大學無機化學下期末考試卷

1、無 機 化 學（下）期 末 考 試 試 卷化學、材料化學、臨床醫(yī)學2008級 2009年5月25日姓名: 班別： 學號: 一、選擇題: 請把正確答案的字母填在各小題前的( )內(nèi)。(15分)( B ) 1. 鍵能大小正確的順序是 A. B-B C-C Si-Si B. C-C B-B Si-Si C. Si-Si B-B C-C D. C-C Si-Si B-B( D ) 2. 下列各組元素中，性質(zhì)最相似的兩種元素是 A. Co和Ni B. Mg和Al C. B和Si D. Mo和W( C ) 3. 用氫氧化鈉熔融法分解礦石時最合適用的容器是 A. 鉑坩堝 B. 石英坩堝 C. 鎳坩堝 D. 鐵

2、坩堝( D ) 4. 過量氨水加于Hg2Cl2，生成 A. Hg(OH)2 B. Hg(NH3) 2+ C. Hg(NH3) 42+ D. HgNH2Cl + Hg ( A ) 5. 可以用于治療癌癥的含鉑藥物是 A. cis-PtCl2(NH3)2 B. PtCl4 C. H2PtCl6 D. trans-PtCl2(NH3)2( D ) 6. 下列各組元素中，都可以形成多酸的是 A. V，Ag，Zn B. Fe，Co，Ni C. B，N，P D. Mo，Si ，P ( A ) 7. 可用PdCl2溶液檢測的氣體是 A. CO B. CO2 C. O3 D. Cl2 ( B ) 8. 下列化

3、學方程式正確的是 A. SiO2(s) + 2Cl2(g) = SiCl4(l) + O2(g) B. 2H2S(aq) + SnCl4(aq) = SnS2(s) + 4HCl(g) C. 2H2S(aq) + PbCl4(aq) = PbS2(s) + 4HCl(g)D. Cu2+(aq) + 4I-(aq) = CuI42-(aq)( C ) 9. 既可溶于NaOH，又可溶于氨水的是 A. Ni(OH)2 B. Fe(OH)3 C. Zn(OH)2 D. Al(OH)3( A ) 10. 某金屬離子在八面體弱場中的磁矩為4.9 B.M.，而在八 面體強場中的磁矩為0 B.M.，該金屬離子

4、可能是 A. Co3+ B. Mn2+ C. Cr3+ D. Fe3+( C ) 11. 下列各對配合物穩(wěn)定性順序不正確的是 A. Fe(CN)63- Fe(H2O)63+ B. Fe(CN)64- HgI42- D. Al(OH)4- Zn(OH)42-( C ) 12. 下列配合物中，不滿足“有效原子序規(guī)則”的是 A. Fe(CO)5 B. Mn2(CO)10 C. V(CO)5 D. Fe(C5H5)2( B ) 13. 以Fe2O3(s)為原料制備高鐵酸鹽應選擇的試劑是 A. NaClO + 稀H2SO4 B. KNO3 + KOH C. H2O2 + 稀H2SO4 D. 濃H2SO4

5、 + Cl2(g)( D ) 14. 下列配離子中, 分裂能DO最大的是A. Fe(CN)64- B. Fe(H2O)62+C. Ru (CN)64- D. Os(CN)64-( A ) 15. 63 Eu3+ 離子是許多發(fā)光材料中的激活離子，其基態(tài)價電子構型是 A. 4f 6 B. 4f 56s1 C. 4f 55d 1 D. 4f 45d 16s1二、填空題 (15分)1. TlCl3(s) 在313 K分解，相應的化學方程是 TlCl3(s) = TlCl(s) + Cl2(g) ，化學式為TlI3(s)的化合物存在，其中Tl元素的氧化數(shù)是 +1 ；上述現(xiàn)象說明 Tl（III）的強氧化性

6、，是由6s2惰性電子對效應引起 。2. “鑭系收縮”是指 從La到Lu，隨著原子序數(shù)遞增，增加的電子進入4 f， Z*增加很小，因此相鄰兩元素原子半徑僅略為縮小 (r 1pm)；但La Lu共15種元素，累積的原子半徑縮小值r相當大，達 14.2 pm ；其影響包括：（1）第六周期幾種元素Hf（鉿）,Ta（鉭）和（鉬）與同族第五周期元素原子半徑相近，性質(zhì)相似；（2）同一副族（VB VIII）: 第一電離能第五周期 第六周期 (或 IIIB族元素釔(Y)成為“稀土”一員) 。3Fe(CO)5中，F(xiàn)e-CO所形成的化學鍵包括： 鍵和 d *反饋 鍵; 該配合物紅外吸收光譜中CO的伸縮振動頻率比自由

7、CO的振動頻率 小（低） 。4. 82Pb元素原子基態(tài)核外電子排列是： Xe4f145d106s26p2 (或全部寫出) 。5Na3VO4溶液黃色，原因是 荷移躍遷 ；Co(NH3)62+溶液土黃色，可歸結于 d - d躍遷 。6癸硼烷-14（B10H14）分子結構拓撲圖如下。按照Lipscomb提出的成鍵模型，該分子中的“多中心缺電子鍵”包括 3c-2e 鍵、 3c-2e鍵和3c-2e 鍵。三、寫出下列反應的化學方程式或離子方程式： (共15分)1. 酸性介質(zhì)中以標準KMnO4溶液測定Fe2+含量的反應：2KMnO4 + 10 FeSO4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5Fe2(S

8、O4)3 + K2SO4 + 8H2O或：MnO4-(aq) + 5 Fe2+(aq) + 8H+(aq) = Mn2+(aq) + 5Fe3+(aq) + 4H2O(l)2. SnCl2溶液與FeCl3溶液反應：SnCl2(aq) + 2FeCl3(aq) = SnCl4(aq) + 2FeCl2(aq)3. V2O5(s)與稀H2SO4反應：V2O5(s) + 2H+(aq) = 2VO2+(aq) + H2O(l)4. 向Hg(NO3)2溶液加入Hg(l)并振蕩，發(fā)生的反應：Hg2+(aq) + Hg(l) = Hg22+(aq)5. Co2O3(s)溶于HCl(aq)：Co2O3(s)

9、 + 6H+(aq) + 2Cl-(aq) = 2Co2+(aq) + Cl2(g) + 3H2O(l)四、簡要回答下列問題: (共30分)1由光譜實驗測得電子成對能和分裂能，測定結果如下： Fe(H2O)62+ Fe(CN)64- o / cm-1 10400 33000 P / cm-1 17600 17600(1) 用VB法分別寫出這兩種配離子的雜化、成鍵過程；(2) 用晶體場理論（CFT）說明這兩種配離子在中心離子d軌道能級分裂后的d電子排布，并計算各自的CFSE；(3) 討論這兩種配離子的磁性;(4) 評論VB和CFT法分別處理這兩種配合物穩(wěn)定性和磁性之優(yōu)劣。(18分)解：（1）Fe

10、(H2O)62+sp3d2雜化Fe2+ 3d 6 3d6 (sp3d 2)0(sp3d 2)0(sp3d 2)0(sp3d 2)0(sp3d 2)0(sp3d 2)0 s s s s s s 2px2 2px2 2px2 2px2 2px2 2px2H2O H2O H2O H2O H2O H2OFe(CN)64-3d6(基態(tài)：3dxy23dxz13dyz13dx2-y21 3dz21) 3dxy23dxz23dyz23dx2-y203dz20d2sp3雜化 3d6 (d2sp3)0(d2sp3)0(d2sp3)0(d2sp3)0(d2sp3)0(d2sp3)0 s s s s s s 2px2

11、 2px2 2px2 2px2 2px2 2px2CN- CN- CN- CN- CN- CN-晶體場理論：Fe(H2O)62+ o P，強場低自旋排列：(t2g)6(eg)0，CFSE = 6 (-4 Dq) + 0 (+6Dq) = -24 Dq（3）配離子的磁性：按VB法：Fe(H2O)62+：Fe2+作sp3d2雜化，內(nèi)層3d6電子排列不變，d2 d1 d1 d1 d1，成單電子數(shù)n = 4, 磁矩mm = B.M. = 4.9 B.M.Fe(CN)64-：Fe2+作d2sp3雜化，內(nèi)層3d6電子及最外層成鍵電子全部成對，成單電子數(shù)n = 0, 磁矩mm = B.M. = 0 B.M.

12、CFT法：Fe(H2O)62+ o P，強場低自旋排列：(t2g)6(eg)0，成單電子數(shù)n = 0, 磁矩mm = B.M. = 0 B.M.（4）配合物穩(wěn)定性和磁性：VB法：認為Fe(H2O)62+和是外軌型配合物，而Fe(CN)64-是內(nèi)軌型配合物，故穩(wěn)定性Fe(H2O)62+ Fe(H2O)62+，故穩(wěn)定性Fe(CN)64- Fe(H2O)62+。根據(jù)中心離子d軌道在晶體場中的能級分裂情況，得到這兩種配離子在中心離子d軌道能級分裂后的d電子排布，可知Fe(H2O)62+是順磁性配合物，而Fe(CN)64-是逆磁性配合物，二者磁矩已在（3）算出。CFT法以CFSE判斷配合物穩(wěn)定性，是半定

13、量判斷；由中心離子d軌道能級分裂后的d電子排布，可計算出配合物的磁矩。2. 碳是冶金工業(yè)中重要的還原劑，欲由C(石墨)還原氧化鋅ZnO(s)，制備金屬鋅。有關反應（a）、（b）、（c）和（d）的T圖（Ellingham圖）見下。C(s) + O2(g) = CO2(g) （a）2 C(s) + O2(g) = 2 CO(g) （b）2 CO(g) + O2(g) = 2 CO2(g) （c）2 Zn(s) + O2(g) = 2 ZnO(s) （d）根據(jù)有關的Ellingham圖，進行熱力學分析，提出合理的制備路線，并寫出有關的化學方程式。 (12分)1200 1300解：反應（a）的較小，基

14、本不隨溫度變化；反應（b）隨溫度升高而減?。环磻╟）和（d）隨溫度升高而增大。反應（b）-（d），得：ZnO(s) + C(石墨) = Zn(s) + CO(g)在（b）和（d）兩線交點對應的溫度T1（大約1200 K），該反應的0，高于這個溫度碳還原氧化鋅的反應可以自發(fā)進行，反應產(chǎn)物是CO。只有溫度高于（a）和（d）兩線交點對應的溫度T2時，反應產(chǎn)物才是CO2?？梢赃x擇約1230 K，以C(石墨)還原氧化鋅ZnO(s)，制備金屬鋅，主要反應為：ZnO(s) + C(石墨) = Zn(s) + CO(g)五、碳族、硼族、銅鋅族和d區(qū)過渡金屬小結（A4，2版面，另紙書寫）。 （10分)六、計算

15、題 (15分)銀不溶于鹽酸，但可溶于氫碘酸，通過求下列反應在298 K的標準平衡常數(shù)，解釋上述現(xiàn)象： 2 Ag(s) + 2 HI(aq) = 2 AgI(s) + H2(g) 已知：j (Ag+/Ag)= 0.799 V, Ksp(AgI)= 8.910-17. 解：視為原電池的放電反應:負極： Ag(s) + I- (aq) = AgI (s) + e (氧化反應)正極： 2H+(aq) + 2e = H2 (aq) (還原反應)首先求 AgI(s) + e = Ag(s) + I-電極反應的j (AgI/Ag) 。 AgI (s) = Ag+(aq) + I-(aq) Ksp = Ag+ I- Ag+ = Ksp(AgI)/I- （注意I- = 1 moldm-3）j (AgI/Ag) = j (Ag+/Ag) =j (Ag+/Ag) +