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1、第十三章第十三章硼族元素硼族元素总体目标：总体目标：1.掌握硼单质、氢化物、卤化物和含氧化物的性质、用途和制备方法2。通过硼及其化合物的结构和性质，掌握缺电子化合物的成键特征3。掌握铝及其化合物的结构、性质和制备4.认识铍和铝的相似性各节目标：各节目标：第一节 硼单质及其化合物1。掌握硼单质的结构、化学性质、用途和制备方法2.掌握乙硼烷、硼酸（H3BO3）、硼砂和三卤化硼的性质、结构和制备方法3.通过硼及其化合物的结构和性质,掌握缺电子化合物的成键特点和桥键的形成第二节 铝单质及其化合物1。掌握铝及其化合物的主要性质和 AlCl3的结构，了解铝的提取和冶炼2。认识铍和铝的相似性，如金属单质、无
2、水卤化物、水合卤化物、氢氧化物第三节 镓、铟、铊了解镓、铟、铊单质及其重要化合物的性质习题一、选择题下列有关硼、铝性质的叙述，错误的是(）A。都是缺电子原子B。B(OH）3是弱酸，Al（OH)3是两性偏碱性C.其三卤化物分子都是平面三角形结构D。都是亲氧元素在下列 aAl2O3的制备方法中，不妥的是(）A。灼烧 Al（OH）3B。灼烧 Al（NO3）3C.高温电解 Al2(SO4）3D。金属铝在氧中燃烧下列铝的化合物不能用湿法制得的是（）A。Al2(CO3)3B.Al2(SO4)3C。AlCl3D。Al(Ac）34.以下矿物中含有铝的是(）A.冰晶石B.孔雀石C。白云石D.方铅矿5。下列化合物
3、属于缺电子化合物的是（)(吉林大学 无机化学例题与习题）A。BCL3B.HBF4C。B2O3D.NaAl（OH）46。在硼的化合物中，硼原子的最高配位数不超过 4，这是因为()A。硼原子半径小B。配位原子半径大C.硼与配位原子电负性差小D.硼原子无价层 d 轨道7.下列关于 BF3的叙述中，正确的是（）A。BF3易形成二聚体B。BF3为离子化合物C.BF3为路易斯酸D。BF3常温下为液体8。下列金属单质中，熔点最低的是（）（吉林大学无机化学例题与习题)A.CuB.ZnC。NaD.Ga9.下列化合物中，熔点最低的是(）（吉林大学无机化学例题与习题）A。BCl3B。CCl4C。SiCl4D。SnC
4、l410.下列物质中水解并能放出 H2的是()(吉林大学无机化学例题与习题)A.B2H6B。N2H4C.NH3D.PH311.下列化合物中不能稳定存在的是()（吉林大学 无机化学例题与习题)A.SbI3B。PI3C。AlI3D.TiI312。下列含氧酸中属于一元酸的是()(吉林大学无机化学例题与习题)A。H3AsO3B。H3BO3C。H3PO3D。H2CO313.下列物质中，酸性最弱的是（）(吉林大学无机化学例题与习题）A.H3PO3B.H2SC.H3BO3D。H5IO614.下列金属中,与硝酸反应得到产物的氧化数最低是（)A.InB.TlC。FeD.Bi15.下列金属中,氧化能力最强的是(）
5、(吉林大学无机化学例题与习题)A.NO2B。SO3C.B2O3D.Tl2O316.下列分子中，偶极矩最小的是(）(吉林大学无机化学例题与习题)A。B2H6B。SO2C.NCl3D。SF417。下列化合物中，氧化性与惰性电子对效应有关的是（)A.I2O5B。Tl2O3C。Mn2O7D。CrO318。与 NaCO3溶液反应生成碱式盐沉淀的离子是(）A。Al3+B。Ba2+C.Cu2+D。Hg2+19.氧化性最强的是()A。Al2O3B。Ga2O3C。In2O3D.Tl2O320.水解性最强的是()A。AlCl3B.AlBr3C。NaClD。KNO321。下列物质熔点最高的是（）A.单质硼B.金属铝
6、C.金属镓D。AlCl322。用电解法制备金属铅时，在 Al2O3中加入 Na3AlF6的作用是()A。使 Al2O3的熔化温度降低B。作为原料C。防止金属铝氧化D。加快反应速度23。下列关于乙硼烷的叙述中,不正确的是（）A。它是缺电子化合物B。围绕 BB 键可自由旋转C。分子中存在三中心二电子氢桥键D。它最终水解产物是氢气和硼酸24.硼酸与多元醇反应,生成配位酸，使其酸性(）A。减弱B。增强C.不变D.变化不定二、填空题1.最简单的硼氢化合物是，B 原子的杂化方式为；由于它属于化合物，B 与 B 存在碱。（吉林大学无机化学例题与习题)2.AlCl36H2O 加热后，产物是。3。由于铝,所以它
7、不溶于水。由于铝，所以它不与浓硝酸反应。铝与氢氧化钠溶液作用生成和。4.GaCl2是磁性物质,结构式应写成5.硼砂的化学式为,其为元碱.(吉林大学无机化学例题与习题)6。写出用稀硝酸处理金属铊的反应方程式。7。写出向 KI 溶液中加入 TlCl3溶液的反应方程式。8。无机苯的化学式为，其结构为，与的结构相似。9.硼酸为状晶体，硼酸分子之间以键结合,层与层之间以结合,故硼酸晶体具有性,可作为剂。10。放在手中能够融化的金属有，以液相存在的温度范围最大的是。(吉林大学无机化学例题与习题)11。硼酸与乙醇生成硼酸三乙酯的化学式，其火焰为色，以此可以鉴定硼酸。（吉林大学无机化学例题与习题）12.B2O
8、3与金属氧化物共熔生成的硼珠有特征的颜色，称为硼珠试验,如 CoO 的硼珠 Co（BO2）2为深蓝色,则 CuO 的硼珠为色，MnO 的硼珠为色，NiO 的硼珠为色,Cr2O3的硼珠为色，Fe2O3的硼珠为色。(吉林大学无机化学例题与习题）13.判断：化合物的热稳定性 Ga2O3Tl2O3 化学活泼性 a-Al2O3rAl2O3 酸性 Al(OH）3Ga（OH）3 酸性溶液中，氧化性 Ga2O3Tl2O3 In+和 Tl+在水中歧化的是14AlCl3在气态或 CCl4溶液中是体，其中有桥键.15.Ga3+与 F-配位时形成，与 Cl配位时形成。三、简答题TlOH 易溶而 TlCl 难溶；（吉林
9、大学无机化学例题与习题)BCl3的沸点比 AlCl3低(吉林大学无机化学例题与习题）CuCl2顺磁性而 InCl2为逆磁性。(吉林大学无机化学例题与习题）1.4.铝和硼有哪些相同和不同的性质？5 就铝盐和铝酸盐的生成和性质作一简单扼要的比较。就 Al2Cl6和 B2H6的结构作一比较.6.根据铝在酸性或碱性时的标准电极电势说明：(1）铝在酸、水、碱中溶解的可能性，以便确定铝在这些溶液中的稳定性.(2）实际上铝不溶于水中，但能溶于NH4Cl 或 Na2CO3的溶液中.四、计算题在铝盐溶液中滴加碱溶液，并充分搅拌,当刚有 Al（OH)3沉淀生成时,溶液中 Al3+离子浓度为 0。36mol/L，问
10、开始沉淀时溶液的 pH 值为多少？（已知 KspAl(OH)3=1。91033)？2。求饱和 Al(OH）3水溶液的 pH 值。（KspAl（OH）3=1.31033)3。在 pH=10 时,要使 0.10M 铝盐溶液不生成 Al(OH)3沉淀，NaF 浓度至少需要多大?参考答案一、选择题1.C2.C3.A4.A5.A6。D7。C8。D9.A10A11.D12.B13.C14。B15.D16。A17。B18。C19。D20.A21 A22。A 23。B24.B二、填空题1、乙硼烷，sp3，缺电子，三中心二电子氢桥健。2.Al（OH）Cl2+HCl。3表面有一层致密氧化膜覆盖，能被浓硝酸钝化，N
11、aAl(OH4）,H24。逆，GaGaCl45.Na2B4O7。10H2O二6.3Tl+4HNO3（稀）=3TlNO3+NO+2H2O7。TlCl3+3KI=TlI+I2+3KCl9。片，氢，分子间力，理解，润滑10.Cs 和 Ga11.(C2H5O）3B，绿12。蓝,紫，绿，绿，黄13.In+14.双聚体，氯三、简答题1.OH 变形小，与Tl+间极化作用差,TlOH 为离子化合物；Tl+半径较大，与间的离子键不强；所以 TlOH 易溶。Cl-变形性比 OH大，Cl-与半径大的 Tl+间有相互极化作用，TlCl 中共价成分较大；所以,TlCl 难溶。2。三氯化硼的共价性比三氯化铝强，而分子半径
12、比三氯化铝小,因而三氯化硼的沸点应比三氯化铝低3.CuCl2中的 Cu2+电子构型为 3d0，有一个单电子，因而 CuCl2为顺磁性.InCl2化合物是由 In+和 In3+构成，即可以写成 InInCl4，In+和 In3都无单电子，因而InCl2是反磁性的。4。答：Al 和 B 的价电子层结构都是 ns2np1,最高氧化态为+3，都是缺电子原子,都有桥状结构化合物，都有MX3卤化物和 M2O3氧化物。MX3是缺电子化合物，为路易斯酸，容易形成卤化物(如 AlCl3、BF3等）。这些卤化物也都容易水解。但两者金属性不同，Al 为金属，B 为非金属，Al(OH）3系两性，而 B(OH)3为酸.
13、5.答：Al、Al2O3或 Al（OH）3与酸作用都得铝盐(Al3+);与强碱作用,都生成铝酸盐（).铝盐和铝酸盐一般都溶于水，只要价结合的相反电荷离子无色，这些盐一般无色，它们都水解。Al3+水解使溶液显酸性,而水解使溶液显碱性。Al 为缺电子原子,它与 Cl2结合形成双聚分子而具有桥状结构。Al 原子进行 sp3杂化，每个 Al 原子与 3 个 Cl 原子形成 3 个 AlCl 键,还有一个 sp3空轨道可以接受来自 Cl 原子的孤对电子对,形成三中心四电子键，生成桥键配位化合物。这种桥键称卤桥键。B 也是缺电子原子,它与氢形成化合物时也必须形成组成为 B2H6的分子才能满足价轨道的需要。
14、两个 B 原子各以两个 sp3杂化轨道同两个 H 原子形成 2个 BH 键，这 4 个键在同一个平面之上，剩下的四个价电子在 2 个 B 原子和另外 2 个 H 原子之间垂直于上述平面的两个三中心两电子键，一个在平面之上，一个在平面之下，每个三中心键是由一个 H 原子和二个 B 原子共用价电子构成的，这种 BHB 三中心两电子键称为氢桥键.所以 Al2Cl6与 B2H6都是桥式结构，分子中卤桥键及氢桥键也都是三中心键。但由于 Cl 原子对由孤电子对，H 原子没有；Al 的原子半径比 B 大,Cl 的原子半径比氢大，Cl 桥键的键长比 BH 桥键的键长长一些，键能则弱一些.AlClAl 桥键同
15、B-HB 桥键都是离域键,但前者有配键性质。6.答：（1）有关标准电极电势如下：Al3+3e=AlEA0=-1。66VH2AlO3+H2O+3e-=Al+4CHEB0=1.66V2H+2e-=H2EA0=0.00V2H2O+2e=H2+2OHEB0=0。828V由此可见无论在酸、水或碱中 Al 都是不稳定的，容易置换溶液中的 H+使之成为 H2而自身被氧化为 Al（)。但事实上铝却不与水反应，这是由于铝在空气中放置时表面被氧化生成一层致密的 Al2O3氧化膜,它不能被水溶解，因而隔绝了与水的进一步接触而使之作用。（2）Al 之所以溶解于 NH4Cl 和 Na2CO3溶液中,乃是由于：NH4+H
16、2O=NH3 H2O+H+CO32+H2O=HCO3+OH-在上述水解反应中产生了 H+或 OH，而 Al2O3膜是两性的，既可溶于酸，又可溶于碱，所以 Al2O3膜可与水解产生的 H+或 OH作用并被溶解.失去 Al2O3覆盖层之后的 Al，便很容易在溶液中反应并被溶解。四、计算题：解:Al3+OH-3=1。91033Al3+=0.36mol/LpOH=10.76pH=14-pOH=3.24答:开始沉淀时溶液的 pH 值为 3.24.2。解：设 Al（OH)3饱和溶液的摩尔浓度为 x，则:Al3+OH3=KspAl(OH)3即 x(3x)3=1.3103327 x4=1。310-33x=2。
17、610-9OH-=32.6109=7.810-9107即 Al（OH）3在水溶液中产生的 OH-浓度比水电离出的 OH-浓度少许多倍，基本上不影响水的电离，故 Al（OH)3水溶液的 pH 值就是水的 pH 值,等于 7。3.解：已知 KspAl(OH）3=1.31033K稳AlF63-=6.91019Al3+3 OHAl(OH)3Al3+6F-AlF63-当 pH=10 时，H+=10-10M，则OH-=104M如在此条件下不生成 Al（OH)3沉淀,则Al3+=Ksp/OH3(1。310-33)/10431。31021 M又 K稳=AlF63-/(Al3+F6）F-6=AlF63-/(Al3+K稳)F=0。10/（1。310-216。91019）1/6=1.0M故若要不生成 Al(OH）3沉淀则 F-1。0M。