武汉大学版无机化学课后习题答案(第三版)第17章 d区元素(1).doc

1、D 区元素（ 1） 1. 钛的主要矿物是什么？简述从钛铁矿制取钛白得反应原理。 解：钛的主要矿物有钛铁矿 FeTiO2 反应原理： FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O TiOSO4 + 2H2O = TiO2H2O + H2SO4 TiO2H2O = TiO2 + H2O 2. 解释 TiCl3和 Ti(O2)OH(H2O)4+ 有色得原 因。 解： TiCl3显色是因为产生了电核跃迁， Ti(O2)OH(H2O)4+有色是因为 O22-离子变形性较强， d d 跃迁所引起。 3. 完成并配平下列反应方程式。 （ 1） Ti + HF （ 2） Ti

2、O2 + H2SO4 （ 3） TiCl4 + H2O （ 4） FeTiO3 + H2SO4 （ 5） TiO2 + BaCO3 （ 6） TiO2 + C + Cl2 解： (1) Ti + 5HF = H2TiF6 + 2H2 (2) TiO2 + H2SO4 = TiOSO4 + H2O (3) TiCl4 + 2H2O = TiO2 + 4HCl (4) FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O (5) TiO2+ BaCO3 = BaTiO3 + CO2 (6) TiO2 + 2C + 2Cl2 = TiCl4 + 2CO 4. 完成下列反应

3、（ 1） TiI4在真空中强热； （ 2） FeTiO3和碳得混合物在氯气中加热； （ 3） 向含有 TiCl 26 得水溶液加入过量得氨； （ 4） 向 VCl3的水溶液加入过量的氨； （ 5） 将 VCl2的固体加到 HgCl2水溶液中。 解： (1) TiI4 = Ti + 2I2 (2) 2FeTiO3 + 6C + 5Cl2 = 2FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO (3) TiCl62- + NH3 = Ti(NH3)64+ + 6Cl- (4) VCl3 + Na2SO3 = (5) VCl2 + HgCl2= 5. 根据下列实验写出有关的反应方程式：将一瓶 TiCl4 打

4、开瓶塞时立即冒白烟。向瓶中加入浓 HCl 溶液和金属锌时生成紫色溶液，缓慢地加入 NaOH溶液直至溶液呈碱性，于是出现紫色沉淀。沉淀过滤后，先用 HNO3处理，然后用稀碱溶液处理，生成白色沉淀。 解： TiCl4 + 3H2O = H2TiO3 + 4HCl 2TiCl4 +Zn = 2TiCl3 + ZnCl2 TiCl3 + 3NaOH = Ti(OH)3 + 3NaCl 3Ti(OH)3 + 7HNO3 = 3TiO(NO3) + 2 NO + 8H2O TiO2+ + 2OH- + H2O = Ti(OH)4 6. 利用标准电极电势数据判断 H2S， SO2， SnCl2和金属 Al

5、能否把 TiO2+离子还原成 Ti3+离子？ 解：由查表得： VAlAlEVSnSnEVSHSE VSOHSOEVTiTi OE 67.0/,15.0/,141.0/ 20.0/,1.0/ 3242 322432 因为 EAl3+/Al ECr2O72-,Cr3+ 故反应向右进行 24试求下列反应的平衡常数，并估计反应是否可逆 MnO4 + 5Fe2+ + 8H+ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O 解： 059.0lg nEK EMnO4-,Mn2+ = 1.51V EFe3+， Fe2+ = 0.771V LgK =059.0 )771.051.1(5 得 ： K = 4.241062

6、 故 反应不可逆 25 用二氧化锰作原料，怎样制备： (1)硫酸锰； (2)锰酸钾； (3)高锰酸钾。 解： MnO2 + H2SO4 + H2O2 = MnSO4 + O2 + 2H2O 2MnO2 + 4KOH + O2 = 2K2MnO4 + 2H2O 2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 + 2KCl 26根据下列电势图 MnO4 69.1 MnO2 23.1 Mn2 IO 3 19.1 I2 535.0 I 写出当溶液的 PH=0 时，在下列条件下，高锰酸钾和碘化钾反应的方程式： （ 1） 碘化钾过量； （ 2） 高锰酸钾过量。 解： (1) 2MnO4- + 10I- +

7、16H+ = 2Mn2+ + 5I2 + 8H2O (2) 6MnO4- + 5I- + 18H+ = 6Mn2+ + 5IO3- + 9H2O 27什么是同多酸和杂多酸？写出仲酸铵， 12 钨磷酸钠的分子式。绘图表示仲钼酸根， 12 钨磷酸根的结 构。 解：同多酸： 若干水分子和二个以上同类酸酐组成的酸 杂多酸： 若干水分子和二个以上不同类酸酐组成的酸 仲钼酸铵 ： (NH4)6(Mo7O24) 12-钨磷酸钠 Na3P(W12O40) 28称取 10.00g 含铬和锰的刚样，经适当处理后，铬和锰被氧化为 Cr2O 27 和 MnO4 的溶液，共 250.0cm3。精确量取上述溶液 10.0

8、0cm3，加入 BaCl2溶液溶液并调节酸度使铬全部沉淀下来，得到 0.0549gBaCrO4。另取一份上述溶液 10.00cm3，在酸性介质中用 Fe2+溶液 0.075moldm-3)滴定，用去 15.95cm3。计算刚样铬和锰的质量分数。 解： Cr% = 82.210000.10 102503.253520549.0 % Mn% = 1 0 000.10 5 0 0 095.54)3/521 0 0 0100 2 8 2.0102 5 095.150 7 5.0(= 1.50% 29. 某溶液 1dm3，其中含有 KHC2O4H 2C2O42H2O50.00g。有一 KMnO4溶液 4

9、0.00cm3可氧化若干体积的该溶液，而同样这些体积的溶液刚好 30.00cm3的 0.5mol dm-3NaOH溶液。试求： （ 1） 该溶液的 C2O 24 离子和 H+的浓度； （ 2） KMnO4溶液的浓度 (moldm-3)。 解： (1) nH+=nOH =0.50.03=0.015mol H+=0.015mol/L (2)被 30Ml0.5N NaOH 溶液中和的 KHC2O42H2O 质量为： W = n M = 300.510-3254.2/3 =1.271g 被 40mL xmoldm-3 KMnO4 溶液氧化的 KHC2O42H2O 的质量为： W = 40x254.2/

10、4 10-3 =2.542x g 两者相等： 1.271g = 2.542x g 得： MnO4- = 0.50moldm-3 30根据物质的标准生成热，求算下列 反应的热效应 (NH4)2Cr2O7(s) N2 (g) + C2O3 (g)+ H2O (g) 已知： H7224)( OCrNH= -1807.49Kmoi-1 H32OCr= -1129.68 Kmoi-1 HOH2= -97.49 Kmoi-1 解： H = - H(NH4)2Cr2O7 + 4 HH2O + HCr2O3 = -(-1807.49) + 4(-97.49) + (-1129.68) =287.85KJmol-1