大學(xué)無機(jī)化學(xué)第十二章試題(卷)與答案解析

1、第十三章硼族元素總體目標(biāo)：掌握硼單質(zhì)、氫化物、鹵化物和含氧化物的性質(zhì)、用途和制備方法通過硼及其化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，掌握缺電子化合物的成鍵特征掌握鋁及其化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和制備. 認(rèn)識(shí)鈹和鋁的相似性各節(jié)目標(biāo)：第一節(jié) 硼單質(zhì)及其化合物掌握硼單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)、用途和制備方法掌握乙硼烷、硼酸( H3BO3)、硼砂和三鹵化硼的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和制備方法通過硼及其化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，掌握缺電子化合物的成鍵特點(diǎn)和橋鍵的形成 第二節(jié) 鋁單質(zhì)及其化合物掌握鋁及其化合物的主要性質(zhì)和 AlCl3 的結(jié)構(gòu)，了解鋁的提取和冶煉認(rèn)識(shí)鈹和鋁的相似性，如金屬單質(zhì)、無水鹵化物、水合鹵化物、氫氧化物 第三節(jié) 鎵、銦、鉈了解鎵、銦、

2、鉈單質(zhì)及其重要化合物的性質(zhì)習(xí)題 一、選擇題下列有關(guān)硼、鋁性質(zhì)的敘述，錯(cuò)誤的是 ( )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(jié)構(gòu)D.都是親氧元素在下列 aAl2O3 的制備方法中，不妥的是A.灼燒 Al(OH) 3C.高溫電解 Al2(SO4)3 下列鋁的化合物不能用濕法制得的是Al2(CO3)3B.Al2(SO4)3以下礦物中含有鋁的是 ( )冰晶石B. 孔雀石( )灼燒 Al(NO 3)3 D.金屬鋁在氧中燃燒( )AlCl 3D.Al(Ac) 3C.白云石D.方鉛礦5. 下列化合物屬于缺電子化合物的是 ( )(吉林大學(xué)無機(jī)化學(xué)

3、例題與習(xí)題)A.BCL 3B. HBF 4C. B2O3D. NaAl(OH) 46. 在硼的化合物中，硼原子的最高配位數(shù)不超過4 ，這是因?yàn)?( )A . 硼原子半徑小C.硼與配位原子電負(fù)性差小下列關(guān)于 BF3 的敘述中，正確的是 ( )A.BF3 易形成二聚體C. BF3 為路易斯酸下列金屬單質(zhì)中，熔點(diǎn)最低的是 ( )A. CuB. ZnC. Na下列化合物中，熔點(diǎn)最低的是 ( )A. BCl3B. CCl4C. SiCl4下列物質(zhì)中水解并能放出 H2 的是 (A. B2H6 B. N2H4C. NH3配位原子半徑大硼原子無價(jià)層 d 軌道BF3 為離子化合物D. BF 3常溫下為液體(吉林

4、大學(xué)無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題 )D. Ga( 吉林大學(xué)無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題 )D. SnCl 4)( 吉林大學(xué) 無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題 )D. PH 311. 下列化合物中不能穩(wěn)定存在的是 ( )( 吉林大學(xué) 無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題 )A. SbI 3B. PI3C. AlI 3D. TiI312 . 下列含氧酸中屬于一元酸的是(吉林大學(xué)無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題A .H 3AsO3B.H3BO3C.H 3PO 3D .H2CO313.下列物質(zhì)中，酸性最弱的是 (吉林大學(xué)無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題A. H3PO3B . H2SC. H 3BO3D. H5IO614.下列金屬中，與硝酸反應(yīng)得到產(chǎn)物的氧化數(shù)最低是A .InB.

5、TlC. FeD . Bi15.下列金屬中，氧化能力最強(qiáng)的是( ) ( 吉林大學(xué)無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題 )A. NO 2B.SO3C .B2O3D. Tl2O316.下列分子中，偶極矩最小的是(吉林大學(xué)無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題A .B 2H6B. SO2C. NCl 3D. SF 417.下列化合物中，氧化性與惰性電子對(duì)效應(yīng)有關(guān)的是A .I2O5B. Tl 2O3C . Mn 2O7D. CrO 318.與 NaCO3 溶液反應(yīng)生成堿式鹽沉淀的離子是 (A.Al3+B.Ba 2+C.Cu 2+D.Hg 2+19. 氧化性最強(qiáng)的是 (A. Al2O3B. Ga 2O3C. In2O3D. Tl 2O320

6、. 水解性最強(qiáng)的是 (A. AlCl 3B. AlBr 3C. NaClD. KNO 321. 下列物質(zhì)熔點(diǎn)最高的是 (A.單質(zhì)硼B(yǎng).金屬鋁C.金屬鎵D. AlCl 3用電解法制備金屬鉛時(shí)，在 Al2O3中加入 Na 3AlF6的作用是 ( )A.使 Al2O3 的熔化溫度降低B.作為原料防止金屬鋁氧化D. 加快反應(yīng)速度下列關(guān)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 BB 鍵可自由旋轉(zhuǎn)分子中存在三中心二電子氫橋鍵D. 它最終水解產(chǎn)物是氫氣和硼酸硼酸與多元醇反應(yīng)，生成配位酸，使其酸性 ( )A.減弱B.增強(qiáng)C. 不變D.變化不定二、填空題最簡(jiǎn)單的硼氫化合物是 ， B 原子

7、的雜化方式為 ；由于它屬于 化合物， B 與 B 存在堿。( 吉林大學(xué)無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題 )AlCl 3?6H2O 加熱后，產(chǎn)物是。由于鋁，所以它不溶于水。由于鋁，所以它不與濃硝酸反應(yīng)。鋁與氫氧化鈉溶液作用生成 和 。GaCl 2 是磁性物質(zhì)，結(jié)構(gòu)式應(yīng)寫成5.硼砂的化學(xué)式為，其為 元堿。(吉林大學(xué)無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題 )寫出用稀硝酸處理金屬鉈的反應(yīng)方程式。寫出向 KI 溶液中加入 TlCl3 溶液的反應(yīng)方程式。無機(jī)苯的化學(xué)式為，其結(jié)構(gòu)為，與的結(jié)構(gòu)相似。硼酸為狀晶體，硼酸分子之間以 鍵結(jié)合，層與層之間以 結(jié)合，故硼酸晶體具有性，可作為劑。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 。（

8、吉林大學(xué)無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題 ）硼酸與乙醇生成硼酸三乙酯的化學(xué)式，其火焰為 色，以此可以鑒定硼酸。（吉林大學(xué)無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題 ）B 2O3 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(yàn)， 如 CoO 的 硼珠 Co（BO 2）2為深藍(lán)色，則 CuO 的硼珠為色，MnO 的硼珠為 色， TOC o 1-5 h z NiO 的硼珠為色，Cr2O3 的硼珠為色， Fe2O3 的硼珠為色。（吉林大學(xué)無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題 ）判斷： 化合物的熱穩(wěn)定性 Ga2O3Tl2O3 化學(xué)活潑性 a Al2O3rAl2O3 酸性 Al（OH） 3Ga（OH） 3 酸性溶液中，氧化性 Ga2O3Tl2O3 In

9、+ 和 Tl+ 在水中歧化的是14AlCl 3 在氣態(tài)或 CCl4 溶液中是體，其中有 橋鍵。15.Ga 3+與 F-配位時(shí)形成，與 Cl-配位時(shí)形成。三、簡(jiǎn)答題TlOH 易溶而 TlCl 難溶；（吉林大學(xué)無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題 ）BCl3 的沸點(diǎn)比 AlCl 3低（吉林大學(xué)無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題 ）CuCl2 順磁性而 InCl2 為逆磁性。 （吉林大學(xué)無機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題 ）4. 鋁和硼有哪些相同和不同的性質(zhì)？5 就鋁鹽和鋁酸鹽的生成和性質(zhì)作一簡(jiǎn)單扼要的比較。就 Al2Cl6和 B2H6的結(jié)構(gòu)作一比較。6.根據(jù)鋁在酸性或堿性時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)說明： (1) 鋁在酸、水、堿中溶解的可 能性，以便確定鋁在

10、這些溶液中的穩(wěn)定性。 (2) 實(shí)際上鋁不溶于水中，但能溶于 NH4Cl 或 Na2CO3 的溶液中。四、計(jì)算題在鋁鹽溶液中滴加堿溶液，并充分?jǐn)嚢?，?dāng)剛有 Al(OH) 3 沉淀生成時(shí)，溶液中Al3+離子濃度為 0.36mol/L ，問開始沉淀時(shí)溶液的 pH 值為多少？(已知 KspAl(OH) 3=1.9 10-33)？求飽和 Al(OH) 3水溶液的 pH 值。(KspAl(OH) 3=1.310-33)3.在 pH=10 時(shí)，要使 0.10M 鋁鹽溶液不生成 Al(OH) 3 沉淀，多大？NaF 濃度至少需要參考答案一、選擇題1.C 2.C 3.A4. A 5.A 6.D7.C8.D9.A

11、 10A 11.D12.B 13.C 14.B15.D 16.A 17.B18.C19.D20.A 21 A 22.A 23.B 24.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)Cl 2+HCl3表面有一層致密氧化膜覆蓋，能被濃硝酸鈍化， NaAl(OH 4)，H24. 逆， GaGaCl 4Na2B4O7.10H2O 6.3Tl+4HNO 3（?。?3TlNO 3+NO +2H2O7. TlCl 3+3KI=TlI +I2+3KCl9.片，氫，分子間力，理解，潤(rùn)滑10.Cs 和 Ga11.(C 2H5O) 3B ,綠12.藍(lán)，紫，綠，綠，黃13. 14

12、. 雙聚體， 氯In+三、簡(jiǎn)答題1.OH -變形小，與 Tl+間極化作用差， TlOH 為離子化合物； Tl+半徑較大，與間的 離子鍵不強(qiáng)；所以 TlOH 易溶。 Cl-變形性比 OH -大， Cl-與半徑大的 Tl+間有相互 極化作用， TlCl 中共價(jià)成分較大；所以， TlCl 難溶。2.三氯化硼的共價(jià)性比三氯化鋁強(qiáng)，而分子半徑比三氯化鋁小，因而三氯化硼的 沸點(diǎn)應(yīng)比三氯化鋁低CuCl 2中的 Cu2+電子構(gòu)型為 3d0,有一個(gè)單電子，因而 CuCl2為順磁性。 InCl2化 合物是由 In + 和 In3+構(gòu)成，即可以寫成 InInCl 4,，In + 和 In3都無單電子，因而InCl2

13、 是反磁性的答：Al 和 B 的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)都是 ns2np1，最高氧化態(tài)為 +3 ，都是缺電子原子，都有橋狀結(jié)構(gòu)化合物，都有 MX3鹵化物和 M2O3 氧化物。 MX3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) 3為酸。答：Al、Al2O3或 Al(OH) 3與酸作用都得鋁鹽 (Al3+)；與強(qiáng)堿作用，都生成鋁酸 鹽( AlO2 )。鋁鹽和鋁酸鹽一般都溶于水， 只要價(jià)結(jié)合的相反電荷離子無色， 這些鹽一般 無色，它們都水解。 Al3+水解使溶液顯

14、酸性，而 AlO2 水解使溶液顯堿性。Al為缺電子原子，它與 Cl2結(jié)合形成雙聚分子而具有橋狀結(jié)構(gòu)。 Al 原子進(jìn)行 sp3 雜化，每個(gè) Al 原子與 3 個(gè) Cl 原子形成 3 個(gè) AlCl 鍵，還有一個(gè) sp3 空軌道可 以接受來自 Cl 原子的孤對(duì)電子對(duì)， 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(shí)也必須形成組成為 B2H6 的分子才 能滿足價(jià)軌道的需要。兩個(gè) B 原子各以兩個(gè) sp3雜化軌道同兩個(gè) H 原子形成 2 個(gè) B H 鍵，這 4 個(gè) 鍵在同一個(gè)平面之上， 剩下的四個(gè)價(jià)電子在 2 個(gè) B 原子 和另外 2 個(gè) H 原子之

15、間垂直于上述平面的兩個(gè)三中心兩電子鍵，一個(gè)在平面之 上，一個(gè)在平面之下，每個(gè)三中心鍵是由一個(gè) H 原子和二個(gè) B 原子共用價(jià)電子 構(gòu)成的，這種 BH B 三中心兩電子鍵稱為氫橋鍵。所以 Al2Cl6 與 B2H6 都是橋式結(jié)構(gòu)，分子中鹵橋鍵及氫橋鍵也都是三中心鍵。但由于 Cl 原子對(duì)由孤電子對(duì)， 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(zhǎng)比 BH 橋鍵的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)一些，鍵能則弱一些。 AlClAl 橋鍵同 BHB橋鍵都是離域鍵，但前者有配鍵性質(zhì)。答： (1) 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)如下：Al3+3e-=AlEA0=-1.66VH2AlO3-+H2O+3e-=Al+

16、4CH -EB0=-1.66V2H +2e -=H2EA0=0.00V2H2O+2e-= H2+2OH-EB0=-0.828V由此可見無論在酸、 水或堿中 Al 都是不穩(wěn)定的， 容易置換溶液中的 H+使之 成為 H2 而自身被氧化為 Al()。但事實(shí)上鋁卻不與水反應(yīng)，這是由于鋁在空氣中 放置時(shí)表面被氧化生成一層致密的 Al2O3 氧化膜，它不能被水溶解，因而隔絕了 與水的進(jìn)一步接觸而使之作用。(2)Al 之所以溶解于 NH4Cl和 Na2CO3溶液中，乃是由于：NH4+ H2O= NH 3? H2O +H+CO32-+ H2O= HCO 3-+OH-在上述水解反應(yīng)中產(chǎn)生了 H+ 或 OH-，而

17、 Al2O3 膜是兩性的，既可溶于酸，又可 溶于堿，所以 Al2O3膜可與水解產(chǎn)生的 H+ 或 OH-作用并被溶解。失去 Al2O3 覆蓋層之后的 Al，便很容易在溶液中反應(yīng)并被溶解。四、計(jì)算題：解： Al3+OH-3=1.910-33 Al3+=0.36mol/LOH 1.9 100.36331.9 10pOH= lg3 1.90.160 =10.76pH=14-pOH=3.24答：開始沉淀時(shí)溶液的 pH 值為 3.242.解：設(shè) Al(OH) 3飽和溶液的摩爾濃度為 x，則： Al 3+OH -3=KspAl(OH) 3即 x?(3x)3=1.3 10-3327 x 4=1.3 10-33x=2.6 10-9OH-=32.610-9=7.810-910-7即 Al(OH) 3 在水溶液中產(chǎn)生的 OH-濃度比水電離出的 OH-濃度少許多倍，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。解