华东师范大学至学年第一学期无机化学下期末考试试题A.docx
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华东师范大学至学年第一学期无机化学下期末考试试题A
华东师范大学2005至2006学年第一学期无机化学下期末考试试题A
华东师范大学期末试卷
2005-2006学年第一学期无机化学(下)期末考试试题A
一、选择题(共20分,每题2分,每题只有一个正确的答案)
1. 对于下列各组物质中,可用Na2S一种试剂逐一鉴别出来的是
(A)NH4Cl、(NH4)2SO4、(NH4)2CO3
(B)Ba(NO3)2、Pb(NO3)2、Al(NO3)3
(C)PbCl2、Bi(NO3)3、AgNO3
(D)Na2S2O3、Na2SO4、Na3PO4
2. 下列硫化物中,不溶于Na2S溶液的是
(A)As2S3 (B)Sb2S3 (C)SnS (D)SnS2
3. 碱土金属的一些性质与碱金属比较,下列叙述错误的是
(A) 更容易形成过氧化物; (B) 密度大 (C) 熔点高 (D) 硬度大
4. 工业上一般采用的制备金属钛的方法是
(A)高温时用C还原TiO2 (B)用H2高温还原TiO2
(C)用金属镁热还原TiCl4 (D)TiCl4受热分解
5. 关于金属铝的卤化物,下列说话中正确的是
(A)AlF3是离子化合物,而其余卤化铝不是典型的离子化合物;
(B)AlF3和AlCl3是离子化合物,而AlBr3 和AlI3是共价化合物;
(C)除AlI3是共价化合物外,其余都是离子化合物;
(D)因为Al3+的半径小,极化能力很强,故铝的卤化物都是共价化合物。
6. 锡、铅的氢氧化物都表现出两性。
按下图所示方向,其酸、碱性的变化是
(A)1和2碱性增强,3和4酸性增强;
(B)1和2酸性增强,3和4碱性增强;
(C)1和3碱性增强,2和4酸性增强;
(D)1和3 酸性增强,2和4碱性增强。
7. 能表现出明显酸性的钒的氧化物是
(A)VO (B)V2O3 (C)VO2 (D)V2O5
8. 酸性溶液中锰的标准生成自由焓与氧化态的关系如下图所示,由此判断能发生歧化反应的是
(A)Mn2+(B)MnO2(C)MnO42-(D)MnO4-
9.Fe(OH)3、Co(OH)3、Ni(OH)3都能与HCl反应,其中属于中和反应的是
(A)Fe(OH)3与HCl的反应; (B)Co(OH)3与HCl的反应;(C)Ni(OH)3与HCl的反应; (D)都是发生的中和反应。
10.下列有关IA和IB族元素性质比较叙述错误的是D
(A)IB族元素的金属性没有IA族的强,原因是作用于最外层电子的有效核电荷IB比IA的多;
(B)IB族元素氧化数有+1,+2,+3三种,而IA族只有+1一种;
(C)IB族元素的第一电离能要比IA族的大;
(D)IB族M+/M的标准电极电势要比IA族的小。
二、填空题(共20分,每空1分)
1. 下图为几种金属硫化物的埃林汉姆图。
各条线形状发生变化是由于相变的缘故。
从图中可以确认各种硫化物提取金属合适冶炼方法、还原剂及温度。
反应
(2)在较低的温度下(大约1073K)可以直接用热分解的方法冶炼Hg。
比较反应(3)和反应
(1),可以采用高温(大约1173K)下的碳热还原,也可采用较低温度(大约1173K)下的氢气还原。
反应(5)一直处于最底部,所以可能必须采用电化学还原的方法。
2.在镧系元素中,由于4f电子对核的屏蔽效果差,随原子序数增加,有效核电荷增加,核对最外层电子的吸引增强,使原子、离子半径逐渐减少,产生重要的镧系收缩现象。
此现象导致第五、第六周期d区过渡金属同族元素原子半径很接近。
在镧系金属的化合物为特征的+III价氧化态,化合物所具有的特征化学键为离子键。
除此之外,也有某些+II和+IV氧化态的化合物。
3.Li和Mg元素的性质表现出相似性,如在过量的氧中燃烧均只形成普通氧化物;化合物共价性较强,能溶于有机溶剂。
这种相似性在周期表中称为对角线关系。
具有这种相似性的元素还包括Be和Al。
出现这种相似性的原因在于这些原子具有相近的静电场力。
三、正确书写下列各反应的化学(或离子)方程式(共15分,每小题3分)
1. 在Ag+离子溶液中,加入少量 Cr2O72-,然后加入Cl-,再加入足够的S2O32-,估计每一步有什么现象出现?
写出有关离子反应方程式。
2. 在MnSO4溶液中,加入适量HNO3,再加NaBiO3后,溶液出现紫红色,但又迅速消失。
2Mn2+ +5NaBiO3 +14H+ =2MnO4- +5Bi3+ +5Na+ +7H2O
2MnO4-+3Mn2+ +2H2O=5MnO2 +4H+
3.HgCl2检验Sn2+的反应
2HgCl2+SnCl2=Hg2Cl2+SnCl4
Hg2Cl2+SnCl2=2Hg+SnCl4
4.二氧化碳泡沫灭火器的化学反应原理离子方程式
2Al3++2CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
5.Cd2+与氨水的反应
四、回答下列各问题(共15分,每小题3分)
1.现有一瓶白色固体, 可能含有SnCl2、SnCl4、PbCO3等化合物, 根据下列实验现象判断哪几种物质确实存在。
(1) 白色固体加水后, 得悬浊液A和不溶固体B。
(2) 悬浊液A中加少量盐酸即澄清, 加入蓝色的碘淀粉液蓝色消失。
(3) 不溶固体B溶于硝酸并放出气体, 在溶液中通入H2S得黑色沉淀, 此沉淀与H2O2反应变成白色沉淀。
解:
含有SnCl2和PbCO3。
2. 什么是p区金属6s2电子的惰性电子对效应?
3.在含Mn2+离子的溶液中,为什么不能采用同H2S气体生成MnS沉淀的方法将Mn2+去除干净?
4.指出下列配离子中,[Mn(H2O)6]2+、[Mn(CN)6]4- 哪个是高自旋的,那个是低自旋的?
为什么?
5. 为什么碱金属中锂的电离能最大而标准电极电势最小?
答:
电离能是基态气体原子失去最外层电子成为气态离子所需要的能量,而电极反应是金属单质失去电子成为水合离子的过程。
锂离子由于半径小,水合能高补偿了电离所需要的能量,所以其标准电极电势最小。
五、推断题(15分)
一银灰色金属粉末A,溶于稀硫酸得含B溶液,于B溶液中加入一种硫酸盐C,可得一种浅绿色单斜晶体D,在D的水溶液中加入NaOH溶液可得白色(或带绿色)沉淀E,E在空气中缓慢变成棕色,最终变为F;在E的滤液中加入过量的NaOH溶液并加热;有一种可使湿润pH试纸变蓝色的气体G逸出;若将溶液B酸化,再滴加溴水溶液,可得淡黄色溶液H,于H中加入黄血盐溶液,立即产生深蓝色的沉淀I。
试写出A-I的化学式及相应的方程式。
六、 计算(共15分)
1.根据下列数据,计算水合Hg22+离子歧化反应的平衡常数。
说明Hg22+(aq)在什么条件下会歧化。
已知:
φ# =0.857V
φ# = 0.793V
2. 某原电池的一边用Ag电极浸入0.10mol/LAg+溶液中,另一边用Zn电极浸入0.10mol/LZn2+溶液中。
向Zn2+溶液中通入NH3形成[Zn(NH3)4]2+络离子,NH3的最终浓度为0.10mol/L,测得此电池的电动势为1.695V,求[Zn(NH3)4]2+的稳定化常数K稳。
然后再向Ag+溶液中通入H2S使之始终处于饱和状态(0.1mol/L),则该原电池的电动势变为多少?
(已知:
ϕ0Ag+/Ag=0.800V,ϕ0Zn2+/Zn=-0.763V;H2S:
Ka1=1.3⨯10-7,Ka2=7.1⨯10-15;Ag2S:
Ksp=3.4⨯10-49)
华东师范大学期末试卷
2005-2006学年第一学期无机化学(下)期末考试试题A答案
一、 选择题(共20分,每题2分,每题只有一个正确的答案)
1. 对于下列各组物质中,可用Na2S一种试剂逐一鉴别出来的是B
(A)NH4Cl、(NH4)2SO4、(NH4)2CO3
(B)Ba(NO3)2、Pb(NO3)2、Al(NO3)3
(C)PbCl2、Bi(NO3)3、AgNO3
(D)Na2S2O3、Na2SO4、Na3PO4
2. 下列硫化物中,不溶于Na2S溶液的是C
(A)As2S3 (B)Sb2S3 (C)SnS (D)SnS2
3. 碱土金属的一些性质与碱金属比较,下列叙述错误的是A
(A) 更容易形成过氧化物; (B) 密度大 (C) 熔点高 (D) 硬度大
4. 工业上一般采用的制备金属钛的方法是C
(A)高温时用C还原TiO2 (B)用H2高温还原TiO2
(C)用金属镁热还原TiCl4 (D)TiCl4受热分解
5. 关于金属铝的卤化物,下列说话中正确的是 A
(A)AlF3是离子化合物,而其余卤化铝不是典型的离子化合物;
(B)AlF3和AlCl3是离子化合物,而AlBr3 和AlI3是共价化合物;
(C)除AlI3是共价化合物外,其余都是离子化合物;
(D)因为Al3+的半径小,极化能力很强,故铝的卤化物都是共价化合物。
6. 锡、铅的氢氧化物都表现出两性。
按下图所示方向,其酸、碱性的变化是B
(A)1和2碱性增强,3和4酸性增强;
(B)1和2酸性增强,3和4碱性增强;
(C)1和3碱性增强,2和4酸性增强;
(D)1和3 酸性增强,2和4碱性增强。
7. 能表现出明显酸性的钒的氧化物是D
(A)VO (B)V2O3 (C)VO2 (D)V2O5
8. 酸性溶液中锰的标准生成自由焓与氧化态的关系如下图所示,由此判断能发生歧化反应的是C
(A)Mn2+
(B)MnO2
(C)MnO42-
(D)MnO4-
9.Fe(OH)3、Co(OH)3、Ni(OH)3都能与HCl反应,其中属于中和反应的是 A
(A)Fe(OH)3与HCl的反应; (B)Co(OH)3与HCl的反应;(C)Ni(OH)3与HCl的反应; (D)都是发生的中和反应。
10.下列有关IA和IB族元素性质比较叙述错误的是D
(A)IB族元素的金属性没有IA族的强,原因是作用于最外层电子的有效核电荷IB比IA的多;
(B)IB族元素氧化数有+1,+2,+3三种,而IA族只有+1一种;
(C)IB族元素的第一电离能要比IA族的大;
(D)IB族M+/M的标准电极电势要比IA族的小。
二、填空题(共20分,每空1分)
1. 下图为几种金属硫化物的埃林汉姆图。
各条线形状发生变化是由于相变的缘故。
从图中可以确认各种硫化物提取金属合适冶炼方法、还原剂及温度。
反应
(2)在较低的温度下(大约1073K)可以直接用热分解的方法冶炼Hg。
比较反应(3)和反应
(1),可以采用高温(大约1173K)下的碳热还原,也可采用较低温度(大约773K)下的氢气还原。
反应(5)一直处于最底部,所以可能必须采用电化学还原的方法。
2.在镧系元素中,由于4f电子对核的屏蔽效果差,随原子序数增加,有效核电荷增加,核对最外层电子的吸引增强,使原子、离子半径逐渐减少,产生重要的镧系收缩现象。
此现象导致第五、第六周期d区过渡金属同族元素原子半径很接近。
在镧系金属的化合物为特征的+III价氧化态,化合物所具有的特征化学键为离子键。
除此之外,也有某些+II和+IV氧化态的化合物。
3.Li和Mg元素的性质表现出相似性,如在过量的氧中燃烧均只形成普通氧化物;化合物共价性较强,能溶于有机溶剂。
这种相似性在周期表中称为对角线关系。
具有这种相似性的元素还包括Be和Al。
出现这种相似性的原因在于这些原子具有相近的静电场力。
三、正确书写下列各反应的化学(或离子)方程式(共15分,每小题3分)
1. 在Ag+离子溶液中,加入少量 Cr2O72-,然后加入Cl-,再加入足够的S2O32-,估计每一步有什么现象出现?
写出有关离子反应方程式。
解:
①第一步有砖红色Ag2CrO4沉淀析出
4Ag+ +Cr2O72-+H2O=2Ag2CrO4↓+2H+
②第二步Ag2CrO4转化为白色的AgCl沉淀
Ag2CrO4+2Cl-=AgCl↓+CrO42-
③第三步AgCl溶于过量的Na2S2O3溶液中,生成[Ag(S2O3)2]3-,因而使AgCl白色沉淀溶解
AgCl+2S2O32- =[Ag(S2O3)2]3- +Cl-
2. 在MnSO4溶液中,加入适量HNO3,再加NaBiO3后,溶液出现紫红色,但又迅速消失。
2Mn2+ +5NaBiO3 +14H+ =2MnO4- +5Bi3+ +5Na+ +7H2O
2MnO4-+3Mn2+ +2H2O=5MnO2 +4H+
3.HgCl2检验Sn2+的反应
2HgCl2+SnCl2=Hg2Cl2+SnCl4
Hg2Cl2+SnCl2=2Hg+SnCl4
4.二氧化碳泡沫灭火器的化学反应原理离子方程式
2Al3++2CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
5.Cd2+与氨水的反应
Cd2++4NH3.H2O=[Cd(NH3)4]2++4H2O
四、回答下列各问题(共15分,每小题3分)
1.现有一瓶白色固体, 可能含有SnCl2、SnCl4、PbCO3等化合物, 根据下列实验现象判断哪几种物质确实存在。
(1) 白色固体加水后, 得悬浊液A和不溶固体B。
(2) 悬浊液A中加少量盐酸即澄清, 加入蓝色的碘淀粉液蓝色消失。
(3) 不溶固体B溶于硝酸并放出气体, 在溶液中通入H2S得黑色沉淀, 此沉淀与H2O2反应变成白色沉淀。
解:
含有SnCl2和PbCO3。
2. 什么是p区金属6s2电子的惰性电子对效应?
答:
周期表中p区下方的金属元素,即Tl,Pb,Bi,和Po在化合物中的特征氧化态依次为+III,+IV,+V,+VI.但是其氧化态表现反常,其低氧化态是稳定的,这是由于存在6s2电子对,称之为“惰性电子对效应”。
3.在含Mn2+离子的溶液中,为什么不能采用同H2S气体生成MnS沉淀的方法将Mn2+去除干净?
答:
采用H2S气体生成沉淀的方法,发生的反应如下,Mn2++H2S=MnS+2H+;其中K=[H+]2/[Mn2+][H2S]=Ka1Ka2/KspMnS.[H+]浓度增大,使得反应更容易向反方向进行。
4.指出下列配离子中,[Mn(H2O)6]2+、[Mn(CN)6]4- 哪个是高自旋的,那个是低自旋的?
为什么?
答:
[Mn(H2O)6]2+是高自旋的,[Mn(CN)6]4-是低自旋的。
因为:
H2O是弱场配体,对与Mn2+的d电子分裂影响不大;而CN-是强场配体,对与Mn2+的d电子分裂影响很大。
5. 为什么碱金属中锂的电离能最大而标准电极电势最小?
答:
电离能是基态气体原子失去最外层电子成为气态离子所需要的能量,而电极反应是金属单质失去电子成为水合离子的过程。
锂离子由于半径小,水合能高补偿了电离所需要的能量,所以其标准电极电势最小。
五、推断题(15分)
一银灰色金属粉末A,溶于稀硫酸得含B溶液,于B溶液中加入一种硫酸盐C,可得一种浅绿色单斜晶体D,在D的水溶液中加入NaOH溶液可得白色(或带绿色)沉淀E,E在空气中缓慢变成棕色,最终变为F;在E的滤液中加入过量的NaOH溶液并加热;有一种可使湿润pH试纸变蓝色的气体G逸出;若将溶液B酸化,再滴加溴水溶液,可得淡黄色溶液H,于H中加入黄血盐溶液,立即产生深蓝色的沉淀I。
试写出A-I的化学式及相应的方程式。
答:
AFe BFeSO4 C(NH4)2SO4 DFeSO4·(NH4)2SO4·6H2O EFe(OH)2 FFe(OH)3 GNH3 HFe2(SO4)3 IKFe[Fe(CN)6]
Fe+H2SO4=FeSO4+H2 FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O
Fe2++2OH-=Fe(OH)2 4Fe(OH)2++O2=4Fe(OH)3+2H2O
NH4++OH-=NH3+H2O 2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-
Fe3++K++[Fe(CN)6]4-=KFe[Fe(CN)6]
六、 计算(共15分)
1.根据下列数据,计算水合Hg22+离子歧化反应的平衡常数。
说明Hg22+(aq)在什么条件下会歧化。
已知:
φ# =0.857V
φ# = 0.793V
解:
根据上述电极电势可求得φ# Hg2+/Hg22+ =0.92v, Hg22+歧化反应为
Hg22+ = Hg2+ +Hg
上式可分解为两个电极反应式:
φ#= 0.92v 负极
φ# =0.793v 正极
平衡常数K
K 值很小,说明离子歧化程度很小,但可创造条件使其歧化,这就是使其生成沉淀或配合物,如
Hg22+ +S2- =HgS↓+Hg↓
Hg22+ +2CN- =[Hg(CN)2]+Hg↓
Hg22+ +4I - =[HgI4]2- +Hg↓
2. 某原电池的一边用Ag电极浸入0.10mol/LAg+溶液中,另一边用Zn电极浸入0.10mol/LZn2+溶液中。
向Zn2+溶液中通入NH3形成[Zn(NH3)4]2+络离子,NH3的最终浓度为0.10mol/L,测得此电池的电动势为1.695V,求[Zn(NH3)4]2+的稳定化常数K稳。
然后再向Ag+溶液中通入H2S使之始终处于饱和状态(0.1mol/L),则该原电池的电动势变为多少?
(已知:
ϕ0Ag+/Ag=0.800V,ϕ0Zn2+/Zn=-0.763V;H2S:
Ka1=1.3⨯10-7,Ka2=7.1⨯10-15;Ag2S:
Ksp=3.4⨯10-49)
解:
(1)ϕAg+/Ag=ϕ0Ag+/Ag+0.0592lg[Ag+]=0.800+0.0592lg0.10=0.741V
ϕZn(NH4)42+/Zn=ϕ0Zn2+/Zn+0.0592/2lg[Zn2+]=-0.763+0.0592/2lg[Zn2+]
E=ϕAg+/Ag-ϕZn(NH4)42+/Zn=0.741+0.763-0.0592/2lg[Zn2+]=1.695V
[Zn2+]=3.52×10-7mol/L
Zn2+ +4NH3=Zn(NH3)42+
初0.10 0 0
平3.52×10-7 0.10 0.10
K稳=[Zn(NH3)4]/[Zn2+][NH3]4=0.10/0.104/3.52×10-7=2.84×109mol/L
(2) ϕZn(NH4)42+/Zn=0.741-1.695=-0.954V
2Ag++H2S=Ag2S+2H+ K平=[H+]2/[Ag+]2[H2S]=Ka1Ka2/KspAg2S
=1.3×10-7×7.1×10-15/3.4×10-49
=2.71×1027
K平很大,认为是反应完全。
[H+]=0.10mol/L [H2S]=0.1mol/L
K平=[H+]2/[Ag+]2[H2S]=0.102/[Ag+]2/0.1=2.71×1027
[Ag+]2=3.70×10-29 [Ag+]=6.07×10-15mol/L
ϕAg2S/Ag=ϕ0Ag+/Ag+0.0592lg[Ag+]=0.800+0.0592lg6.07×10-15=-0.042V
E=ϕAg2S/Ag-ϕZn(NH4)42+/Zn=-0.042+0.954=0.912V