lg Au 1.611.68 0.0591 lg K稳AuCl215.3画

10、出金的元素电势图 ： Au3 Au 1.68 v Au 1.50 v j(Au3+ / Au)1.41 (v) j(AuCl4/AuCl2)j (Au3+ / Au)j(Au3+ / Au) lg 0.93 1.41 lg 0.93 1.41 lg K稳Au Cl422.71017 9 K 分子分母同乘以 Zn2OH2 KK稳Zn (OH)4 2KspZn (OH)2 4.79 K稳Zn (OH)4 21.21017 K稳Zn (OH)4 24.01017 j(Zn (OH)42/ Zn)j (Zn2+ / Zn)j(Zn2+ / Zn) lg Zn2 0.763 lg 1.28 (v)10歧

11、化反应 Hg Hg2 Hg 平衡浓度 / molL1 0.10 代入平衡常数表达式 7.04103 解得 Hg27.0104 (molL1) 计算结果表明 ，在在0.10 molL1的 Hg溶液中还是有少量Hg2离子 。所以不能说 Hg在溶液中根本不歧化 ，而是歧化的量很少（不到1）。11CuS溶于KCN 溶液的反应 ：2 CuS 10 CN 2 Cu (CN)43 (CN)2 2 S2 该反应由如下两个反应加合构成 ：2 CuS 2 CN Cu2S (CN)2 S2 K1Cu2S 8 CN 2 Cu (CN)43 S2 K2 K1 计算如下 ： j(CuS / Cu2S) j (Cu2+ /

12、 Cu) j(Cu2+ / Cu) 0.0591 lg 0.16 0.0591 lg 0.456 (v) lg K1 9.68 K1 2.11010 K2 计算如下 ： K2 KspCu2S(K稳 Cu (CN)43)21.01011 则 KK1K2 2.110101.01011 21 计算表明反应可以向右进行 。12电极反应 CuCl32 e Cu 3 Cl j(CuCl32/ Cu)j (Cu+ / Cu) j(Cu+ / Cu) 0.0591 lg 0.52 0.0591 lg 0.183 (v) 在浓盐酸条件下 HCl12 (mol L1) j (CuCl32/ Cu)j(CuCl32

13、 / Cu) 0.0591 lg 假定CuCl321.0 mol L1 0.183 0.0591 lg 0.0083 (v) j (H/ H2)j(H/ H2) 0.0591 lg H 0.00 0.0591 lg 12 0.064 (v) 由于 j (H/ H2) j (CuCl32/ Cu) ，所以铜能从浓盐酸中置换出氢气 。 实验表明 ，在加热时铜能够溶于浓盐酸中 ，与以上计算情况相符 。13铜溶于KCN溶液的反应为 ：2 Cu 4 CN 2 H2O 2 Cu(CN)2 H2 2 OH 负极反应为 Cu(CN)2 e Cu 2 CN 负极电势为 j(Cu(CN)2/Cu)0.52 0.0

14、591 lg 0.90 (v) 正极反应为 2 H2O 2 e H2 2 OH 正极电势为 j(H2O / H2)j(H/ H2) 0.0591 lg H 0.00 0.0591 lg 1.01014 0.83 (v) 由于KCN溶液中OH实际上低于1.0 mol L1 ， 所以j (H2O / H2)j(H2O / H2)0.83 (v) 即 j (H2O / H2) j(Cu(CN)2/Cu) ，铜能溶于氰化钾溶液并置换出氢气 。 而Ag在KCN溶液中 ，对于电极反应Ag(CN)2 e Ag 2 CN 其电势为 j(Ag(CN)2/Ag)0.799 0.0591 lg 0.44(v) 由于

15、j(Ag(CN)2/Ag) j (H2O / H2) ，所以银不能溶于氰化钾溶液而置换出氢气 。 向KCN溶液中通入空气时 ，由于jB (O2 / OH-)0.40 v (即使换算成空气中0.21 p 该数值也变化不大)远大于j(Ag(CN)2/Ag)0.44(v) ，则可发生如下溶解反应 ：4 Ag 8 CN O2 2 H2O 4 Ag(CN)2 4 OH 可见 ，银在通入空气时才能溶于氰化钾溶液 。 14 化合物A的组成 ： 117 所以A为 KrAuF7 ，其中Au 的氧化态为 5 。 化合物B的组成 ： 15 所以B为 AuF5 ，其中Au 的氧化态为 5 。 由 KrF2 和 Au

16、反应制取化合物A 反应式 ：7 KrF2 2 Au 2 KrAuF7 5 Kr 由A热分解获得化合物B的反应式 ：KrAuF7 AuF5 Kr F215在水溶液条件下元素的活泼性强弱 ，决定于该元素由 M(s) M2(aq) 2 e 这一过程吸收能量的大小 ，吸收能量越少 ，则越活泼 。 对于Cu ： rHm(298 K) 340 2720 2121 939 (kJ mol1) 对于Zn ： rHm(298 K) 131 2658 2054 735 (kJ mol1) 计算结果表明 ，由单质转化为水合离子的过程 ，元素锌的吸热比元素铜的吸热少 ，说明锌比铜更活泼 。16用AgNO3滴定NaCN

17、中的氰离子 ，刚开始时 ，由于CN离子过量 ，所以反应生成物为 Ag (CN)2 ，此即产生沉淀前溶液中银的存在状态。当刚刚出现沉淀时 ，表明Ag开始过量 ，沉淀是AgCN 。所用Ag的物质的量为 ：28.720.01001032.872104 (mol) 则与之相结合的CN离子的物质的量为 ：22.872104 5.744104 (mol) 原样品中NaCN的质量为 ：495.744104 0.0281 (g)17已知歧化反应 Hg Hg2 Hg 平衡浓度 / molL1 0.10 7.0104 代入平衡常数表达式 7.0103rGm2.303 RT lg K 2.3038.31429810

18、3lg 7.010312.3 (kJ mol1)18 K 分子分母同乘以 Zn2OH2 KK稳Zn (OH)42KspZn (OH)2 则 K稳Zn (OH)424.0101719 K 分子分母同乘以 C2OH2 KK稳Cu (OH)42KspCu (OH)2 则 KspCu (OH)22.2102020 j(AuCl2/ Au)j (Au+ / Au) j(Au+ / Au) 0.0591 lg Au j(Au+ / Au) 0.0591 lg 1.61 j(Au+ / Au) 0.0591 lg 则 j(Au+ / Au) 1.68 (v) 而 j(AuCl4/ Au Cl2) j (Au

19、3+ / Au) j(Au3+ / Au) lg j(Au3+ / Au) lg 0.93 j(Au3+ / Au) lg 则 j(Au3+ / Au) 1.41 (v) 画出金的元素电势图 ： Au3 1.41 v Au 1.68 v Au ? v j(Au3+ / Au) 1.50 (v)21当Cu2 和 Cl 均为1.0 molL1时， 由于 j(Cu2+ / CuCl)j(Cu2+ / Cu) 0.0591 lg j(Cu2+ / CuCl) j(Cu2+ / Cu) 0.0591 lg 0.15 0.0591 lg 0.53 (v) j(CuCl / Cu) j(Cu+ / Cu)

20、0.0591 lg Cu 0.52 0.0591 lg 3.2107 0.14 (v) j(Cu2+ / CuCl) j(CuCl / Cu) ， 能够发生如下反应 ：Cu2(aq) Cu (s) 2 Cl(aq) 2 CuCl (s) lg K6.60K4.010622根据铜的元素电势图 ：Cu2 Cu 0.52 v Cu 0.34 v j(Cu2+ / Cu+)0.16 (v)由于j(Cu+ / Cu)0.52 v j(Cu2+ / Cu+)0.16 v ，所以在水溶液中Cu能自发歧化 ，因而Cu ()在水中不能稳定存在 。 在氨水条件下 ，由于生成氨合配离子 ，电极电势变化如下 ： j(

21、Cu (NH3)42/ Cu (NH3)2)j (Cu2+ / Cu+)j(Cu2+ / Cu+) 0.0591 lg 0.16 0.0591 lg 0.015 (v) j(Cu (NH3)2/ Cu)j (Cu+ / Cu)j(Cu+ / Cu) 0.0591 lg Cu 0.52 0.0591 lg 0.12 (v) 由于 j(Cu (NH3)42/ Cu (NH3)2)0.015 v j(Cu (NH3)2/ Cu)0.12 v Cu () 在氨水中不歧化 ，能稳定存在 。23先画出铜的元素电势图 ：Cu2 Cu 0.515 v Cu 0.337 v j(Cu2+ / Cu)0.159

22、(v) j(Cu2+ / CuI) j (Cu2+ / Cu)j(Cu2+ / Cu) 0.0591 lg 0.159 0.0591 lg 0.89 (v)24j(Ag (NH3)2/ Ag)j (Ag+ / Ag)j(Ag+ / Ag) 0.0591 lg Ag 0.799 0.0591 lg 0.362 (v) j(Zn (NH3)42/ Zn)j (Zn2+ / Zn)j(Zn2+ / Zn) lg Zn2 0.763 lg 0.971 (v) 因为 j(Zn (NH3)42/ Zn) j(Ag (NH3)2/ Ag) 所以锌能从Ag (NH3)2溶液中置换出银 :Zn 2 Ag (NH

23、3)2 Zn (NH3)42 2 Ag25 在纯水体系中 j(Au+ / Au)1.68 v ， 而由于 p O20.21 p ，H1.0107 (mol L1) 则 j (O2 / H2O)j(O2 / H2O) lg ( H4 p O2/ p) 1.229 lg (1.0107)40.21 0.805 (v) 由于 j (O2 / H2O) j(Au(CN)2/Au) ， 所以在该体系中 ，O2 (g) 能将Au氧化为 Au (CN)2 ：4 Au 8 CN O2 2 H2O 4 Au (CN)2 4 OH 在标准状态下， j(Zn(CN)42/Zn)j(Zn2+ / Zn)j(Zn2+

24、/ Zn) lg Zn2 0.763 lg 1.24 (v) 由于j(Zn(CN)42/Zn) j(Ag (S2O3)23/Ag) 所以氧化性Ag(NH3)2 Ag(S2O3)23 。 2 j(Co(NH3)63/Co(NH3)62j (Co3+ / Co2)j(Co3+ / Co2) 0.0591 lg j(Co3+ / Co2) 0.0591 lg 0.0621.84 0.0591 lg K稳 Co(NH3)631.61035 3 jCd(NH3)42/ Cdj (Cd2+ / Cd) j(Cd2+ / Cd) lg Cd2 0.610 0.400 lg K稳 Cd(NH3)421.261

25、07 4先画出铜的元素电势图 ：Cu2 Cu 0.515 v Cu 0.337 v j(Cu2+ / Cu)0.159 (v) j(Cu2+ / CuCl2)j (Cu2+ / Cu)j(Cu2+ / Cu) 0.0591 lg 0.159 0.0591 lg 0.484 (v) j(CuCl2/ Cu)j (Cu+ / Cu) j(Cu+ / Cu) 0.0591 lg Cu 0.515 0.0591 lg 0.190 (v) 反应 Cu2 Cu + 4 Cl 2 CuCl2 的平衡常数 K： lg K4.975 K9.4104 5根据题意 ，CrCl36 H2O 的式量为 52.00 33

26、5.45 6(21.008 16.00) 266.45 。 样品中CrCl36 H2O 的物质的量为 ： 0. (mol) 交换出的H离子的物质的量为 ：28.841030.14910. (mol) 则配离子所带电荷为 ： 2 所以该配离子应是 Cr (H2O)5Cl2 该 Cr () 配合物的化学式为 Cr(H2O)5ClCl2H2O 6AgI溶于KCN 溶液的反应 ：AgI 2 CN Ag (CN)2 I K 分子分母同乘以 Ag KKspAgI K稳 Ag(CN)2 1.510161.01021 1.5105 设在 1.0 L 0.10 molL1 KCN 溶液中可溶解 AgI mol ，则 1.5105 两边开方 387.3 解得 0.050 (mol L1) 在 1.0 L 0.10 molL1 KCN 溶液中可溶解 AgI 的质量为 ： 0.050 234.8 11.74 (g) 7AgBr溶于Na2S2O3 溶液的反应 ：AgBr 2 S2O32 Ag (S2O3)23 Br K 分子分母同乘以 Ag KKspAgBr K稳 Ag(S2O3)23 5.010132.41013 12 设在 1.0 L 1.0 molL1 Na2S2O3 溶液中可溶解 AgBr