第十四章 答案
1. 金刚石中碳原子采取sp3杂化，C原子与C原子之间以共价键结合形成原子晶体，∴金刚石的主要特征为高硬度，高熔点，高沸点，不导电。石墨中碳原子采取sp2杂化，一个C原子与三个C原子以共价键连接形成层状结构，每个C原子上还有一个垂直于层状平面的p轨道，这些p轨道重叠形成离域π键，其p电子离域在每一层上，另外层与层之间是分子间作用力，∴石墨是混合型晶体，它的主要特征为具有润滑性，导电性和导热性。 2. CO与N2物理性质相似之处：具有较低的熔点和沸点，具有相近的临界温度和临界压力：
**. (℃)
**. (℃)
临界压力(atm)
临界温度(℃)
－190 －140 CO －200 36
－196 －146 N2 －210 33
化学性质相似之处：CO与N2都不助燃；化学性质不同之处：CO作还原剂，N2的还原性很差；CO可以作为配体，而N2配位能力弱。
CO与N2分子性质之所以不同是因为 C O ，在CO分子中O原子上的一对电子占有C原子的2p轨道，增强了C的电子密度，∴C原子的配位能力强于N2（ N N ）分子中的N原子。CO2与N2O相似性很小，而差异性很大，显然它们并不是等电子体之故。 3. SiCl4 ?(1)
(3)(2) Na2SiO3???SiHCl3 ?Si?? ?(4)
(5)(6)(7)(8) H2SiF6???SiF4???SiO2???Na2SiO3???H2SiO3 (1) Si + 2Cl2高温SiCl4 (2) Si + 2NaOH + H2ONa2SiO3 + 2H2↑
(3) Si + 3HCl(g)(5) 3SiF4+ 4H2O(7) SiO2 + Na2CO3250－300℃SiHCl3 + H2 (4) SiO2 + 2MgSi + 2MgO H4SiO4 + 2H2SiF6 (6) SiO2 + 4HFSiF4 + 2H2O
－
Na2SiO3+ CO2↑ (8) SiO32 + 2H+H2SiO3↓
4. SiO2晶体属于原子晶体，基本单元为SiO4，Si原子为四面体中心，四个O原子位于正四
面体的顶点，原子之间以—O—Si—O—共价键相连，∴以固体状态存在；而CO2是直线型分子，低温下固体CO2属于分子晶体，每个CO2分子通过分子间作用力连接，作用力很弱，温度略微上升，分子间作用力就被破坏而形成单个CO2分子，∴常温时为气态。
－
5. Si原子除了3s、3p价轨道外，还有3d空价轨道，∴可以形成SiF62（配位数可以大于4），
－－
即SiF4 + 2FSiF62，而CF4中C原子的配位数已达饱和（∵C原子只有2s、2p价轨
－
道），因此CF4不能与F离子反应。
6. SiC与金刚石为等电子体，Si、C原子都采取sp3杂化，形成金刚石结构，∴SiC是原子晶体，高硬度，可作磨砂；A12O3离子晶格能极高，∴硬度也大，故也可以作为工业用磨砂。 7. CH4和CCl4不发生水解，而SiH4和SiC14会强烈水解的原因有两条：第一、SiH4和SiC14
有能量较低的3d轨道，能接受H2O中羟基上的孤电子对，而CH4和CCl4无空的d轨道； 第二、 C—H C—Cl Si—H Si—Cl
－1
键能(kJ·mol) ** ** ** **
－1
而OH的键能E(O—H)＝462.75 kJ·mol，E(Si—Cl)的能量比E(C—Cl)的能量更接近于E(O—H)，∴SiC14发生水解而CCl4不发生水解。
8. 虽然二氧化硅和水反应是吸热的，但硅胶的吸水作用是由于硅胶为多硅酸，是多孔性物质，水汽存在于多孔中，∴硅胶可以作干燥剂。 9. 因为SnC14许多物理性质不像典型的盐，如SnC14是无色液体，而且是许多非极性分子（I2、P4、S8等）的良好溶剂，∴不能把SnC14归为盐类。 10. Sn、Pb在IVA族中的下方，C、Si在IVA族中的上方，∴Sn、Pb的金属性大于C、Si，∴Sn、Pb比C、Si更易失电子，Sn、Pb的＋2氧化态要比C、Si的＋2氧化态更稳定；Pb2+最外层是6s2惰性电子对，∴Pb2+更难失去电子，即Pb2+比Sn2+更稳定， 11. (1) PbO (2) Pb3O（或分别为+2、+4） (3) Pb(CH3COO)2 4Pb的氧化数为+8/3，12. SnC12、PbSO4一定存在：SnC12水解，生成Sn(OH)Cl↓，它可溶于HCl(aq)，SnC12也可
－
与I2反应生成I离子而使淀粉溶液褪色，∴A是Sn(OH)Cl。 SnC12 + HOHSn(OH)Cl↓ + HCl Sn(OH)Cl + HClSnC12 + H2O SnC12 + 2HCl + I2SnC14 + 2HI B为PbSO4，∴PbSO4一定存在。
－－－－－
PbSO4 + 4OHPb(OH)42 + SO42 PbSO4+ 2AcPbAc2(aq) + SO42(aq) PbAc2 + H2SPbS↓(黑色) + 2HAc Bi(NO3)3、As2O3和Sb2S3不存在。
13. A—Pb(N3)2，B—Pb，C—N2，D—Pb(NO3)2，E—NO，F—PbC12，G—Mg3N2，
H—Mg(OH)2，J—NH3，K—PbS，L—HCl，M—S。
Pb(N3)2Pb + 3N2 3Pb + 8HNO33Pb(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O 2NO + O22NO2
－－
PbC12在热水中溶解度增大，PbC12 + 2ClPbCl42 3Mg + N2Mg3N2 Mg3N2 + 6H2O3Mg(OH)2↓ + 2NH3↑
－－
PbCl42 + H2SPbS↓(黑色) + 2H+ + 4Cl 3PbS + 8HNO33Pb(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O + 3S↓
14. M—Sn，A—SnCl4，B—SnCl2，C—(C6H5)4Sn，D—(C6H5)2SnCl2，E—SnS，
F—(NH4)2SnS3。 Sn + 2C12SnCl4 Sn + SnCl42SnCl2
－
SnCl2 + 2Hg2+Sn4+ + Hg22+ + 2Cl
－
SnCl2(过量) + Hg22+Sn4+ + 2Hg↓ + 2Cl
－NO2△ + 3SnCl2 + 6H+SnCl2 + 2Fe3+4C6H5MgBr + SnCl4(C6H5)4Sn + SnCl4 + 3Sn4+ + 6Cl + 2H2O －
Sn4+ + 2Fe2+ + 2Cl
－NH2－
(C6H5)4Sn + 2MgBr2 + 2MgCl2
2(C6H5)2SnCl2 + 2C6H5Cl
C6H5n(C6H5)2SnCl2 + nH2O2nHCl + Si OC6H5n2HCl + SnS↓ SnS + (NH4)2S215. X—Sn，Y—SnS，Z—Na2SnO3。 Sn + 2HClSnCl2 + H2↑ SnCl2 + 2NaOH
SnCl2 + H2S(NH4)2SnS3 Sn(OH)2↓ + 2NaCl
SnS32[黄色硫化铵中一定含(NH4)2S2]
Sn + O2SnO2 SnO2 + 2NaOHNa2SnO3 + H2O 16. 取四种溶液少量分装四支试管，加入少量HgCl2，有黑色Hg↓出现者原溶液为SnC12；另取Al2(SO4)3、MgSO4、Na2CO3溶液少量分装三支试管，分别加入过量NaOH(aq)，无
Sn + SSnS SnS + S2
沉淀产生的原溶液为Na2CO3；有白色沉淀产生，加入过量NaOH(aq)后沉淀不消失者原溶液为MgSO4；先出现白色沉淀，加入过量NaOH(aq)后沉淀消失，原溶液为Al2(SO4)3。 17. (1) 加入HCl(aq)，有白色沉淀者原溶液为AgNO3(aq)；
－－
(2) 加入NaOH(aq)至过量，K+、Ba2+、AlO2、Pb(OH)42、Na+为溶液，有NH3放
出者，原溶液为NH4NO3，有沉淀者为Mg(OH)2、Ca(OH)2、Hg(OH)2；
－
(3) 在K+、Ba2+、Al(OH)3、Pb(OH)42、Na+中分别滴加HCl，有沉淀者为Al(OH)3，
Pb(OH)2；加入过量HCl(aq)，再加入H2S(aq)，有白色沉淀者原溶液为Al(NO3)3；有黑色沉淀者原溶液为Pb(NO3)2；
－
(4) 在K+、Ba2+、Na+中分别加入SO42离子，有白色沉淀者，原溶液为Ba(NO3)2； (5) 在K+、Na+离子的溶液中分别加入Na3[Co(NO2)6]溶液，有沉淀者，原溶液为
KNO3，无沉淀者，其原溶液为NaNO3；
(6) 另取加碱有沉淀的Mg2+、Ca2+和Hg2+三种溶液分装三支试管，加入SnCl2(aq)，
有黑色沉淀者，其原溶液为Hg(NO3)2；
－
(7) 另取Mg2+、Ca2+溶液，加入OH，再不断通入CO2气体，先有白色沉淀，然
后消失者，其原溶液为Ca(NO3)2，白色沉淀不消失者，其原溶液为Mg(NO3)2。
－
18. SiO2(s) ＋ 4HF(g) ? SiF4(g) ＋ 2H2O(g) ?rH m ＝－53.09 kJ?mol1
－
SiO2(s) ＋ 4HCl(g) ? SiCl4(g) ＋ 2H2O(g) ?rH m ＝+127.78 kJ?mol1
SiO2(s)与HF(g)反应是放热的，而SiO2(s)与HCl(g)反应是吸热的，虽然两个反应的?rSm都小于零，但在常温下，│?rH m│>T?rSm ，∴在常温下，第一个反应的?rG m<0，即氢氟酸可以腐蚀玻璃，而第二个反应的?rG m >0，即盐酸不能腐蚀玻璃（对于第二个反应而言?rG m总是大于零）。 19. (1) GeC14 + 2H2OGeO2↓ + 4HCl (2) GeCl4 + 2(NH4)2SGeS2↓ + 4NH4Cl GeS2 + (NH4)2S(过量)(NH4)2GeS3 (3) SnO2 + 2NaOH－
(4) [Sn(OH)6]2 + CO2浓HSO熔融2－－
Na2SnO3 + H2O
－
H2SnO3↓ + CO32 + 2H2O
24 (5) HCOOHCO↑ + H2O
－－
(6) 2Ag(NH3)2+ + 4OH + CO2Ag↓ + 4NH3 + 2H2O + CO32 (7) GeS + (NH4)2S2(NH4)2GeS3 (8) GeCl4 + Ge2GeCl2 (9) Pb3O4 + 4HNO32Pb(NO3)2 + PbO2↓ + 2H2O 20. A—Si，B—H2，C—SiO2，D—SiF4，E—H2SiO3，F—H2SiF6，G—Na2SiO3，F—Na2SiF6。
Si + O2SiO2 SiO2 + 4HFSiF4 + 2H2O
3SiF4 + 3H2OH2SiO3↓ + 2H2SiF6 H2SiO3 + 2NaOHNa2SiO3 + 2H2O Na2SiO3 + 2NH4ClH2SiO3 + 2NaCl + 2NH3↑ H2SiF6 + NaCl(过量)Na2SiF6↓ + 2HCl
21. Sn—Pb合金。合金与浓HNO3共煮生成的白色↓不溶于酸，也不溶于碱，只溶于熔融苛
燃烧
无机化学习题-14
