元素化學(xué)例題(8)

1、第8章 元素化學(xué)(1)例8-4為什么把co2通人ba(oh)2溶液時有白色沉淀，而把co2通人bacl2溶液時沒有沉淀產(chǎn)生?解：co2通入水中生成h2co3或，它們在溶液中存在著解離平衡：h+,當(dāng)遇到ba(oh)2解離出的時，h+ 和反應(yīng)，使平衡向解離方向移動，從而使溶液中的濃度增大，生成baco3沉淀。而在bacl2溶液中，無法生成大量的，故不能生成baco3沉淀。例8-5商品naoh中常含有na2co3，怎樣用簡單的方法加以檢驗?解：先將樣品溶于水，再往溶液中加入bacl2溶液，若有白色沉淀（baco3）生成，則表明商品naoh中有na2co3；否則表明naoh中無na2co3。例8-6b

2、a(oh)2、mg(oh)2、mgco3都是白色粉末，如何用簡單的實驗區(qū)別之。解：（1）將三種物質(zhì)分別加水溶解，能溶于水的是ba(oh)2。（2）往不溶于水的兩種物質(zhì)中分別加入hcl，有氣體產(chǎn)生的是mgco3，無氣體產(chǎn)生的是mg(oh)2。例8-7中和鹽酸可用na2co3代替naoh，試計算用多少克na2co3 10h2o來代替80gnaoh?解：80gnaoh的量為：80/40=2(mol)用na2co3代替naoh時，有2naoh na2co32 1所以需1mol na2co3代替2mol naoh。所需na2co310h2o的質(zhì)量為：2861=286(g)例8-8.把含有caco3的石灰

3、石0.2g溶于鹽酸中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，放出40mlco2，求此石灰石中caco3的純度。解：co2的量為：caco3質(zhì)量=1.78610-3100=0.1786(g)石灰石中caco3的百分率為：(0.1786/0.2) 100%=89.3%例8-9如何從結(jié)構(gòu)上理解堿土金屬碳酸鹽的熱穩(wěn)定性不如堿金屬碳酸鹽?解：見書第二節(jié)最后一段。例8-10鋰、鈉、鉀、銣、銫，在空氣中燃燒各生成何種氧化物，它們與水將各發(fā)生什么反應(yīng)?解：它們在空氣中燃燒分別形成：li2o，na2o2，ko2，rbo2，cso2li2o + h2o =2lioh2 na2o2 +2h2o = 4 naoh + o24 ko2 + 2

4、h2o = 4 koh + 3o24 rbo2 + 2h2o = 4 rboh + 3o24 cso2 + 2h2o = 4csoh + 3o2例8-11.某天然水樣中，含有110-3moll-1的ca2+離子和210-4moll-1的mg2+離子，此水樣的總硬度是多少ppm?解： 110-3 mol的ca2+相當(dāng)于1mmol caco3，210-4mol的mg2+相當(dāng)于0.2mmol caco3?？傆捕葹椋?1+0.2) 100=120(ppm)例8-12某澄清水樣50ml中，加入1moll-1的硝酸溶液lml和o.1moll-1硝酸銀溶液lml，沒有出現(xiàn)白色沉淀，計算此水樣中含cl-離子的

5、最高濃度。解：ag+=0.0019（moll-1）cl-=9.3210-8(moll-1)原始水樣中含cl-的最高量為：=9.6910-8 （moll-1）例8-2試說明為什么在酸性k2cr2o7溶液中，加入pb2+，生成了黃色的pbcro4沉淀。解：在鉻酸鉀和重鉻酸鉀的誰溶液中，都存在cro42-和cr2o72-離子的平衡 除加酸、堿可使這個平衡發(fā)生移動外，加入pb2+或ba2+等，由于生成了溶度積較小的鉻酸鹽而析出，也使平衡向右移動。所以向酸性k2cr2o7溶液中，加入pb2+析出的是pbcro4沉淀。例8-3. 解釋下列現(xiàn)象，并寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式： (1) 在k2cr2o7飽和溶液

6、中，加入濃h2so4，并加熱到200時發(fā)現(xiàn)，溶液的顏色變黃綠色。經(jīng)檢測，反應(yīng)開始時，溶液中并無任何還原性物質(zhì)。 (2) 在mncl2溶液中，加入適量hno3，再加nabio3后，溶液出現(xiàn)紫紅色，但又迅速消失。解：(1) k2cr2o7與濃h2so4作用生成cro3，而cro3受熱超過196時，即分解為cr2o3和o2, cr2o3又與h2so4作用生成cr3+，cr3+的水合離子呈綠色，主要反應(yīng)如下：2k2cr2o7+ 2h2so4 = 2k2so4 + 2h2cr2o72h2cr2o7 = cro3 + 2h2o4cro3 = cr2o3+3o22cr2o3 + 6h2so4 = 2cr2(

7、so4)3 + 6h2o總反應(yīng)式： 2k2cr2o7 + 8h2so4 =2k2so4 + 2cr2(so4)3 + 3o2+ 8h2o(2) 紫紅色出現(xiàn)是由于發(fā)生下列反應(yīng)：2mn2+ + 5nabio3 + 14h+ = 2mno4- +5bi3+ + 5na+ + 7h2o當(dāng)溶液中有cl-存在，紫紅色的mno4-出現(xiàn)后，可能與cl-反應(yīng)，mno4-被還原為mn2+（近無色）。另外當(dāng)mn2+過多或nabio3過少，生成mno4-可能與mn2+反應(yīng)生成mno2，有關(guān)反應(yīng)如下：2mno4- + 10cl- + 16h+ = 2mn2+ + 5cl2+ 8h2o2mno4-+ 3mn2+ + 2h

8、2o = 5mno2 + 4h+例8-4根據(jù)下列數(shù)據(jù)，計算水合hg22+離子歧化反應(yīng)的平衡常數(shù)。說明hg22+(aq)在什么條件下會歧化。 已知： e = 0.857v e= 0.793v解： 根據(jù)上述電極電勢可求得# hg2+hg22+ = 0.92v， hg22+歧化反應(yīng)為hg22+ hg2+ + hg上式可分解為兩個電極反應(yīng)式： e 0.92v 負(fù)極 e= 0.793v 正極 平衡常數(shù)kk 值很小，說明離子歧化程度很小，但可創(chuàng)造條件使其歧化，這就是使其生成沉淀或配合物，如hg22+ + s2- = hgs+ hg hg22+ + 2cn- = hg(cn)2 + hghg22+ + 4i

9、 - = hgi42- + hg例8-5co(nh3)63+和cl-能共存于同一溶液中，而co3+和c1-卻不能共存于同一溶液中。試根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)解釋上述現(xiàn)象。解： 查表得 e= 0.1v e= 1.84v e= 1.36v由上面列出的半反應(yīng)的#值可以看出，co(nh3)63+不能氧化cl-, co3+能將cl- 氧化為cl2故前者共存于同一溶液中，后者不能。例8-6在cu2+、ag+、cd2+、hg22+、hg2+ 溶液中分別加入適量naoh溶液，將各有什么物質(zhì)生成?寫出有關(guān)離子反應(yīng)方程式。解： cu2+ + 2oh- = cu(oh)2(蘭色) cu(oh)2 + 2oh- = cu(oh)

10、42-(naoh過量)2ag+2oh- = ag2o+h2ocd2+2oh- = cd(oh)2(白色) cd(oh)2 +2oh- = cd(oh)42-(很難) hg22+ +2oh- = hg2o+h2ohg2o = hgo+hghg2+ +2oh- = hgo+h2o例8-7鐵能使cu2+離子還原，銅能使fe3+ 離子還原，二者有無矛盾?如何理解鐵比銅活潑?解：先將有關(guān)電極電勢列出 e= 0.34v e= -0.4025v e= 0.77v 當(dāng)fe使cu2+還原時，發(fā)生下列反應(yīng)， fe + cu2+cu+ fe2+ ，從上述有關(guān)電極電勢可以看出，fe是較強(qiáng)的還原劑，cu2+是較強(qiáng)的氧化

11、劑，因此反應(yīng)可正向進(jìn)行。同樣，cu使fe3+還原，其反應(yīng)式為2fe3+cu2fe2+ + cu2+，反應(yīng)正向進(jìn)行時為fe3+較強(qiáng)的氧化劑，cu為較強(qiáng)的還原劑，從上面的有關(guān)電極電勢也可證明這一點。由于式電勢小于式，故處于還原態(tài)的fe和cu相比，fe的還原性較cu強(qiáng)，即fe比cu活潑。例8-9為什么fe (+3)鹽溶液中加入na2co3可放出co2，而fe (+2)鹽溶液中加入na2co3 則不產(chǎn)生co2?解：因為fe3+的半徑為60pm，有較大的電荷半徑比，因此有較高的正電場，在水溶液中明顯水解，在na2co3溶液中生成ksp很小的fe(oh)3沉淀，放出co2。而fe2+鹽在水中微弱水解，與n

12、a2co3反應(yīng)生成feco3，不產(chǎn)生co2氣體，其反應(yīng)式如下：fe3+ +3na2co3+3h2o = 2fe(oh)3+6na+ +3co2 fe3+co32-= feco3(白色)例8 -9在ag+離子溶液中，加入少量 cr2o72-，再加入足夠的s2o32-，估計每一步有什么現(xiàn)象出現(xiàn)?寫出有關(guān)離子反應(yīng)方程式。解：第一步有磚紅色ag2cro4沉淀析出4ag+ +cr2o72-+h2o2ag2cro4+2h+第二步ag2cro4轉(zhuǎn)化為白色的agcl沉淀ag2cro4+ 2cl-agcl+ cro42-第三步agcl溶于過量的na2s2o3溶液中，生成ag (s2o3)23-，因而使agcl白

13、色沉淀溶解agcl +2s2o32- = ag (s2o3)23- + cl-例8 -11在什么介質(zhì)中，鋅表現(xiàn)出較強(qiáng)的還原性質(zhì)，為什么?解：在堿性介質(zhì)中，被zn氧化為，zn2+與過量的oh-又生成，從而使zn2+濃度下降，于是的電極電勢變得比酸性介質(zhì)中更小，故還原性更強(qiáng)。#zn2+/zn = -0.76v #zn(oh)42-/zn = -1.22v例8 -12在fe2+，co2+，ni2+的溶液中，分別加入足量naoh，在無co2的空氣中放置后，各有什么變化?寫出反應(yīng)方程式。解：fe2+、co2+、ni2+與naoh反應(yīng)生成相應(yīng)的氫氧化物。fe(oh)2很快被空氣中的氧所氧化，由白色變成灰綠

14、色，最后變成紅棕色fe(oh)3。co(oh)2也能被空氣中的氧所氧化成co(oh)3，但較慢，顏色由粉紅變成褐色。ni(oh)2為蘋果綠，不被空氣中氧所氧化。fe2+2oh- = fe(oh)2 (白色) 4 fe(oh)2+o2+2h2o=4fe(oh)3(紅棕色)co2+2oh- = co(oh)2(粉紅色)4co(oh)2+o2+2h2o = 4co(oh)3(褐色)ni2+2oh- = ni(oh)2(蘋果綠)例8 -13在hgcl2和hg2cl2溶液中，分別加入氨水，各有什么產(chǎn)物生成?寫出反應(yīng)方程式。解：hgcl2+2nh3 = nh2hgcl(白色)+nh4clhg2cl2+2nh3nh2hg2clnh2hg2clnh2