元素化學(xué)：d區(qū)金屬（3）

1、例1： 1、右圖是Au-CN-H2O體系的電勢(shì)-pH圖，在該圖中電對(duì)Au3+/Au(CN)2-的電極電勢(shì)隨pH值的升高而增大。請(qǐng)說明原因。 2、已知(O2/H2O)=1.229 V，(Au+/Au)=1.69 V，(Zn2+/Zn)=-0.760 V，Ka(HCN)=4.9310-10，K穩(wěn)(Au(CN)2-)=2.001038，K穩(wěn)(Zn(CN)42-)=5.011016，請(qǐng)通過平衡常數(shù)計(jì)算說明金的冶煉反應(yīng)的反應(yīng)趨勢(shì)。 3、設(shè)配制的NaCN 水溶液的濃度為1.00 10-2 mol/L、生成的Au(CN)2-配離子的濃度為1.0010-4 mol/L、空氣中O2 的體積分?jǐn)?shù)為0.210，計(jì)算

2、該條件下溶液中的pH值以及金溶解反應(yīng)此時(shí)的電動(dòng)勢(shì)。 4、已知3Au+=Au3+2Au歧化反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.001013，請(qǐng)計(jì)算在上述條件下Au3+的濃度,1、Au3+2e-+2HCN=Au(CN)2-+2H+；根據(jù)能斯特公式，該圖中電對(duì)Au3+/Au(CN)2-的電極電勢(shì)隨pH值的升高而增大。 2、冶煉反應(yīng)：（1）4Au+O2+8CN-+2H2O=4Au(CN)2-+4OH- （2）2Au(CN)2-+Zn=2Au+Zn(CN)42- (Au(CN)2-/Au)=(Au+/Au)-0.0592lgK穩(wěn)(Au(CN)2-)=-0.5774 (O2/OH-)=(O2/H2O)-0.0592pH=

3、0.4002(V) K(1)=1.141066， (Zn(CN)42-/Zn)=(Zn2+/Zn)-0.0296lgK穩(wěn)(Zn(CN)42-)=-1.254 K(2)=7.381022。 3、CN-+H2O=OH-+HCN；Kb(CN-)=2.0310-5， CN-=1. 00 10-2-2. 00 10-4-x；OH-=1. 00 10-4+x HCN=x；列式得到x=4.0010-4 ；pH=10.70 (O2/H2O)=0.5855 (V) CN-=1. 00 10-2-2. 00 10-4-x=9.610-3 (Au(CN)2-/Au)=(Au(CN)2-/Au)+0.0592lgAu

4、(CN)2-/CN-2=-0.5753(V)；E=1.1608（V） 4、Au3+2Au+6CN-=3Au(CN)2-；K(3)=8.0010101 Au3+=1.6010-102,例2：把銅粉放入裝有濃氨水的試管中，塞緊試管塞，震蕩后發(fā)現(xiàn)試管塞越來越緊，且溶液逐漸變成淺黃色（近乎無色）溶液A，打開試管塞后，溶液迅速變成藍(lán)色溶液B。試回答： 1、寫出上述涉及的化學(xué)方程式。 2、從結(jié)構(gòu)上解釋A和B顏色的差異。指出A和B中形成體的雜化方式。 3、上述反應(yīng)可能有何應(yīng)用？ 4、若將銅粉換成氧化亞銅，現(xiàn)象是否一樣,1、略。 2、3d9與3d10的差異。sp和dsp2雜化。 3、制備能溶解纖維的Cu(NH

5、3)42+溶液和吸收CO的Cu(NH3)2+溶液。測(cè)定空氣中的氧含量。 4、瓶塞會(huì)越來越緊，溶液淺藍(lán)色，其余現(xiàn)象相同,例3：業(yè)已發(fā)現(xiàn)許多含金的化合物可以治療風(fēng)濕癥等疾病，引起科學(xué)家廣泛興趣。在吡啶的衍生物2,2聯(lián)吡啶（代號(hào)A）中加入冰醋酸與30%H2O2的混合溶液，反應(yīng)完成后加入數(shù)倍體積的丙酮，析出白色針狀晶體B（分子式C10H8N2O2）。B的紅外光譜顯示它有一種A沒有的化學(xué)鍵。B分成兩份，一份與HAuCl4在溫?zé)岬募状贾蟹磻?yīng)得到深黃色沉淀C。另一份在熱水中與NaAuCl4反應(yīng)，得到亮黃色粉末D。用銀量法測(cè)得C不含游離氯而D含游離氯7.18%，且D的相對(duì)分子質(zhì)量比C小36.46。C和D中金的

6、配位數(shù)都是4，且C、D中都存在7原子環(huán)。 1、畫出A、B、C、D的結(jié)構(gòu)式。 2、在制備B的過程中加入丙酮起什么作用？ 3、給出用游離氯測(cè)定值得出D的化學(xué)式的推理和計(jì)算的過程,1、 A： B： C： D： 2、丙酮的作用是降低B在水中的溶解度。 3、D的相對(duì)分子質(zhì)量491.5，設(shè)n為D中游離氯離子數(shù)，x為D中游離氯離子含量，則：35.5n/491.5x/100 用嘗試法，當(dāng)n1 x7.22% 與實(shí)驗(yàn)值7.18%相近，表明D的外界有一個(gè)游離氯離子,例4：銀的化合物主要表現(xiàn)為+1價(jià)，只有少數(shù)銀化合物表現(xiàn)為+2，+3價(jià)。氟在一定溫度下與AgCl反應(yīng)可以得到AgF2（反應(yīng)一），AgF2是一種很強(qiáng)的氟化劑

7、，可以將碳?xì)浠衔锓?，如將AgF2與奈在225-330oC下反應(yīng)，可得到一含氟量為74.0%的液體X（反應(yīng)二），用臭氧氧化AgNO3溶液可得到一黑色沉淀AgO（反應(yīng)三），將K2S2O8的弱堿性溶液與與沸騰的AgNO3 溶液也可以得到AgO（反應(yīng)四）。 1、寫出Ag2+的電子排布式。 2、寫出反應(yīng)一、二、三、四的方程式。 3、Ag2+不能存在于水溶液中，其可能的原因是什么？ 4、吡啶-2-甲酸存在下，用S2O82-與Ag+反應(yīng)，可生成一中性四配位Ag()化合物，寫出反應(yīng)的方程式，并畫出生成物的結(jié)構(gòu)，指出形成體的雜化方式。 5、將AgF2在CCl4中處理S4N4可以得到(SNF)4，試畫出(SN

8、F)4分子的路易斯結(jié)構(gòu)式（不要求立體結(jié)構(gòu),1、 Kr 4d9， 2、2F2 +2 AgCl =2 AgF2 + Cl2, 26AgF2 + C10H8 =26 AgF + C10F18 + 8HF O3 + 2Ag+ + H2O= 2AgO + O2 +2H+ S2O82- + 2 Ag+ + 4OH- = 2AgO + 2 SO42- + 2H2O 3、氧化性很強(qiáng)，可以將水氧化。 4、S2O82- + 2 Ag+ + 4C6H5NO2- = 2Ag(C6H5NO2)2 + 2 SO42- 類推為dsp2雜化的對(duì)稱平面結(jié)構(gòu)。 5、八元環(huán),例5、根據(jù)信息寫出化學(xué)反應(yīng)方程式： 1、Cu2S以輝銅礦

9、的形式存在于自然界。赤熱的Cu2S與水蒸氣反應(yīng)可以得到金屬銅和氣體。經(jīng)分析，產(chǎn)生的氣體和鐵與濃硫酸反應(yīng)的氣體相同。 2、Fe2(SO4)3溶液能氧化Cu2S使之溶解，且在空氣中可以重復(fù)使用Fe2(SO4)3溶液,1、 Cu2S2H2O2CuSO22H2； 2、Cu2S5Fe2(SO4)34H2O2CuSO410FeSO44H2SO4； 4FeSO4O22H2SO42Fe2(SO4)32H2O,例6：某晶體X是二價(jià)金屬硫酸鹽的結(jié)晶水合物，化學(xué)式可表示為ASO4nH2O(A為金屬元素，n為自然數(shù))。取少量晶體X，加強(qiáng)熱至1000以上，得到紅色氧化物Y，總失重率為66.5l；再取2.137 g晶體X

10、，溶于水配成溶液，再加過量鐵粉，充分反應(yīng)后(Fe+A2+=Fe2+A)，固體質(zhì)量增加0.077 g。確定晶體X和氧化物Y，并給出推理步驟,X:CuSO4.3H2O Y: Cu2O 推理一：由置換反應(yīng)所給數(shù)值可列式：0.077/(A-55.85)(A+96.07+18.02n)=2.137 (1)或2.06A=126.74884+1.38754n 設(shè)氧化物為AOm/2 (m為自然數(shù))，得 : (A+8.00m)/(A+96.07+18.02n)=0.3349 (2) 由（1）（2）得 (A+8.00m)/(A-55.85)=9.295或8.295A-8.00m=519.126 討論m=1,2.，

11、只有m=1時(shí)才有合理金屬Cu 推理二：由式（1），討論n=1，2.，只有n=3時(shí)，才有合理金屬，確定X,根據(jù)X 的相對(duì)分子量和Y的含量可確定Y,例7：ZnCO3與醋酸溶液反應(yīng)，析出晶體。晶體在氯仿中重結(jié)晶得到無水晶體A。A具有高度對(duì)稱性，在空氣中灼燒得到ZnO，失重48.4%。 1、通過計(jì)算確定A的化學(xué)式。 2、畫出A的空間結(jié)構(gòu)，指出中心離子的雜化方式。 3、Be能形成類似結(jié)構(gòu)的配合物B，但A易水解，而B不水解，請(qǐng)解釋。 4、4.8 g Zn粉中含有微量的Mn，已知Ksp(Zn(OH)2)、Ksp(Mn(OH)2)、Ksp(ZnCO3)和Ksp(MnCO3)分別為1.210-17、1.910-

12、13、1.410-11、1.810-11。H2CO3的K1和K2分別為4.4510-7和5.610-11。通過計(jì)算說明通過該Zn粉濕法制備ZnCO3時(shí)（所謂濕法即將該Zn粉溶于適量HCl溶液，然后在攪拌下滴加適量的Na2CO3溶液，設(shè)溶液的總體積為250 mL）： 4-1 若使產(chǎn)品中不含有Zn(OH)2，溶液的pH值最大為多少？此時(shí)碳酸鹽體系的組成（分配系數(shù)）如何？ 4-2 雜質(zhì)Mn的百分含量最大為多少,1、如果只有一個(gè)Zn原子，則為ZnAc2，ZnAc2中ZnO含量為（65.39+16.00）（65.39+412.01+61.0079+16.004）=44.36%，小于51.6%。故不是(Z

13、nAc2)n。 設(shè)A為ZnxOyAcz，（x、y、z為正整數(shù)）則有：（1）2x=2y+z （2）(65.39+16.00)x(65.39x+16.00y+59.044z)= 51.6% x=4，y=1，z=6 2、Zn構(gòu)成四面體，O體心，Ac綾，sp3雜化。 3、Zn有空的d軌道，Be沒有空的價(jià)軌道。 4-1 題意Zn2+離子濃度為10-5 mol/L時(shí)，Mn2+離子還不能沉淀。 Zn2+離子濃度為10-5 mol/L時(shí)，不能生成Zn(OH)2。則 OH-21.210-17/10-5，OH-1.110-6。(H+9.110-9，pH8.04 此時(shí)，H2CO3、HCO3-、CO32-的分配系數(shù)分

14、別為0.020、0.97、0.0059。 4-2 Zn2+離子濃度為10-5 mol/L時(shí)，CO32-1.410-11/10-5 =1.410-6。Mn2+1.810-11/1.410-6=1.310-5。 Mn的百分含量1.310-50.25054.944.8=0.0037,例8：鎘是最毒的物質(zhì)之一，以高濃度存在于煉鋅、電鍍和污水處理等的廢棄物中。吸入的含鎘微粒迅速侵襲呼吸道。隨后侵襲腎臟。鎘可能是活性中心的鋅的竟?fàn)幷摺?1、鎘形成微溶氫氧化物Cd(OH)2。計(jì)算它在純水中的溶解度(水的自離解平衡可以忽略不計(jì))。 2、計(jì)算Cd(OH)2在0.010 mol.L1 NaOH溶液中的溶解度。 3

15、、Cd2+對(duì)CN離子有極強(qiáng)的親和性： Cd2+ CN=Cd(CN)+K1=105.48 Cd(CN)+CN=Cd(CN)2 K2=105.12 Cd(CN)2+CN=Cd(CN)3 K3=104.63 Cd(CN)3+CN=Cd(CN)42K4=103.65 計(jì)算Cd(OH)2(S)在含CN離子的水中的溶解度，達(dá)平衡時(shí)CN=1.00103 mol.L1。 4、假設(shè)只形成配離子Cd(CN) 42，溶解度為多少？并求與（3）得到的溶解度的百分偏差。Cd(OH)2(s) Ksp=1014.23,1、S=(Ksp/4)1/3=1.1105 mol.L1 2、S=Ksp/(OH)2=5.91011 mo

16、l.L1 3、Cd2+OH2=Ksp=1014.23 Cd(CN)+OH2=K1Ksp103=1011.75=1.781012 Cd(CN)2OH2=K1K2Ksp106=109.63=2.341010 Cd(CN)OH2=K1K2K3Ksp109=108=1.00108 Cd(CN)OH2=K1K2K3K4Ksp1012=107.35=4.47108 OH2Cd2+Cd(CN)+Cd(CN)2+Cd(CN)3+Cd(CN)42=5.49108 即4S3=5.49108 S=2.3910-3 mol.L1 4、Cd(CN)2-=(1.12108)1/3=2.24103 mol.L1 -6.3,

17、例9：某工廠生產(chǎn)中產(chǎn)生含Cr2O72酸性工業(yè)廢水。Cr是嚴(yán)重的致癌物質(zhì)，絕不允許隨意排放。一種治理含Cr2O72酸性工業(yè)廢水的方法是向廢水中加入適當(dāng)?shù)腘aCl，用Fe作電極進(jìn)行電解，Cr2O72被還原為Cr3+然后生成Cr(OH)3沉淀除去，廢水則可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。請(qǐng)回答下列問題： 1、電解時(shí)發(fā)生的電極反應(yīng)為： 陽極反應(yīng)：_ 陰極反應(yīng)：_ 2、寫出Cr2O72-轉(zhuǎn)變?yōu)镃r3+的離子方程式： 3、與Cr(OH)3沉淀同時(shí)生成的沉淀還有_。 4、電解過程中這些沉淀是怎樣產(chǎn)生的,1、FeFe2+2e；2H+2eH2 2、Cr2O72+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O 3、Fe(OH)3

18、 4、答：電解過程中陰極附近由于H+在電極上還原，H2O不斷電離產(chǎn)生大量OH，OH與Fe3+、Cr3+生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀,例10：鋼鐵表面發(fā)藍(lán)（或發(fā)黑，在鋼鐵表面形成一層致密的氧化物Fe3O4）可提高其耐磨、耐蝕性能。其原理是： 在NaOH溶液中，將鐵粉溶解在NaNO2溶液中，除水之外，還可產(chǎn)生A和C。其中C為氣體，能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。 A能在過量的NaNO2溶液中繼續(xù)反應(yīng)，生成B和C。 A和B的溶液能繼續(xù)反應(yīng)，生成Fe3O4。 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：A和B的焰色反應(yīng)均為黃色，其導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)均為K2SO4型。生成物中A與C、B與C的物質(zhì)的量之比均為31?；卮鹣铝袉栴}： 1、寫出

19、并配平化學(xué)反應(yīng)方程式。 2、實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)適當(dāng)提高溫度或增大NaNO2溶液的濃度有利于氧化膜增厚，但加大NaOH溶液濃度對(duì)膜層厚度影響不大。試說明原因。 3、發(fā)藍(lán)層遇光氣（COCl2），若不及時(shí)清洗，則發(fā)藍(lán)層的完整性將被破壞。寫出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式。 4、有一種隱形材料D可由B與Zn(NO3)2反應(yīng)生成，也可用以硝酸鐵、硝酸鋅、氫氧化鈉等為原料的水熱合成法。請(qǐng)確定D的化學(xué)式，并判斷上述制備D的反應(yīng)是否屬于氧化還原反應(yīng)。此法所得產(chǎn)品D能夠隱形的原因是什么,1、3FeNaNO25NaOH3Na2FeO2NH3H2O 6Na2FeO2NaNO25H2O3Na2Fe2O4NH37NaOH Na2FeO2

20、Na2Fe2O42H2OFe3O44NaOH 2、由于NaNO2是氧化劑，增大NaNO2濃度可以使反應(yīng)向生成Fe3O4方向移動(dòng)；而升高溫度可以增強(qiáng)NaNO2的氧化性；由于NaOH是介質(zhì)，當(dāng)它的濃度達(dá)到一定要求后，再升高c(OH)，對(duì)化學(xué)平衡(生成氧化物層厚度)影響不大，何況還抑制Na2Fe2O4、Fe3O4的生成。 3、2Fe3O49COCl26FeCl38CO2CO。 4、D：ZnFe2O4； 非氧化還原反應(yīng)； D晶粒直徑應(yīng)在10 nm（納米）左右，能吸收電磁波,例11：M的金屬粉末在真空中加熱5001000 與氮?dú)夥磻?yīng)生成紅褐色粉末狀的A，將A加熱到1400 時(shí)分解成黃綠色粉末狀的B。已知

21、A為簡(jiǎn)單六方晶系，a387 pm，c2739 pm，密度10.55 g/cm3。其中MN間的距離為270 pm，而Mn的半徑為99 pm，N3半徑為171 pm，結(jié)構(gòu)基元3A。B為面心立方晶系，與NaCl結(jié)構(gòu)相同，a516 pm。根據(jù)摩爾效應(yīng)的測(cè)量，B中平均每個(gè)M離子常有1.47個(gè)電子。 1、試通過計(jì)算確定金屬M(fèi)以及A、B的化學(xué)式。寫出M的價(jià)電子構(gòu)型。 2、計(jì)算B的密度。 3、1936年N.Bohr提出了復(fù)合核理論。將232M與76Ge通過核融合后，生成一種核素N，同時(shí)釋放出3個(gè)中子。試寫出核反應(yīng)方程式，確定N在周期表中的位置,1、M(a2csin60o)NA/z =(3.8710-8)22.

22、73910-71.732/210.556.021023/3 752.04 (g/mol)。 設(shè)A的化學(xué)式為MxNy。討論得到當(dāng)y4時(shí)，x3，M232.0。 M為釷Th。所以A為Th3N4；B為ThN。6d27s2 （2）Mz/(a3NA) 246.014/(5.1610-8)36.02102311.90 （g/cm3 ） 3、 23290Th7632Ge=305122N3n N在周期表中為：第八周期、IIIB族，屬于類錒系元素,例12：某常見金屬X能形成多種氧化物，A、B、C是其氧化態(tài)從高到低的三種氧化物。由A轉(zhuǎn)化為B，以及由B轉(zhuǎn)化為C分別失去9.9%（相對(duì)于A的質(zhì)量）、7.3%（相對(duì)于B的質(zhì)

23、量）的氧。 1、試通過計(jì)算確定X的元素符號(hào)和A、B、C的化學(xué)式。 2、氧化物B與KOH、KNO3熔融得到D，D在潮濕的空氣中易被氧化為A的鉀鹽，而D溶于水后酸化，得到鉀鹽A的溶液和氧化物B，分別寫出反應(yīng)方程式。 3、A的濃堿溶液能釋放出氧氣。為實(shí)驗(yàn)在較濃堿溶液中A的陰離子與亞硫酸根離子的氧化還原反應(yīng)，請(qǐng)說明試劑加入順序及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，并寫出離子方程式。 4、為確定A的含量，可用高錳酸鉀法；測(cè)定B的含量，可用Na2S2O3法。分別寫出反應(yīng)方程式,由（2），（3）強(qiáng)烈指出為Mn，A、B、C分別為Mn2O7、MnO2、MnO，經(jīng)計(jì)算由A轉(zhuǎn)化為B，以及由B轉(zhuǎn)化為C分別失去21.63%（相對(duì)于A的質(zhì)

24、量）、18.40%（相對(duì)于B的質(zhì)量）的氧。高于題目中的數(shù)值，故考慮其同族元素中原子量大的元素。經(jīng)計(jì)算為Re元素，A、B、C分別為Re2O7、ReO2、ReO。 ReO2+2KOH+KNO3=K2ReO4+KNO2+H2O 4K2ReO4+O2+2H2O=4KReO4+4KOH 3K2ReO4+4HAc=2KReO4+ReO2+4KAc+2H2O 10KReO4=3K2ReO4+7ReO2+6O2+2K2O 2ReO4-+SO32-+2OH-=2ReO42-+SO42-+H2O，應(yīng)將亞硫酸根離子加入KReO4溶液中，否則，會(huì)有沉淀生成。而且應(yīng)使用熱溶液提高反應(yīng)速率。 5K2C2O4+2KReO4

25、+16HCl=2ReCl2+10CO2+8H2O+12KCl ReO2+4HI=ReI2+2H2O+I2 I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,例13：1、鑭系元素金屬離子電子構(gòu)型為f0、f1、f6、f7、f8、f13、f14時(shí)相對(duì)穩(wěn)定，為無色。其他構(gòu)型往往呈現(xiàn)出不同的顏色，為什么？ 2、“堿金屬熱還原法”中，以SmF3為原料可得到化合物A。其儀器分析結(jié)構(gòu)為： Sm/(mg.dm-3)42.29(42.20)括號(hào)內(nèi)為計(jì)算值 K/(mg.dm-3)5.63(5.46) 括號(hào)內(nèi)為計(jì)算值 F/(mg.dm-3)15.32(15.92) 括號(hào)內(nèi)為計(jì)算值 2-1、寫出A的化學(xué)式，并指出Sm在

26、A中的價(jià)電子構(gòu)型。 2-2、寫出62號(hào)元素Sm的核外電子排布式，并指出化合物A是否有顏色。 2-3、磷萃取劑HDEHP(P204)，其結(jié)構(gòu)為(RO)2P(O)OH, R=CH3(CH2)3CH(C2H5)CH2-)，P204是一個(gè)弱酸，在苯中常以二聚體的形式存在，在萃取Sm3+過程中，形成配位數(shù)為6的電中性螯合物B，畫出P204的二聚體以及B的結(jié)構(gòu)式，如有異構(gòu)體也要求畫出,1、f-f躍遷，前些構(gòu)型相對(duì)穩(wěn)定，躍遷需要的能量高，在紫外區(qū)吸收，沒有顏色。后些構(gòu)型f-f躍遷在可見區(qū)發(fā)生吸收，呈現(xiàn)出顏色。 2、KSmIISmIIIF6。4f6、4f5 Xe6s2 4f6 3、略,例14：TiO2是一種半

27、導(dǎo)體材料，其能帶由充滿電子的低能滿帶與沒有電子的高能空帶構(gòu)成，禁帶寬度為3.2 eV，光催化下電子激發(fā)產(chǎn)生光生空穴（h+）和光生電子（e）。研究表明，TiO2顆粒的能帶間缺少連續(xù)區(qū)域，但激發(fā)態(tài)的電子和空穴可以重新復(fù)合，能量以光或熱的形式散發(fā)，導(dǎo)致TiO2的光催化效率降低，達(dá)不到實(shí)用要求。 1、擴(kuò)散到微粒表面的電子和空穴具有強(qiáng)烈的氧化還原活性，能與表面吸附的某些化學(xué)物種作用，產(chǎn)生自由基。請(qǐng)用方程式說明電子和空穴的相關(guān)反應(yīng)及其作用。 2、自由基攻擊細(xì)菌的細(xì)胞膜，使細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)不可逆破壞，使細(xì)胞喪失增殖能力，實(shí)現(xiàn)抗菌功能。自由基還可以生成氧化性強(qiáng)的H2O2，H2O2能夠穿透細(xì)胞膜使細(xì)胞死

28、亡，實(shí)現(xiàn)抗菌功能。寫出在細(xì)胞外生成H2O2的化學(xué)方程式。 3、為了提高TiO2的光催化效率，科學(xué)工作者采用納米TiO2代替TiO2顆粒，納米TiO2中存在大量的結(jié)構(gòu)缺陷和懸鍵（Ti的配位數(shù)為6，如果存在5配位，則剩余1個(gè)未鍵合電子，叫做懸鍵），這樣光催化效率大大增加，試指出納米TiO2代替TiO2顆粒提高光催化的兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)。 4、為了進(jìn)一步提高抗菌功能，在現(xiàn)在的洗滌機(jī)械與藥劑中摻雜了銀離子。利用銀離子吸附氧氣分子的功能，形成催化活性中心，從而提高了光催化效率；與此同時(shí)，銀離子本身能與生物活性物質(zhì)如蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸、DNA、細(xì)胞壁等上的一些功能團(tuán)作用，妨礙代謝，起到殺菌功能。指出生物活性物

29、質(zhì)上與銀離子作用的功能團(tuán),1、O2+ e=O2，光生電子具有強(qiáng)還原作用； H2O+ h+=OH+H+；OH+ h+=OH，光生空穴具有強(qiáng)烈氧化作用。 2、2O2+2H+=H2O2+O2；2OH =H2O2 3、納米TiO2代替TiO2顆粒，比表面積大大增加，吸附作用增強(qiáng)，極大的提高了電子和空穴的利用率；同時(shí)，納米TiO2中存在大量的結(jié)構(gòu)缺陷和懸鍵，等于增加了電子和空穴的數(shù)量。 4、羥基、羧基、氨基、巰基等,例15：自然界中，許多金屬以硫化物礦物形式存在，如ZnS、CuS、PbS、FeS2，當(dāng)有水存在時(shí)，大氣中的氧可以緩慢地把硫化物氧化成硫酸鹽，上述硫化礦物被氧化為硫酸鹽后，鉛留在原地成鉛礬而存

30、在；鐵鹽極易水解為難溶的褐鐵礦Fe(OH)3留在原地或附近。這樣，褐鐵礦便成為黃鐵礦。FeS2被氧化后的露頭，稱為“鐵帽”，它是尋找許多金屬硫化礦物的重要標(biāo)志。我國(guó)古代有一條找鐵的經(jīng)驗(yàn)：“上有赭者，下必有鐵。”便符合這一原理。 1、寫出形成鉛礬的化學(xué)方程式。 2、寫出形成“鐵帽”的化學(xué)方程式。 3、氧化后的Cu、Zn礦物是留在原地，還是發(fā)生遷移？請(qǐng)說明理由。 4、FeS2礦物的氧化對(duì)周圍的土壤及地下水有何影響？ 5、在生產(chǎn)中，使Fe3水解析出Fe(OH)3沉淀，是除去產(chǎn)品中雜質(zhì)鐵的常用方法。但Fe(OH)3具有膠體性質(zhì)，沉淀速度慢，分離也困難?，F(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中改用加入氧化劑（H2O2）到含F(xiàn)e2

31、的硫酸鹽溶液中，使Fe2全部轉(zhuǎn)化為Fe3，當(dāng)pH1.61.8，溫度為358 K368 K時(shí)，F(xiàn)e3水解，水解產(chǎn)物為淺黃色的晶體，俗稱黃鐵礬Na2Fe6(SO4)4(OH)12。黃鐵釩顆粒大，沉淀速度快，容易過濾。請(qǐng)寫出氧化劑氧化Fe2離子的化學(xué)方程式以及逐步水解鐵鹽以Fe2(SO4)2為例得黃鐵礬的化學(xué)方程式。 6、在用I離子來測(cè)定Cu2時(shí)，F(xiàn)e3常常產(chǎn)生干擾。如果用PO43掩蔽Fe3會(huì)產(chǎn)生什么離子（用化學(xué)式表示）？ 7、鐵能呈高價(jià)態(tài)，將Fe2O3、KNO3和KOH混合并加熱共融，可得紫紅色高價(jià)鐵鹽，寫出化學(xué)方程式,1、PbS2O2PbSO42、4FeS2十15O214H2O4Fe(OH)38

32、H2SO43、發(fā)生遷移，因氧化生成的CuSO4、ZnSO4均溶于水，故會(huì)被水溶解而帶走4、FeS2的氧化產(chǎn)物Fe2(SO4)3易水解呈酸性而使地下水呈酸性，使土壤酸化，生成的Fe(OH)3膠體易使土壤結(jié)塊，還出現(xiàn)“發(fā)紅”現(xiàn)象。5、2FeSO4H2O2H2SO4Fe2(SO4)32H2O Fe2(SO4)32H2O2Fe(OH)SO4H2SO42Fe(OH)SO42H2O2Fe2(OH)4SO4H2SO4 2Fe(OH)SO42Fe2(OH)4SO4Na2SO42H2ONa2Fe6(SO4)4(OH)12H2SO4（淺黃色）6、Fe(HPO4)2-或Fe(PO4)23-7、Fe2O33KNO34

33、KOH2K2FeO43KNO22H2O,例16：Cr2O3是重要的無機(jī)化工原料，有廣泛的用途。許多含鉻化合物如硝酸鉻，重鉻酸銨等灼燒都可以得到Cr2O3，隨著工業(yè)的發(fā)展，對(duì)高性能的超細(xì)Cr2O3的需求越來越大，中國(guó)科學(xué)院的研究者從鉻酸鹽廠的產(chǎn)品K2CrO4為原料用甲醛還原法得到了水合Cr2O3（用Cr(OH)3表示），再進(jìn)行煅燒得到了超細(xì)Cr2O3粉體。 1、寫出硝酸鉻，重鉻酸銨灼燒制備Cr2O3的反應(yīng)方程式。 2、寫出甲醛還原法制備超細(xì)Cr2O3粉體的反應(yīng)方程式。 3、研究發(fā)現(xiàn)，不同的CO2 分壓對(duì)甲醛還原法的產(chǎn)率影響如下，試分析其中的原因，寫出有關(guān)的離子方程式。 4、Cr2O3與FeO熔融

34、后發(fā)生得到化合物A，A中氧離子做面心立方堆積，鉻離子占據(jù)八面體空隙，空隙利用率為1/2，亞鐵離子占據(jù)四面體空隙。A的化學(xué)式為_，亞鐵離子的空隙利用率為_,1、 4Cr(NO3)3= 2Cr2O3 + 12NO2 + 3O2 ， (NH4)2Cr2O7= Cr2O3+N2+4H2O 2、4K2CrO4+3CH2O+4H2O=4Cr(OH)3+3K2CO3+2KOH 備注：實(shí)際上分兩步進(jìn)行 2CrO42-+3CH2O+2H2O=2Cr(OH)3+OH-+3HCOO- 2CrO42-+2H2O+3HCOO-=2Cr(OH)3+OH-+3CO32- 3、酸性條件下，生成了Cr2O72-六價(jià)鉻氧化性增強(qiáng)

35、，方程式如下： 2CrO42-+2CO2+H2O=Cr2O72-+2HCO3- 4、Fe(CrO2)2, 1/8 , 備注：尖晶石型結(jié)構(gòu)，鉻鐵礦的成分,例17：使4.9052 g 金屬M(fèi) 的氯化物和過量的微帶顏色的液體A 作用，放出氣體，同時(shí)形成無色結(jié)晶化合物B。B 十分溫和地加熱到170 時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹行喳}C，同時(shí)放出密度以氫計(jì)為24.9的褐色氣體D，鹽C繼續(xù)加熱轉(zhuǎn)變?yōu)楹饘?4.04%的產(chǎn)物E。E繼續(xù)加熱得3.2582 g金屬氧化物。此外還知道1 mol 化合物B能與7 mol KOH反應(yīng)。 1、求出M為何種金屬。 2、確定D的組成。 3、B、E屬于哪類化合物。 4、寫出化合物B與KOH的反應(yīng)

36、方程式,由金屬M(fèi)的氯化物MCln最終轉(zhuǎn)化為氧化物MO0.5n。由元素守恒得到： 4.9052/(M+35.45n)=3.2582/(M+8n)，M=36.3n。n為正整數(shù)，合理的為L(zhǎng)a。 D的式量為49.8。且有顏色，從（3）中知道可能是一混合物，故為NO2中混有N2O4，組成46x+92(1-x)=49.8，x=91.7%，N2O4含量為8.3%。 E含金屬64.04%，設(shè)E為L(zhǎng)aY，則64.04/35.96=138.9/Y，Y=78，NO4，故E為L(zhǎng)aONO3。 倒推C為L(zhǎng)a(NO3)3。A為微帶顏色的液體，生成B的過程中放出氣體，B能變?yōu)長(zhǎng)a(NO3)3。故A到B的過程為氧化還原反應(yīng)，故

37、A不是硝酸，則可能為液態(tài)N2O4， B為溶劑化合物L(fēng)a(NO3)3nN2O4，1 mol 化合物B能與7 mol KOH反應(yīng)。B為L(zhǎng)a(NO3)32N2O4，E為不完全水解產(chǎn)物。 方程式略,例18：2006年11月23日中科院網(wǎng)報(bào)道，核磁共振造影增強(qiáng)劑用于疾病的診斷，還可以作為藥物載體用于疾病的治療。中科院化學(xué)研究所在腫瘤鑒別診斷用磁共振造影劑研究方面取得重要進(jìn)展。為磁性納米晶體材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了更廣泛的前景。 制備納米四氧化三鐵過程如下： 已知：A中含四元環(huán)，C中鐵元素含量為62.9% 1、推測(cè)A，B，C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，并指出A、B在合成中的作用。 2、寫出C中鐵的價(jià)電子構(gòu)型。 3、

38、寫出反應(yīng)的方程式,Fe3+的性質(zhì)，水解，氧化性、配位性。 根據(jù)題意，由FeCl3.6H2O形成Fe3O4需要還原劑，還原劑由有機(jī)物M提供，故B為CO。 A則為有機(jī)胺，促進(jìn)水解。故C中為Fe(III)。 C中含F(xiàn)e為62.9%，則55.85x(55.85x+1.008y+16.00z)=62.9% 化為：20.72x=0.634y+10.064z 當(dāng)x=1時(shí)，得到合理解y=1, z=2。即為FeO(OH)。 1、3d5 2、A: B: CO C : FeOOH 促進(jìn)氯化鐵水解；作還原劑 3、FeCl36H2O=FeOOH+3HCl+4H2O （C3H7N+HCl=C3H8NCl）； 6FeOOH +CO = 2Fe3O4 +3H2O + CO2,例19：綠色單核配合物晶體M是制備負(fù)載型活性鐵催化劑的主要原料