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大学无机化学第十二章试题(卷)与答案解析 

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5. ⑴就铝盐和铝酸盐的生成和性质作一简单扼要的比较。

⑵就Al2Cl6和B2H6的结构作一比较。

6.根据铝在酸性或碱性时的标准电极电势说明:(1)铝在酸、水、碱中溶解的可 能性,以便确定铝在这些溶液中的稳定性。(2)实际上铝不溶于水中,但能溶于 NH4Cl或Na2CO3的溶液中。

四、计算题

⒈在铝盐溶液中滴加碱溶液,并充分搅拌,当刚有Al(OH)3沉淀生成时,溶液中Al3+离子浓度为0.36mol/L,问开始沉淀时溶液的pH值为多少? (已知Ksp[Al(OH)3]=1.9×10-33)?

2.求饱和Al(OH)3水溶液的pH值。(Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33)

3.在pH=10时,要使0.10M铝盐溶液不生成Al(OH)3沉淀,NaF浓度至少需要多大? 参考答案 一、选择题

1.C 2.C 3.A 4. A 5.A 6.D 7.C 8.D 9.A 10A 11.D 12.B 13.C 14.B 15.D 16.A 17.B 18.C 19.D 20.A 21 A 22.

A 23.B 24.B

二、填空题

1、乙硼烷,sp3,缺电子,三中心二电子氢桥健。 2. Al(OH)Cl2+HCl 。

3.表面有一层致密氧化膜覆盖,能被浓硝酸钝化,Na[Al(OH4)],H2 4. 逆,Ga[GaCl4]

5.Na2B4O7.10H2O 二

6..3Tl+4HNO3(稀)===3TlNO3+NO↑+2H2O 7. TlCl3+3KI===TlI↓+I2+3KCl

9.片,氢,分子间力,理解,润滑 10.Cs 和 Ga 11.(C2H5O)3B ,绿 12.蓝,紫,绿,绿,黄

13. ⑴ > ⑵< ⑶> ⑷< ⑸In+ 14. 双聚体, 氯

三、简答题

1.OH-变形小,与Tl+间极化作用差,TlOH为离子化合物;Tl+半径较大,与间的离子键不强;所以TlOH易溶。Cl-变形性比OH-大,Cl-与半径大的Tl+间有相互极化作用,TlCl中共价成分较大;所以,TlCl难溶。

2.三氯化硼的共价性比三氯化铝强,而分子半径比三氯化铝小,因而三氯化硼的沸点应比三氯化铝低

3.CuCl2中的Cu2+电子构型为3d0,有一个单电子,因而CuCl2为顺磁性。InCl2化合物是由In + 和 In3+构成,即可以写成In[InCl4],,In + 和 In3都无单电子,因而InCl2是反磁性的。

4. 答:Al和B的价电子层结构都是ns2np1,最高氧化态为+3,都是缺电子原子,都有桥状结构化合物,都有MX3卤化物和M2O3氧化物。MX3是缺电子化合物,为路易斯酸,容易形成卤化物(如AlCl3、BF3等)。这些卤化物也都容易水解。 但两者金属性不同,Al为金属,B为非金属,Al(OH)3系两性,而B(OH)3为酸。 5.答:⑴Al、Al2O3或Al(OH)3与酸作用都得铝盐(Al3+);与强碱作用,都生成铝酸盐(AlO2?)。

铝盐和铝酸盐一般都溶于水,只要价结合的相反电荷离子无色,这些盐一般无色,它们都水解。Al3+水解使溶液显酸性,而AlO2?水解使溶液显碱性。

ClAl⑵ClClAlClClHBHBHHCl HH

Al为缺电子原子,它与Cl2结合形成双聚分子而具有桥状结构。Al原子进行sp3杂化,每个Al原子与3个Cl原子形成3个Al~Cl?键,还有一个sp3空轨道可以接受来自Cl原子的孤对电子对,形成三中心四电子键,生成桥键配位化合物。这种桥键称卤桥键。

B也是缺电子原子,它与氢形成化合物时也必须形成组成为B2H6的分子才能满足价轨道的需要。两个B原子各以两个sp3杂化轨道同两个H原子形成2个B—H?键,这4个?键在同一个平面之上,剩下的四个价电子在2个B原子和另外2个H原子之间垂直于上述平面的两个三中心两电子键,一个在平面之上,一个在平面之下,每个三中心键是由一个H原子和二个B原子共用价电子构成的,这种B—H—B三中心两电子键称为氢桥键。

所以Al2Cl6与B2H6都是桥式结构,分子中卤桥键及氢桥键也都是三中心键。但由于Cl原子对由孤电子对,H原子没有;Al的原子半径比B大,Cl的原

子半径比氢大,Cl桥键的键长比B—H桥键的键长长一些,键能则弱一些。Al—Cl—Al桥键同B—H—B桥键都是离域键,但前者有配键性质。 6. 答:(1)有关标准电极电势如下:

Al3++3e-=Al EA0=-1.66V H2AlO3-+H2O+3e--=Al+4CH- EB0=-1.66V

2H++2e-=H2 EA0=0.00V 2H2O+2e-= H2+2OH- EB0=-0.828V

由此可见无论在酸、水或碱中Al都是不稳定的,容易置换溶液中的H+使之成为H2而自身被氧化为Al(Ⅲ)。但事实上铝却不与水反应,这是由于铝在空气中放置时表面被氧化生成一层致密的Al2O3氧化膜,它不能被水溶解,因而隔绝了与水的进一步接触而使之作用。

(2)Al之所以溶解于NH4Cl和Na2CO3溶液中,乃是由于: NH4++ H2O=== NH3? H2O +H+ CO32-+ H2O=== HCO3-+OH-

在上述水解反应中产生了H+ 或OH-,而Al2O3膜是两性的,既可溶于酸,又可溶于碱,所以Al2O3膜可与水解产生的H+ 或OH-作用并被溶解。失去Al2O3 覆盖层之后的Al,便很容易在溶液中反应并被溶解。

四、计算题:

⒈解:[Al3+][OH-]3=1.9×10-33 [Al3+]=0.36mol/L

?33?331.9?101.9?10 pOH=?lg3=10.76 pH=14-pOH=3.24 [OH]?30.360.6?答:开始沉淀时溶液的pH值为3.24。

2.解:设Al(OH)3

饱和溶液的摩尔浓度为x,则:[Al3+][OH-]3=Ksp[Al(OH)3] 即x?(3x)3=1.3×10-33 27 x4=1.3×10-33 x=2.6×10-9

∴[OH-]=3×2.6×10-9=7.8×10-9<10-7

即Al(OH)3在水溶液中产生的OH-浓度比水电离出的OH-浓度少许多倍,基本 上不影响水的电离,故Al(OH)3水溶液的pH值就是水的pH值,等于7。

3.解:已知Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33

K稳[AlF63-]=6.9×1019 Al3++3 OHAl3++6F-Al(OH)3 AlF63-

当pH=10时,[H+]=10-10M,则[OH-]=10-4M 如在此条件下不生成Al(OH)3沉淀,则

[Al3+]=Ksp/[OH-]3≤(1.3×10-33)/[10-4]3≤1.3×10-21 M

又K稳=[AlF63-]/([Al3+][ F-]6)

[ F-]6=[AlF63-]/([Al3+]K稳)

∵[ F-]=[0.10/(1.3×10-21×6.9×1019)]1/6=1.0M 故若要不生成Al(OH)3沉淀则[ F-]≥1.0M。

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大学无机化学第十二章试题(卷)与答案解析 

5.⑴就铝盐和铝酸盐的生成和性质作一简单扼要的比较。⑵就Al2Cl6和B2H6的结构作一比较。6.根据铝在酸性或碱性时的标准电极电势说明:(1)铝在酸、水、碱中溶解的可能性,以便确定铝在这些溶液中的稳定性。(2)实际上铝不溶于水中,但能溶于NH4Cl或Na2CO3的溶液中。四、计算题
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