无机化学考研辅导2

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4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2 (2)在浸取的Na2CrO4溶液中加入Na2S溶液还原

2Na2CrO4+6Na2S+23H2O=8Cr(OH)3↓+3Na2S2O3+22NaOH

(3)将Cr(OH)3在高温下灼烧

2Cr(OH)3=Cr2O3+3H2O (4)用铝热剂还原Cr2O3

Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3

3、从辉钼矿(MoS2)中提取MoO3的主要步骤: (1)焙烧: 2MoS2+7O2=2MoO3+4SO2 (2)加氨水浸取: MoO3+2NH3·H2O=(NH4)2MoO4+H2O (3)加(NH4)2S除Cu2+等杂质

Cu(NH3)42++(NH4)2S→CuS↓+2NH4++4NH3↑

(4)酸化析出钼酸: (NH4)2MoO4+2HCl=H2MoO4↓+2NH4Cl (5)热解: H2MoO4=MoO3+H2O 4、Cr(Ⅲ)化合物

Cr2O3实验室制法:(NH4)2Cr2O7=Cr2O3+N2+4H2O Cr2O3的两性氧化物:

Cr2O3+6H+→2Cr3++3H2O

Cr2O3+2OH-+3H2O→2Cr(OH)4-(或CrO2-)

Cr3+在水溶液中以Cr(H2O)63+形式存在,为紫色。铬盐溶液常呈绿色,这是因为内界H2O被其他离子置换的缘故,如[Cr(H2O)6]Cl3为紫色。[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O为淡绿色,

[Cr(H2O)4Cl2]·Cl·2H2O为暗绿色。Cr3+在碱性溶液中易被氧化为CrO42-,如:

2Cr3++3H2O2+10OH-=2CrO42-+8H2O

5、Cr(Ⅵ)化合物

Cr2O72-与CrO42-之间存在平衡:2CrO42-(黄)+2H+=Cr2O72-(橙红)+H2O

因为BaCrO4(黄色),PbCrO4(黄色),Ag2CrO4(红色)为难溶盐,而重铬酸盐较易溶解,所以K2Cr2O7溶液中加Ba2+、Pb2+、Ag+时均生成相应的铬酸盐沉淀。这些反应主要用来检验CrO42-和Cr2O72-,或Ba2+、Pb2+、Ag+。

在酸性溶液中Cr2O72-与H2O2反应生成兰色CrO5,也可检验Cr2O72-。

Cr2O72-+4H2O+2H+→2CrO5+5H2O

K2Cr2O7是实验室常用的氧化剂,可氧化许多还原性物质,产物为Cr3+。

6、钼和钨化合物

MoO3(白色)和WO3(黄色)不溶于水,但可溶于氨水或强碱溶液中生成相应的盐。如:

MoO3+2NH3.H2O→(NH4)2MoO4+H2O WO3+2NaOH→Na2WO4+H2O

酸化钼酸盐和钨酸盐均可析出相应的钼酸和钨酸。 (NH4)2MoO4+2H+→H2MoO4↓+2NH4+ Na2WO4+2H+→H2WO4↓+2Na+

与H2CrO4比较,H2MoO4、H2WO4具有如下特性:难溶于水,氧化性弱;酸性弱,形成多酸能力强。

在酸化的钼酸盐和钨酸盐溶液中通H2S,可得相应棕色的硫化物沉淀:

MoO42-+3H2S+2H+→MoS3↓+4H2O WO42-+3H2S+2H+→WS3↓+4H2O

在酸化的钼酸盐或钨酸盐溶液中加入磷酸盐或硅酸盐,并稍加热,可制得钼或钨的杂多酸盐,如:

12MoO42-+3NH4++HPO42-+23H+=(NH4)3[P(Mo3O10)4]·6H2O↓(黄)+6H2O

此反应可用于来鉴定MoO42-和PO43-。 五、锰

1、常见氧化态

有+2、+3、+4、+6、+7,在酸性溶液中,+2最稳定,MnO4-、MnO42-、MnO2、Mn3+都是较强的氧化剂。 2、由软锰矿(MnO2)制取KMnO4的步骤:

(1)软锰矿与KOH混合,在氧化剂存在下热熔融。氧化剂可是空气中的O2或KClO3,KNO3等,如:2MnO2+4KOH+O2→2K2MnO4+2H2O

(2)酸化K2MnO4溶液,歧化为KMnO4和MnO2。

3MnO42-+4H+→2MnO4-+MnO2↓+2H2O

也可通入Cl2或用电解等方法将MnO42-氧化为MnO4-。 (3)锰的化合物

KMnO4是实验室中常用的氧化剂之一,稳定性较差,加热易放出O2:

4KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2

4MnO4-+4H+→4MnO2↓+3O2↑+2H2O

KMnO4还原产物随介质酸碱性不同而不同;酸性介质还原为Mn2+;中性或弱碱性介质中还原为MnO2;强碱性介质中还原为MnO42-。

习题1:对同一族元素来说,随周期数增加,为什么主族元素低氧化态趋于稳定,而过渡元素高氧化态趋于稳定?

习题2:为什么Ti、Zr、Hf不溶于稀HCl、稀H2SO4或HNO3,

却容易溶于酸性较弱的氢氟酸中?

习题3:为什么只存在VF5不存在VCl5?而对Nb、Ta来说,既

存在五氟化物也存在五氯化物? 习题4:解释下列现象

(1)BaCrO4和BaSO4溶度积相近,为什么前者能溶于强酸,而后者却不溶?

(2)为什么Fe能使Cu2+还原,而Cu能使Fe3+还原? (3)为什么Cu(NH3)+无色而Cu(NH3)42+呈深兰色? (4)变色硅胶为什么干燥时呈蓝色,吸水后变粉红色?

习题5:已知Cr(OH)3的Ksp=6.3×10-31,Cr(OH)4-的β4=6.3×1029,求: (1)在1.0L 0.1mol·L-1 Cr3+溶液中逐滴加入碱液,当Cr(OH)3 沉淀完全时溶液的pH值。

(2)将上述沉淀过滤并溶于1.0L NaOH溶液中,欲使其刚好全部溶解,则NaOH溶液的浓度为多少?

练 习 题

1. 完成并配平下列反应方程式. (1) TiO2 + H2SO4(浓 )→ (2) TiO2+ + Zn + H+→ (3) Ti3+ + CO32- + H2O → (4) NH4VO3→

(5) V2O5+ NaOH →

(6) VO2+ + H2C2O4 + H+ → (7) Cr(OH)3+ Br2+ OH- → (8) Cr2O3+ Al →

(9) Cr2O72- + Fe2+ +H+ → (10) MnCO3→

(11) MnO4- + H2O2 + H+ → (12) MnO2 + H2SO4(浓 )→ (13) Mn2+ + BiO3- + H+ → (14) MnO4- + SO32- + H2O → (15) KMnO4 (S)→

2. 根据下列实验现象,给出反应方程式.

(1) 向酸性VOSO4溶液中滴加KMnO4溶液,则溶液由蓝色变为黄色

(2) 在酸性介质中,用Zn还原Cr2O72-时,溶液由橙色经绿色最后变为蓝色,放置一段时间后,又变为绿色.

(3) 向MnSO4溶液中滴加NaOH溶液有白色沉淀生成,在空气中放置沉淀变为棕褐色. 3. 解释下列实验现象. (1) TiCl3·6H2O晶体一般呈紫色,有时也可能为绿色的TiCl3·6H2O的晶体

(2) 三氯化钛溶液与氯化铜溶液混合后稀释有白色沉淀析出 (3) 四氯化钛试剂瓶打开后会冒白烟

(4) 向K2Cr2O7与H2SO4溶液中加入H2O2,再加乙醚并摇动,乙醚层为蓝色,水层逐渐变绿

(5) 向BaCrO4固体加浓盐酸时无明显变化,经加热后溶液变绿 (6) 向K2Cr2O7溶液中加AgNO3溶液,有砖红色沉淀析出,再加NaCl溶液并煮沸,沉淀变为白色

4. 用反应方程式表示下列合成过程 (1) 用钛铁矿制备金属钛 (2) 由铬铁矿制备铬黄 (3) 由黑钨矿制备钨粉 (4) 由MnS制备KMnO4

(5) 由MnSO4制备K4[Mn(CN)6]

5. 设计方案将含有Al3+、Cr3+、Mn2+、Zn2+离子的溶液进行分离。 6. 暗绿色固体A,不溶于水,将A 于NaOH共熔得易溶于水的化合物B,将B溶于水后加入H2O2得黄色溶液C,向C中加稀硫酸至酸性后转化为橙色溶液D,向酸化的D溶液中滴加Na2SO3变绿色溶液E,向E中加入氨水得灰蓝色沉淀F,再加入NH4Cl并微热则F溶解得紫红色溶液G,试确定A~G各为什么物质,并给出相关的反应方程式。 7. 棕黑色粉末A不溶于水,将A与稀硫酸混合后加入H2O2并微热得无色溶液B。向酸性的B中加NaBiO3粉末后得紫色溶液C,向C中加入NaOH溶液至碱性后滴加Na2SO3溶液有绿色溶液D生成。向D中滴加稀硫酸又生成A和C。少量的A可在室温下与浓盐酸作用生产暗黄色溶液E,加热后有黄绿色气体F和近无色的溶液G生成。向B中滴加NaOH溶液有白色的沉淀H生成。H不溶于过量的NaOH。但在空气中H逐渐变为棕黑色。请确定A~H各为什么物质,并给出相关的反应方程式。 8. 下列的化合物都有颜色。指出那些化合物的颜色是由电荷跃迁引起的。

(1)[Cu(NH3)4]SO4深蓝

(2)K4[Mn(CN) 6]深紫 (3)[Ni(NH3) 6]SO4蓝色 (4)K2[MnBr4]黄绿 (5)Ag2CrO4砖红 (6)BaFeO4红色 (7)Na2WS4橙色 (8)(NH4) 2MoS4橙红 (9)Cu[CuCl3]棕褐 (10)(NH4) 2Cr2O7橙红

9. 写出钛与热的浓盐酸,氢氟酸反应的离子方程式.试解释两者差别的原因

10. 如何利用Ti3+离子的还原性来测定溶液中钛的含量?

11. 简述向正钒酸盐的溶液中加酸时,钒酸根的聚合情况及颜色的变化,并解释V2O5和多钒酸根离子有颜色的原因

12. 试写出用氧化还原容量法测定钒的离子方程式(还原剂以2价的铁离子和草酸为例)

13. VO2Cl的盐酸溶液与较强的还原剂锌汞齐反应,溶液中的颜色会发生什么样的变化.写出相应的化学反应方程式

14. 三氯化铬中配位水被氨分子取代时,能生成多少种配合物?它们的颜色如何变化?试用晶体场理论解释.

15. 现有一不锈钢样品,含有Fe、Ni Cr和Mn四种金属,试设计一种简单的定性分析方法。

16. 第一过渡元素中,哪些离子可能表现出明显的姜-泰勒畸变?

17. 简述V2O5的性质和用途

18. 计算溶液中0.1mol/LCr3+不发生水解的最低的PH值。 [Cr(H2O)6]3+==[Cr(OH)(H2O)5]2+ + H+ K=10-4

19. 在K2Cr2O7的饱和溶液中加入浓H2SO4,并加热到200℃时,发现溶液的颜色变为蓝绿色,经检验反应开始时溶液中并无任何还原剂存在,试说明上述变化原因。 20. 铬酸洗液是怎样配制的?为什么它有去污能力?如何使用它比较合理?失效时有何外观现象?怎样再生?

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