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文檔簡介

1、第十三章硼族元素4. 以下礦物中含有鋁的是 ( )總體目標:1. 掌握硼單質、氫化物、鹵化物和含氧化物的性質、用途和制備方法2. 通過硼及其化合物的結構和性質,掌握缺電子化合物的成鍵特征3. 掌握鋁及其化合物的結構、性質和制備4. .認識鈹和鋁的相似性各節目標:第一節硼單質及其化合物1. 掌握硼單質的結構、化學性質、用途和制備方法2. 掌握乙硼烷、硼酸(H3BO3)、硼砂和三鹵化硼的性質、結構和制備方法3. 通過硼及其化合物的結構和性質,掌握缺電子化合物的成鍵特點和橋鍵的形成第二節鋁單質及其化合物1. 掌握鋁及其化合物的主要性質和AlCl3的結構,了解鋁的提取和冶煉2. 認識鈹和鋁的相似性,如

2、金屬單質、無水鹵化物、水合鹵化物、氫氧化物第三節鎵、銦、鉈了解鎵、銦、鉈單質及其重要化合物的性質習題一、選擇題1 .下列有關硼、鋁性質的敘述,錯誤的是()A.都是缺電子原子B.B(OH)3是弱酸,Al(OH)3是兩性偏堿性C.其三鹵化物分子都是平面三角形結構D.都是親氧元素2 .在下列aAI2Q的制備方法中,不妥的是()A.灼燒Al(OH)3B.灼燒Al(NO3)3C.高溫電解Al2(SO)3D.金屬鋁在氧中燃燒3 .下列鋁的化合物不能用濕法制得的是()A.Al2(CO3)3B.Al2(SO4)3C.AlCl3D.Al(Ac)3A.冰晶石B.孔雀石C.白云石D.方鉛礦5.下列化合物屬于缺電子化

3、合物的是()(吉林大學無機化學例題與習題)A.BCL3B.HBF4C.B2O3D.NaAl(OH)46.在硼的化合物中,硼原子的最高配位數不超過4,這是因為()A.硼原子半徑小B.配位原子半徑大C.硼與配位原子電負性差小D.硼原子無價層d軌道7.下列關于BF3的敘述中,正確的是()A.BF3易形成二聚體B.BF3為離子化合物C.BF3為路易斯酸D.BF3常溫下為液體8.下列金屬單質中,熔點最低的是()(吉林大學無機化學例題與習題)A.CuB.ZnC.NaD.Ga9.下列化合物中,熔點最低的是()(吉林大學無機化學例題與習題A.BCl3B.CCl4C.SiClD.SnCl10.下列物質中水解并能

4、放出H2的是(吉林大學無機化學例題與習題A.B2H6B.N2H4C.NH3D.PH11.下列化合物中不能穩定存在的是(吉林大學無機化學例題與習題)A.SbI3B.PI3C.AlID.TiI12.下列含氧酸中屬于一元酸的是(吉林大學無機化學例題與習題A.H3AsO3B.H3BO3C.H3PO3D.H2CO313.下列物質中,酸性最弱的是()(吉林大學無機化學例題與習題A.H3PO3B.H2SC.H3BO3D.H5IO614.下列金屬中,與硝酸反應得到產物的氧化數最低是()A.InB.TlC.FeD.Bi15.下列金屬中,氧化能力最強的是(吉林大學無機化學例題與習題)A.NO2B.SO3C.B2O

5、3D.Tl2O316.下列分子中,偶極矩最小的是(吉林大學無機化學例題與習題A.B2H6B.SO2C.NClD.SF17.下列化合物中,氧化性與惰性電子對效應有關的是()A.I2O5B.Tl2O3C.Mn2O7D.CrO18 .與NaCO§液反應生成堿式鹽沉淀的離子是A.Al 3+B.Ba2+C.Cu2+D.Hg2+19 .氧化性最強的是(A. Al 2QB. Ga2QC. In2QD. Tl2020 .水解性最強的是(A. AlCl 3 B. AlBrC. NaClD. KNO21 .下列物質熔點最高的是(A.單質硼 B. 金屬鋁C. 金屬錢D. AlCl22.用電解法制備金屬鉛時

6、,ALQ中加入NaAlFe的作用是(A.使AI2O的熔化溫度降低B.作為原料C.防止金屬鋁氧化D.加快反應速度23 .下列關于乙硼烷的敘述中,不正確的是A.它是缺電子化合物B.圍繞B- B鍵可自由旋轉C.分子中存在三中心二電子氫橋鍵D.它最終水解產物是氫氣和硼酸24 .硼酸與多元醇反應,生成配位酸,使其酸性()A.減弱B.增強C.D.變化不定二、填空題1 .最簡單的硼氫化合物是,B原子的雜化方式為;由于它屬于一化合物,B與B存在堿。(吉林大學無機化學例題與習題)2 .AlCl3?5HO加熱后,產物是。3 .由于鋁,所以它不溶于水。由于鋁,所以它不與濃硝酸反應鋁與氫氧化鈉溶液作用生成和。4 .G

7、aCl2是磁性物質,結構式應寫成5 .硼砂的化學式為,其為元堿。(吉林大學無機化學例題與習題)6 .寫出用稀硝酸處理金屬鎧的反應方程式。7 .寫出向KI溶液中加入TlCl3溶液的反應方程式。8 .無機苯的化學式為,其結構為,與的結構相似。9 .硼酸為狀晶體,硼酸分子之間以鍵結合,層與層之間以H合,故硼酸晶體具有性,可作為劑。10 .放在手中能夠融化的金屬有,以液相存在的溫度范圍最大的是。(吉林大學無機化學例題與習題)11 .硼酸與乙醇生成硼酸三乙酯的化學式,其火焰為色,以此可以鑒定硼酸。(吉林大學無機化學例題與習題)12.B2Q與金屬氧化物共熔生成的硼珠有特征的顏色,稱為硼珠試驗,如CoO勺硼

8、珠Co(BO)2為深藍色,則CuO的硼珠為色,MnO的硼珠為色,NiO的硼珠為色,C2Q的硼珠為色,FeQ的硼珠為色。(吉林大學無機化學例題與習題)13.判斷:化合物的熱穩定性GaQTl2Q化學活潑性a-Al2O3r-AI2O3酸性Al(OH)3Ga(OH)3酸性溶液中,氧化性GaOTl2QIn+和Tl+在水中歧化的是14AlCl3在氣態或CCl4溶液中是體,其中有橋鍵。15.Ga3+與F配位時形成,與Cl-配位時形成。三、簡答題TlOH易溶而TlCl難溶;(吉林大學無機化學例題與習題)BCl3的沸點比AlCl3彳氐(吉林大學無機化學例題與習題)CuCl2順磁性而InCl2為逆磁性。(吉林大學

9、無機化學例題與習題)1.4.鋁和硼有哪些相同和不同的性質?5 .就鋁鹽和鋁酸鹽的生成和性質作一簡單扼要的比較。就Al2Cl6和的結構作一比較。6 .根據鋁在酸性或堿性時的標準電極電勢說明:(1)鋁在酸、水、堿中溶解的可能性,以便確定鋁在這些溶液中的穩定性。(2)實際上鋁不溶于水中,但能溶于NH4Cl或Na2CO3的溶液中。四、計算題1 .在鋁鹽溶液中滴加堿溶液,并充分攪拌,當剛有Al(OH)3沉淀生成時,溶液中Al3+離子濃度為0.36mol/L,問開始沉淀時溶液的pH值為多少?(已知KspAl(OH)3=1.9X10-33)?2 .求飽和Al(OH)3水溶液的pH值。(KspAl(OH)護1

10、.3X10-33)3 .在pH=10時,要使0.10M鋁鹽溶液不生成Al(OH)3沉淀,NaF濃度至少需要多大?一、選擇題1.C2.C3.A4.A5.A6.D7.C8.D9.A10A11.D12.B13.C14.B15.D16.A17.B18.C19.D20.A21A22.A23.B24.B二、填空題1、乙硼烷,sp3,缺電子,三中心二電子氫橋健。2.Al(OH)Cl2+HCl。3表面有一層致密氧化膜覆蓋,能被濃硝酸鈍化,NaAl(OH4),H24 .逆,GaGaCl45 .Na2B4O7.10H2O二6.3Tl+4HNO3(稀)=3TlNC3+NOt+2H2O7.TlCl3+3KI=TlI;

11、+12+3KC19. 片,氫,分子間力,理解,潤滑10. Cs 和 Ga11. (C 2H5C)3B , 綠12. 藍,紫,綠,綠,黃13. (1) ><(4)vIn14.雙聚體, 氯三、簡答題1.OH-變形小,與T1+間極化作用差,TlOH為離子化合物;T1+半徑較大,與間的離子鍵不強;所以TlOH易溶。C變形性比OH*:,C與半徑大的T問有相互極化作用,TlCl中共價成分較大;所以,TlCl難溶。2 .三氯化硼的共價性比三氯化鋁強,而分子半徑比三氯化鋁小,因而三氯化硼的沸點應比三氯化鋁低3 .CuCl2中的Cu2+電子構型為3d0,有一個單電子,因而CuCb為順磁性。InCl2

12、化合物是由In+和In3+構成,即可以寫成InInCl4,In+和In3都無單電子,因而InCl2是反磁性的。4 .答:Al和B的價電子層結構都是ns2np1,最高氧化態為+3,都是缺電子原子,都有橋狀結構化合物,都有MX鹵化物和MQ氧化物。MX是缺電子化合物,為路易斯酸,容易形成鹵化物(如AlCl3、BF3等)。這些鹵化物也都容易水解。但兩者金屬性不同,Al為金屬,B為非金屬,Al(OH)3系兩性,而B(OH%為酸。5 .答:Al、Al2O3或Al(OH)3與酸作用都得鋁鹽(Al3+);與強堿作用,都生成鋁酸鹽(AlO力。鋁鹽和鋁酸鹽一般都溶于水,只要價結合的相反電荷離子無色,這些鹽一般無色

13、,它們都水解。Al3+水解使溶液顯酸性,而AlOT水解使溶液顯堿性。Al為缺電子原子,它與Cl2結合形成雙聚分子而具有橋狀結構。Al原子進行sp3雜化,每個Al原子與3個Cl原子形成3個AlCl仃鍵,還有一個sp3空軌道可以接受來自Cl原子的孤對電子對,形成三中心四電子鍵,生成橋鍵配位化合物這種橋鍵稱鹵橋鍵。B也是缺電子原子,它與氫形成化合物時也必須形成組成為RH的分子才能滿足價軌道的需要。兩個B原子各以兩個sp3雜化軌道同兩個H原子形成2個BH。鍵,這4個。鍵在同一個平面之上,剩下的四個價電子在2個B原子和另外2個H原子之間垂直于上述平面的兩個三中心兩電子鍵,一個在平面之上,-個在平面之下,

14、每個三中心鍵是由一個H原子和二個B原子共用價電子構成的,這種BH-B三中心兩電子鍵稱為氫橋鍵。所以A12C16與都是橋式結構,分子中鹵橋鍵及氫橋鍵也都是三中心鍵。但由于Cl原子對由孤電子對,H原子沒有;Al的原子半徑比B大,Cl的原子半徑比氫大,Cl橋鍵的鍵長比B-H橋鍵的鍵長長一些,鍵能則弱一些。AlClAl橋鍵同B-H-B橋鍵都是離域鍵,但前者有配鍵性質。a0=-1.66V6.答:(1)有關標準電極電勢如下:Al3+3e=AlHAlO3-+HO+3e-=Al+4CHEb0=-1.66V2H+2e=H:=0.00V2HO+2e= H2+2OHb0=-0.828V由此可見無論在酸、水或堿中Al

15、都是不穩定的,容易置換溶液中的 H使之成為H而自身被氧化為Al(田)。但事實上鋁卻不與水反應,這是由于鋁在空氣中放置時表面被氧化生成一層致密的ALQ氧化膜,它不能被水溶解,因而隔絕了與水的進一步接觸而使之作用。(2)Al之所以溶解于NHCl和NaCO溶液中,乃是由于:NH+H2O=NH?H2O+H+CO2-+H2O=HC3O+OH在上述水解反應中產生了H+或OH,而Al2Q膜是兩性的,既可溶于酸,又可溶于堿,所以Al2O3膜可與水解產生的H+或OH用并被溶解。失去Al2O3覆蓋層之后的Al,便很容易在溶液中反應并被溶解。四、計算題:L解:Al3+OH-3=1.9X10-33Al3+=0.36mol/L19M10"19M1073OH=3pOH=-lg3;=10.76pH=14-pOH=3.240.36.0.6答:開始沉淀時溶液的pH值為3.24。2 .解:設Al(OH)3飽和溶液的摩爾濃度為x,則:Al3+OH-3=KspAl(OH)3即x73x)3=1.3X10-3327x4=1.3X10-33x=2.6X10-9.OH=3X2.6X109=7.8X10-9<10-7即Al(OH)3在水溶液中產生的OHM度比水電離出的OHM度少許多倍,基本上不影響水的電離,故Al(OH)3水溶液的pH值就是水的pH值,等于7。333 .解:已知KspAl(O

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