中山大學無機化學第11章氧族元素習題及答案_第1頁
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文檔簡介

11一、選擇題下列氧化物酸性最強的是:()(A)(C)答案:D

AsO4 10SO3

(B)N2O5(D)Cl2O75下列關于硫元素性質(zhì)的敘述中錯誤的是:()單質(zhì)硫既可作氧化劑,也可作還原劑硫有多種同素異形體由于硫有d6CS2和CO2都是非極性分子,因CS2比CO2的熔、沸點高,故C=S的鍵能要比C=O的大。答案:D22 2在Na2S,NaS,Na2SO3,NaSO22 2有臭雞蛋氣味的氣體和黃色沉淀產(chǎn)生的則可判斷該物質(zhì)為:()(A)(B)(C)(D)答案:B

NaS2NaS22NaSO2 3NaSO22 3SnS在下列哪種溶液中溶解:()Na2SNaOH答案:C

NaS22(NH)S42下列有關硫代硫酸鈉的性質(zhì)正確的是:()在酸中不分解在溶液中可氧化非金屬單質(zhì)4與碘反應得SO2-4答案:D下列哪個方程式表示了制備過硫化氫的最合理方法:()(A)

S2-2

+2H

HS2 22 (B)4H2 +S8 4H2 2 (C)2H+ + 2S2- HS +2 2 2 (D)NaOH+2H2SHS +NaH+H2 2 答案:A下列關于(NH4)2S2O8的敘述正確的是:()4有Ag+存在時,使Mn氧化為MnO-42有Ag+存在時,使Cr氧化為2

O2-7能使紙張?zhí)炕鸢福篋下列含氧酸中,哪一種酸性最弱:()氯酸 (B)碳酸(C)碲酸 (D)亞磷答案:C11-9()NH33CO2-33ClF3BF3答案:C對于下列各物質(zhì)的分子構(gòu)型正確的是:()XeO4分子構(gòu)型為平面四方形4422

分子構(gòu)型為四面體分子構(gòu)型為直線形XeO3答案:C二、計算題和問答題11-11O11-11大氣中臭氧是怎樣形成的?哪些污染物引起臭氧層的破壞?如何鑒別特征反應?解:O +O+O (<242nm)(1)2

3,它有什么O+O O2 322(2)氟氯烴:CFCl3,CFCl2等,以及氮氧化物:NO2,NO等可引起臭氧層的破壞如NO2 ,CFCl2對臭氧層的破壞反應22CFCl2

+CFCl +Cl (<221nm)2Cl +O3

ClO +O2ClO +OCl +O2O +OO +O即 3 2 2NO +NO+O (<426nm)2NO+O3

NO +O2 2NO +ONO+O2 2O +OO +O即 3 2 2所以Cl原子或NO2分子能消耗大量O3。鑒別O3顯藍色,即證明有O3,其反應式為2I- +O3

+2H+ I2

+O +H O2 2或2KI+O3 +H2O2KOH+I2 +O2點評:大氣中的臭氧主要是被Cl自由基所破壞,而不是F。11-12解:

SO2與

的漂白機理有什么不同?22SO2的漂白作用是由于SO2能和一些有機色素結(jié)合成為無色的加合物;而Cl22

的漂白作用2是由于Cl2

可與水反應生成HClO,HClO是一種強氧化劑,它分解出的原子氧能氧化有機色素,使其生成無色產(chǎn)物,屬于氧化還原作用。把H2S和SO2氣體同時通入NaOH 溶液中至溶液呈中性,有何結(jié)果解:結(jié)果產(chǎn)生了Na2S2O3,主要反應方程式如下:NaOH+SO2

NaHSO3NaOH+H

SNaHS+H O2 22NaHS+4NaHSO3

3Na

SO2 2

+3HO2為什么在FeSO4

0.1molL-1H中,通入2 得不到FeS沉淀?若要得到H沉淀,溶液中的H+離子濃度應小于若干molL-1?K 3.71019已知sp,FeS解:

,H+2S2-1.11024FeS(s)

+S2-

K Fe2+2-Fe2+ sp在Fe2+=0.1mol-1溶液中,若生成FeS沉淀,2Fe2+ spK2- spK

3.71019 3.71018

molFe2+又因為H2S

0.12H+ +S2-H+2S2-2K S2所以 2

, H+2S2-HSKKHSS2-2若得到FeSKHSS2-21.110241.110243.710-182.97107H+

5.45104

mol由Fe2+

+ HSFeS + 2H2

知反應比1122.73104

2.73104

5.45104即:在該體系中,若有大于2.73104mol的Fe2+

H+就大于5.45104mol0.1mol

4溶液中通入HS得不到FeS2沉淀,但控制溶液pH2

值,使H+5.45104mol-1,即可得到FeS沉淀。3在酸性KIO溶液中加入Na2S2O3,有什么反應產(chǎn)生?3解:3有碘析出。因酸性條件下IO-氧化能力很強,而Na2S2O3是中等強度還原劑,兩者相遇,333IO-可被還原為I-。在酸性介質(zhì)中,I-遇未反應的IO-,則產(chǎn)生I2。反應方程式如下:336SO2 3

+6H+ +IO-3

3S

O4 6

+I- +3H O25I- +IO-3

+6H+3I2

+3H O2解:: 0.14V : 0.45VS2

S/S2-2HS有中等還原性;堿性介質(zhì)中,S2-還原行更強,它們均可被空氣中的2Og2

氧化(

AO/HO2 2

1.23V, BO/H2 2

0.401V

,析出

沉淀,

Na2

溶液中還會繼續(xù)反應生成更多硫化物,具有氧化性:2HS+O2

==2S +2H O22S

+O +2HO==2S +4OH2 2S2- +xS==S2x1

黃色-深紅色HS

Sg HS2 水溶液還具有強揮發(fā)性,易逸出2 。因此,實驗室不能長久保存2 水溶液和Na2SSO2-/SO

水溶液。亞硫酸鈉水溶液呈堿性,具有強還原性:0.92V4 3Og

SO

SO

2SO2- +

+4OH-==2SO2-

+2H O空氣中的2

很易把

3氧化為 4: 3 2 4 24因此,放置后的Na2SO3水溶液中含有SO2-,故不宜久存。4點。解:據(jù)MO法,O

,O

,O

,O+和O2+的分子軌道式為:2 2

2 2 22

2 1O:

22

22

2p 2py y

2s 2px

2 2p 2p z z 22

2 22p 2p2p2pO-: 22 22

y y2 1s 1s 2s

2s 2px

2 2p 2pzz 22

2 2O2-:

22

22

2p 2py y2 1s 1s 2s

2s 2px

22p

2p 22

2 0O+: 22 22

2p 2py y2 1s 1s 2s

2s 2px

2 12p 2pz z 22

2 0O2+:2

221s

22 2py 2py220x 2p 2pz z分子或離子實例分子或離子實例O O2 2O-2NaO2 2O2-2O+2KO,PbO2 2O+PtF26O2+2因O2的II1 2 太大,故O2+2難生成鍵級鍵長/pm 磁性2121順1.5166順1149逆2.5112順3逆臭氧是唯一有偶極矩的單質(zhì),請根據(jù)臭氧的結(jié)構(gòu)特點比較臭氧與氧性質(zhì)的差異。解:O g

sp2 43 的中心氧原子作 雜化,總成鍵 3,V型分子:OO OO3其中O-O鍵級約為1.5。O3分子中有4離域鍵,它是由中心氧原子提供2個電子,2個端基氧原子各提高1個電子,電荷分布不平衡,即中心原子為δ+,2個端基氧原子連線的3中點為δ-,故電偶極矩μ0,約為0.58D

O g,3

O2性質(zhì)OO32原因鍵長/pm127.8>121鍵級O 1.5性質(zhì)OO32原因鍵長/pm127.8>121鍵級O 1.5鍵級O32水溶度/moldm-3494>49.1OO有2個成單電子32磁矩/B.M.0<2.83OO有2個成單電子32電偶極矩μ/D0.58>0見O3,2的結(jié)構(gòu)O熔點/K80>54.6分子變形性O3O2,且3為極性分子O沸點/K161>90O2為非極性分子,故分子間力3O O2氧化性OO因為大鍵反應活性高3>2回答下列問題,并說明理由:2 2 2 SOxHO是良好的還原劑,濃HSO2 2 2 22解:

S分別通入Cu2+

,Fe3+溶液中,將發(fā)生什么反應?(1)由酸性介質(zhì)的G/FZ

SOxHO和HSO之間中間氧化態(tài)物質(zhì)2 2 2 H2S2O62 2 2 SO2 6

SO2

O+SO2

2- 4,而其逆過程缺非自發(fā)。即使是濃

2SO4,氧化性增強,但3其還原產(chǎn)物通常是SO2-,而SO23

2O的氧化產(chǎn)物通常是SO2-,故兩者混合觀察不到發(fā)生4反應。4(2)

Cu

=0.345V Fe3+/Fe2+

=0.77V =0.14VS/HS2 K 61036 K spCuS spFeSKaH1 2

1.3107

aH2 2

7.110154(I)SO2-與4

2+溶液的反應:

2K K2Cu

+HS(aq)==CuS(s)+2H+2

K a1K 1

a 1.541014若<1>

Cu2+ +

spCuSS(aq)==Cu(s)+S(s)+2H+ K2Cu2+/Cu

H2

0.3450.140.205V若<2>

n 22.205 0.059 0.059K K<1<12(II)HS與Fe溶液的反應:2若<1>2Fe3+ +

S(aq)==2Fe2+ +S(s)+2H+ K2 1Fe3+/Fe2+

S/HS2

0.770.140.63VlgK n 20.6321.36

2.310211 0.059 0.059 1若<2>Fe2+ +

S(aq)==FeS+2H+ K2 2K K1K a 1

2.5103KspFeS1+<2> 2,得:<3> 2Fe3+ +3HS(aq)==2FeSs+Ss+6H+ K2K K3 1

K2

2.31021

2.5103

31.41016K反應<3>可視為反應<1>與<2>的耦聯(lián)。

3很大,且實驗證明反應速率也很大,因此反應<3>是實際發(fā)生的反應。(注:

Cotton

認為先生成

FeS23

FeS,2,

2FeSs+S。見F.A.Cotton (下440)怎樣鑒定H2O2及O3解:H酸性介質(zhì)中,

2O2

KCrO2 2

7

CrOO22,可用于鑒定H2O2:CrO2-2 7

+4HO2 2

+2H+==2CrO22

+5H

O(Cr2

O2-與O7

不反應)3

溶于乙醚或戊醚若無乙醚或戊醚,則

CrOO2

2迅速分解:4CrOO22

+12H+==4Cr3+7O2

+6HO2Og I O I NaSO酸性介質(zhì)中,KI與3 反應,生成2和2,所生成的2可用標準 22 3溶液滴定,此反應可鑒定并定量鑒定O3:2KI+HSO2 4

+Og==I3

+O +KSO2 2

+HO2I +2

O2-2 3

==2I- +

O2-4 6

連四硫酸根注:O3只有氧化性,而H2O2既有氧化性,又有還原性,例如:5HO2

+2MnO-4

+6H+

==2Mn

+5O2

+

2O。而O3與KMnO4不反應。解釋以下問題:焦硫酸鹽常常可用作熔礦劑。不存在焦硫酸鹽的水溶液。2不能用硝酸和FeS作用制備HS。2油畫久置后色澤變暗、發(fā)黑,但用H2O2處理后又恢復色彩。氯化亞硫酰SOCl2既是Lewis酸,又是Lewis堿。2(6)S-O鍵級按照2

,OSCl2,OSBr2的順序而降低。解:焦硫酸鹽MS2O7可視為含有SO3,在受熱時分解出SO3SO3性氧化物,而多數(shù)金屬氧化物是堿性,故可用焦硫酸鹽作“熔礦劑MSO2

s==M2+ +SO2-4

+SO3

SO +MO==MSO3 4焦硫酸鹽溶于水時,起初是溶解吸熱,繼而S2O 水解放熱:72-7SO2 7

+HO==2HSO-2 4所以不存在焦硫酸鹽的水溶液。因HNO3FeS與H+作用生成的H2S將被作用HNO3氧化:2HS+2HNO ==3S +2NO +4H O2 3 2HS應改用非氧化性酸如鹽酸或稀硫酸制備2 :FeSs+

SO2-2 2 4

==H

S FeSO2 2 2

2+ HPb,久置中與空氣中的2Pb

反應生成

PbSs

而變暗、發(fā)黑:Pb2+ +HS==PbS黑色+2H2PbSO4,使油畫恢復色彩:

HO具有氧化性,可把PbS氧化為白色的PbSs+4HO2 2

==PbSO4

s+4HO2

SOCl2

+SOCl2

=SOCl-3

+SOCl+ 自偶電離2 其中S有3d空軌道,故SOCl是Lewis酸;而S原子上有孤對電子,故SOCl又是2 SOX2的結(jié)構(gòu)如右所示。SXSO X對共價鍵能的貢獻來三個方面:<1>共價能:成鍵原子軌道重疊面積,則共價能。<2>電負性能:成鍵兩元素電負性,則電負性能。<3>馬德龍能:鍵極性,則馬德龍能。在上述三種化合物分子中,對于SO鍵,第<1>、<2>個因素相同,僅第<3>個因素不同,Cl>BrFCl>Br

S ,故SOX 分子中

δ+SXδ

,且SX鍵極性是2OSF22

OSCl2

OSBr2

S原子帶正電荷程度是

OSF2

OSCl2

OSBr2

,因此δ+SXδ

OSF鍵德極性及相應德馬德龍能大小順序為 2

OSCl2

OSBr2

,這也就是OSX2鍵級和鍵能的大小順序。44因。解:

TeCl的熔點是487K ,其晶體是分子型晶體,但在熔融態(tài)下可導電,試分析其原4熔融態(tài)的TeCl42TeCl4

==TeCl3

+TeCl-5Te雜化態(tài) sp3d2 sp3 sp3d2實驗室為了分析某樣品中Mn2+

NH4

S2O8作氧化劑將Mn2+氧化成MnO-4

,之后再用標準Na2C2O4溶液滴定MnO-

4,試設計合理的分析方法并寫出有關反應4式。解:(1)往試樣溶液加入少量稀H

2SO4

AgNO

3溶液和過量的

NH4

SO2 8溶液,是試樣中的Mn2+都被SO2-氧化為MnO-:2 8 42Mn2+ +

O2 8

+8H

O==2MnO-2 4

+10SO2-4

+16H+加熱煮沸上述溶液,使過量的S2O 水解而被除去:82-8SO2 8

+H O==2HSO-2 4

+1/2O2

NaC2 2

4溶液滴定上述溶液中的

MnO-,可測得原樣品中Mn2+含量

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