24铁系元素习题Word文档格式.docx

1、+ 2+ 3+（4） Mn O4+ 5Fe + 8H 二 Mn + 5Fe + 4H2O（5） K+ + Fe3+ + Fe（CN）e 4- = KFeFe（CN）e J （普鲁士蓝）24-3解释下列问题（1）钻（川）盐不稳定而其配离子稳定，钻（U）盐则相反; 当12不能氧化Fe2+,但在KCN存在下，b能氧化F0（3）蓝色的变色硅胶放在空气中逐渐变成粉红色。（4）Fe与CI2可以得到FeCb,而Fe与HCI作用只得到FeCb；Co和Ni的相对原子质量与原子序数的顺序为何相反?（6）CoCl2与NaOH作用所得到沉淀久置后再加浓HCI有氯气产生?（7）试从生成焙、电极电势、电离能的数据，讨论铁

2、 （川）不如镭（H）稳定的原 因；（8）向Co（NHs） eSO4溶液中滴加浓盐酸，溶液由棕黄转为粉红色，并进一步 变为 蓝色。（9）向少量FeCb溶液中加入（NH4）2C2O4溶液后，滴加少量KSCN溶液并不出 现 红色，但再滴加盐酸则溶液立即变红。（10）通常Fe*的配合物总不如Co%的配合物稳定。讥Co3+/Co2+） = 1.84V, Co3+是强氧化剂，不稳定,在酸性溶液中易 被还原为Co2+,因此Co3+不稳定，Co?+稳定。（d电子成单电子数减少）但它们形成配 合物后，电极电势发生很大变化：如：Co（NHs） e3+ + e Co（NHs） e2+ =0.1V电极电势降低，所以C

3、o（川）变得很稳定，以至空气中的氧就能把CO（NH3）62+3+氧化成CO（NH3）6。（2）软（I2/）v软（Fe3+/Fe2+）,仁不能氧化Fe巴在KCN存在时，FG+生成 T Fe（CN）6。配离子,而 护（Fe（CN）637Fe（CN）64）v 护（hT）,所以，此 时 12 能 将Fe（CN）6 产氧化为Fe（CN）63o（3）变色硅胶中含有吸湿指示剂（C0CI2）,随所含结晶水的数目不同，颜色不 同。COCI26H2O COCI22H2O 二 CoCbHzOAA COCI2蓝 粉红色 紫红色 紫色蓝色 （4） Fe 与 CI2 反应， 氧化剂：CI2 ：（Cl2/CI ） = 1.

4、36Vn 3+还原剂：Fe（Fe /Fe）= 0.037V化性的溶液中置换出氢气。（5）Co元素的天然同位素，相对原子质量为 58.9;而Ni元素有五种天然同位素，且较轻的一种丰度较大，因此计算出的相对原子质量为 58.7（6）2NaOH + COCI2二 Co（OH）2j（粉红）+ 2NaCI4Co（OH）2 + O2+2H2O= 4Co（OH）3 （棕褐色）Co（OH）a 是强氧化剂:2Co（OH）3 + 6HCI = 2C0CI2 + CkT + 6H2O Mn（ii）与Fe（川）比较如下：Mn（I）Fe（m）IV|n+的厶 fH （kJ mol-1）-220.7485-1I （kJ m

5、ol）1=717.411=759.12=1508.612=156113=2957被氧化 ：e（v）A:1.512.2被氧化 e（V）B:-0.050.72被还原 e（V）-1.180.77被还原 。（-0.78从以上数据知：Fe原子失去3个电子形成卩63+所需的电离能与MM+相比相差较 大,形成水合离子放出能量则相对较多，总能量Fe3+要大得多，故Fe（m）无 论在酸 性介质还是碱性介质中，其氧化能力都比Mn（I）要强，因此Mn（I）要比Fe（川）稳定。2+ 2+ -L（8） Co（NH 3）6 + 6H+ + 6H2O = Co（H2O）e + 6 NH4Co（H2O）6戶 + 4CI- =

6、 CoCI + 6 H2O244举出鉴别Fe?+、Mn2 Co?+和2?+离子的常用方法。245试设计一最佳方案,分离Fe3 Al叭C&和Ni?离子?24- 6 Ag Cu2 Mn2 Fe2 Fe叭Co2 N中哪些离子能在水溶液中氨合?Ag+、Cu2 Co2+、Ni2+在水溶液中会氨合为 Ag（NHa）: , Cu（NHa） 2 Co（NHa）: +3+ 2+O2Co（NH3）3, ,Ni（NH3）6o24- 7 Fe与过量稀HN03作用得到什么产物？试从电极电势的大小说明之。查 有关电极电势如下：n 3+ 2+ n 2+ n（Fe /Fe ） = 0.77 V, （Fe /Fe） = -0.

7、44 V, （NOs/NO） = 0.96 V Fe 与稀：o=-O.44 V= 0.77 V=0.96 VHNO3作用得到 Fe3+、NO、H2O因为 Fe?+2e_ FeFe3+ 首-Fe2+NOa4- 4H + 3e NO + 2H2O3+ 所以稀HNO3能把Fe氧化到Fe。24-8 已知：12/N=O.54 V -Fe3+/Fe2+） = 0.77 VK 稳（Fe（CN）63 ） = 1.0 1042 K 稳（Fe（CN）e4 ）=1.0 1035通过计算解释为什么4不能氧化F0却能氧化Fe（CN）d匕 并计算出反应的平衡 常 数。由于形成配合物，而配合物稳定常数相差很大，而使 Fe3

8、+/F*+电对的电极电势改变：Fe（CN）护一Fe3 CNT6在CN = Fe （CN） 3 = 1.0 mol dm 3 时，Fe3+=:（Fe（CN）3 / Fe（CN） D= : （Fe3+ / Fe2+） + 0.0592 IgFe=0.77 + 0.0592 Ig輙传心（Fe（CN）e）1.0 1035=0.77 + 0.0592 |g 0 i42=0.77 0.41 = 0.36 （V）（k/门 r（Fe（CN）67Fe（CN）6）所以山不氧化Fe2+,却能氧化Fe（CN）：E=0.18 V1Fe（CN）4-+Ah= Fe（CN）3+ I-0.059 0.059= 1.808 V件

9、 = 1.229 V24- 9 已知 Co3+ + e Co2+02 + 4H + 4e 2H2OCo（NH3）2 的 K 稳=1.41035,Co（NH3）6+ 的 K 稳=1.3105, NHa 的 K; = 1.8 105（1）试确定Co3+在水溶液中能否稳定存在？ 当体系中加入氨水后，试确定 Co（NHs）6 配离子在1.0 mol dm3氨水中能否稳定存在（设各物质浓度均为10 mol dm3）o不能。因为；e （CO3+/CO2+） 0（O2 / H2O）2+ 1 +所以2CO3 + H2O = 2CO + O2 + 2HK 稳（Co（NHs）2）K 稳（CO（NH3）6）1.31

10、05=1.808 + 0.0591 lg M /1.41035=0.033 （V）NH3+ H2ONH4 + OH c（Co（NH3）67 Co（NHs）2 ） = （Co3+/Co2+） + 0.0591 lg OH = 1.8 10* 1.0 = 4.2 10 3 （mol dm 3）H = （1 10 14）/（4.2 103） = 2.4 1012 （mol dm ）e（O2 / H2O） = 1.229 + 00591 lg （2.4 1012）4 = 0.542 （V）40 3+ 2+ 0因为.（Co（NH3）6/Co（NH3）6） - 4- 2NaCI3.4 Fe（OH）2+O2

11、+ 2H2O = Fe（OH）3 红棕色燃烧4.2 Fe（OH）3 Fe2O3 + H2O5.6Fe2Q31673K, . ： 4FesQ4 O26.Fe（OH）a + 3HCI = FeCh + H2O3+ - 2+7.2Fe + 2I = 2Fe + 12- 2-8.2 Fe（OH）s + 10OH + 3CI2=2FeQ + 6CI + 8H2O9.Fe& + Ba2+ = BaFed 红棕色24-12-种不锈钢是Ni、Cr、Mn、Fe的合金，试设计一种简单的定性分析方法。24-13根据钳的化学性质，指出在钳制容器中，能否进行下述各试剂参与的化学反 应。（1）HF； （2）王水; H2O

12、2+HCI : （4） Na24-14回答下列问题：（1）什么叫鋼系元素？鋼系元素？内过滤元素？（2）什么叫鋼系收缩？钢系收缩？（3）鋼系元素和鋼系元素在价电子层结构上有什么相似之处？在氧化态上有 何差异？原因何在？答：（1）周期表中第57号元素鋼到71号元素镭共15种元素统称为鋼系元素（用 Ln表示）周期表中第89号元素钢到103号元素镑共15种元素统称为鋼 系元素（用An表示），澜系元素和鋼系元素统称内过渡系元素。（2）锄系元素的原子半径和离子半径随着原子序数的增加而逐渐减少的现象称为翎 系收缩。鋼系元素的原子半径和离子半径随有效核电荷增加而减少的现象称为钢系收 缩。24-15解释下列问题

13、：（1）为什么錮系元素的常见氧化态是+川？（2）牡、镁、铀为什么出现多种氧化态？（3）牡、镁、铀的主要氧化态为+ IV、+ V、+ VI ,为什么不把它们分别归入第四、五、六副族中？（1）由于纟阑系金属在气态时，失去2个S电子和1个d电子或2个S电子和1个f电子所需的电离能比较低，所以一般能形成稳定的+ III氧化态。（2）在钢系元素中，社、镁、铀，5f, 6d能量接近，有利于f电子从5f向6d轨道跃 进，5f电子易参加成键，从而呈现高氧化态。24-16写出由独居石制备社和从沥青铀矿制备铀的主要反应方程式。24-17举例说明钢表元素与辆系元以及d过渡元素的相似之处？（1）鯛系元素价电子层结构有两种4fn6s2和4仟15小6 （,钢系元素价电子构型 也有两种 5fn7s2 和 5fn-16d17s2o（2）氧化态方面：澜系元素的正常氧化态是+ 3,鋼系元素（Th-Am）存在多种 氧 化态，但Am以后的元素在水溶液中共同的氧化态是+ 3o d过渡元素存在可变的 氧化态。（3）离子颜色：水溶液中，大多数 Ln 3+呈现一定的颜色，离子的显色是由于ff跃迁而引起的，与d过渡水合离子显色dd跃迁相似。（4）都是金属，最外层电子及ns1_2o25-18哪些钢系元素是自然界中存在的？哪些是人工合成的?