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

（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