《北师大无机化学四版习题答案20章d区金属二》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北师大无机化学四版习题答案20章d区金属二（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第 20 章 d 区金属（二）第五、六周期 d 区金属20.1 简述第五、第六周期 d 区金属与第四周期 d 区金属的主要差别。答：由于(n1)d 和 ns 能级交错的情况更多一些，所以第二、三过渡元素中就出现了多个具有特殊电子构型的元素。第三电离能或更高级的电离能与第一电离能或第二电离能之差，则是第一过渡系元素远比第二、三过渡元素的大。第五、六周期 d 区金属元素为 d 区重过渡元素，第四周期 d 区金属中 Sc、Ti 属轻金属。第二、三过渡系列元素的高氧化态稳定，低氧化态化合物不常见，而第一过渡系元素的低氧化态稳定。第二、三过渡元素配合物的配位数较高，形成金属金属键的元素较多。第一过渡系
2、元素既可形成高自旋，也可形成低自旋八面体配合物，而第二、三过渡系金属离子一般只形成低自旋化合物。第二、三过渡系元素磁性要考虑自旋轨道耦合作用，化合物的磁矩只能按，而第一过渡系元素化合物的磁矩基本符合自旋关系式)1()(LSef。2nf20.2 为什么锆、铪及其化合物的物理、化学性质非常相似，如何分离锆和铪？答：因为锆、铪的外层电子构型相同(n-1)d 2ns2，原子半径相等，所以锆、铪及其化合物的物理、化学性质非常相似。分离锆、铪主要采取离子交换或溶剂萃取法。 离子交换法是利用强碱型酚醛树脂 R-N(CH3)3+Cl 阴离子交换剂，使 Zr 和 Hf 形成的ZrF62 、HfF 62 离子与阴
3、离子树脂进行吸附交换，由于锆、铪配离子与阴离子树脂结合能力不同，所以可以用 HF 和 HCl 混合液为淋洗剂，使这两种阴离子先后被淋洗下来。Zr-Hf 的溶剂萃取法就是利用 Zr、Hf 的硝酸溶液与有机相磷酸三丁酯（TBP）或三锌胺（TDA ）的甲基异丁基酮溶液混合振荡萃取的过程，由于锆的配位能力比铪强，比较容易进入有机溶剂相中，因而达到分离效果。20.3 举出铌、钽化合物性质的主要差别以及分离铌和钽的方法？解：铌、钽化合物性质的主要差别：Nb 2O5 和 Ta2O5 与过量的碱金属氢氧化物或碳酸盐共熔，然后溶于水时，生成同多酸根阴离子的溶液，当 pH7 时，Nb 产生水合氧化物沉淀，当 pH
4、10 时，Ta 产生水合氧化物沉淀。Nb 2O5 和 Ta2O5 溶于 HF 和 KF 的溶液中，生成的 K2TaF7 是难溶的，而 K2NbOF5H2O是可溶的。NbF 5 在弱酸溶液中的水解产物依赖于 HF 的量和浓度，可生成 M2NbF7 或 M2NbOF5；而TaF5 的水解产物是 M2TaF7。分离铌和钽，目前常用溶剂萃取法：例如：钽的化合物可被甲基异丁酮从稀的 HF 溶液中萃取出来，增加水溶液相的酸度，可使铌的化合物被萃取到新的一批有机物相中去，以此达到分离目的。20.4 锌汞齐能将钒酸盐中的钒（）还原至钒（） ，将铌酸盐的铌（）还原至铌（） ，但2不能使钽酸盐还原，此实验结果说明
5、了什么规律性？答：此实验结果说明过渡元素同一族从上到下特征氧化态升高，高价态趋于稳定，20.5 试以钼和钨为例说明什么叫同多酸？何谓杂多酸？举例说明。答：同多酸：两个或两个以上相同的酸酐和若干水分子组成的酸。杂多酸：不同的酸酐和若干水分子组成的酸。例：杂多酸 H4BW12O40 H4AsMo12O40 H4SiMo12O40 H3PMo12O40同多酸 H2Mo3O10 H6W6O21 H10W12O4120.6 选择最合适的方法实现下列反应：（1）溶解金属钽； （2）制备氯化铼； （3）溶解 WO3。答： （1）溶解金属钽：将金属钽加入硝酸和氢氟酸的混合液中。（2）制备氯化铼：铼与氯气直接加
6、热 2Re + 5Cl2 2ReCl5（3）溶解 WO3：将 WO3 加入碱的水溶液中WO3 + 2NaOH Na2WO4 + H2O20.7 选择最合适的制备路线和实验条件制备下列物质：（1）以锆矿石为原料制备金属锆；（2）以铌铁矿为原料制备金属铌；（3）以辉钼矿为原料制备金属钼；（4）以黑钨矿为原料制备金属钨。解：（1）（2）（3）（4）以黑钨 矿 为 原 料 制 备 金 属 钨 。20.8 依据铂的化学性质指出铂制器皿中是否能进行有下述各试剂参与的化学反应：（1）HF （ 2）王水 （3）HCl + H2O2 （4）NaOH + Na2O2 （5）Na 2CO3 （6）NaHSO 4 （
7、7）Na 2CO3 + S （8）SiO 2解：（1）HF （） （2）王水 （） （3）HCl + H2O2 （）（4）NaOH + Na2O2 （） （5）Na 2CO3 （） （6）NaHSO 4 （）（7）Na 2CO3 + S （） （8）SiO 2 （）钯、铂在有氧化剂存在时与碱一起熔融，都会变成可溶性化合物。320.9 完成有关铂系金属分离图中各步反应方程式。Pt: 3Pt + 4HNO3 + 18HCl 3H2PtCl6 + 4NO+ 8H 2OAu + 4HCl + HNO3 HAuCl4 + NO+2H 2OPd + 4HCl + 2HNO3 H2PdCl4 + 2NO2+
8、 2H2OHAuCl4 + 3FeCl2 3FeCl3 + Au+ HClHPtCl6 + 2NH4Cl (NH4)2PtCl6 + 2HCl(NH4)2PtCl6 2Cl2+ 2NH 3+ 2HCl+ Pt3Pt + 4HNO3 + 12HCl + 6NaCl 3Na2PtCl6 + 4NO+ 8H2ONa2PtCl6 + 2NH4Cl (NH4)2PtCl6+ 2NaCl(NH4)2PtCl6 2Cl2+ 2NH3+ 2HCl + PtPd: H2PdCl4 + 2NH3H2O Pd(NH3)2Cl2 + 2HCl + 2H2OPd(NH3)2Cl2 Pd + 2NH3+2Cl 2Ir:
9、IrO2 + 4HCl + 2NH4Cl (NH4)2IrCl6 + 2H2O(NH4)2IrCl6 + 2H2 Ir + 2NH4Cl + 4HClRu: Ru + 3Na2O2 Na2RuO4 + 2Na2ORuO42 + Cl2 RuO4 + 2Cl2RuO4 + 22HCl 2H3RuCl6 + 5Cl2+8H 2OH3RuCl6 + 3NH4Cl (NH4)3RuCl6+3HCl2(NH4)3RuCl6 + 3H2 2Ru + 6NH4Cl + 6HClOs：Os + 8Na2O2 + 8H2O Na2OsO4(OH)2 + 14NaOH+2O2OsO4 + 4NaOH Na2OsO
10、2(OH)4 + Na2O2OsO2(OH)42 +4NH4Cl OsO2(NH3)4Cl2 + 4H2O + 2ClOsO2(NH3)4Cl2 + 3H2 Os + 2NH4Cl + 2NH3 + 2H2ORh: 2Rh + 3NaHSO4+ O2 Rh2(SO4)3 + 3NaOHRh2(SO4)3 + 6NaOH 2Rh(OH)3+3Na 2SO4Rh(OH)3 + 6HCl H3RhCl6 + 3H2OH3RhCl6 + 6NaNO2 + 3NH4Cl (NH4)3Rh(NO2)6 + 6NaCl + 3HCl(NH4)3Rh(NO2)6 + 6HCl (NH4)3RhCl6 + 6H
11、NO22(NH4)3RhCl6 + 3H2 2Rh + 6NH4Cl + 6HCl20.10 完成并配平下列反应：（1）ZrCl 4 + 9H2O ZrOCl28H2O + 2HCl（2）(NH 4)2ZrF6 ZrF4 + 2NH3+2HF（3）Nb 2O5 + 2NaOH 2NaNbO3 + H2O（4）MoO 3 + 2NH3H2O (NH4)2MoO4 + H2O（5）(NH 4)2MoO4 + 3H2S +2HCl MoS3+2NH 4Cl + 4H2O（6）2RuO 4 + 16HCl 2RuCl3 + 8H2O + 5Cl2（7）3Pt + 4HNO 3 + 18HCl 3H2P
12、tCl6 + 4NO+ 8H 2O（8）(NH 4)2PtCl6 Pt + 2Cl2+ 2NH 4Cl（9）K 2PtCl6 + K2C2O4 K2PtCl4 + 2KCl + 2CO2（10）PdCl 2 + 2KOH PdO H2O + 2KCl灼 烧灼 烧灼 烧熔 融 点 燃燃 烧 共 熔点 燃共 溶420.11 比较铂系元素与铁系元素的异同？答：同：熔点都比较高；氧化态变化相似，和副族一样，不再呈现与族数相对应的最高氧化态；能形成各种类型配合物。异：铁系元素丰度大而铂系元素为稀有元素；铂系气态原子电子构型特例多，而铁系则不是；铂系金属吸收气体的能力大；铂系金属的化学稳定性很高，铁系是中
13、等活泼金属；铁系元素常用来制造金属材料，铂系金属主要用作催化剂。20.12 完成下列变化，写出反应方程式：（1）Nb 2O5 NbCl5 NbOCl3 Na2NbOCl5； Nb2O5 + 5CCl4 2NbCl5 + 5COCl2隔 绝 空 气C702NbCl5 + O2 2NbOCl3 + 2Cl2NbOCl3 + 2NaCl Na2NbOCl5（2）MoO 3 MoO42 MoCl3 MoO3 + 2NH3H2O (NH4)2MoO4 + H2O2MoO42 + 3Zn + 16H+ + 6Cl 2MoCl3 + 3Zn2+ + 8H2O（3）Pt PtF6 XePtF6 Pt + 3F
14、2 Pt F6PtF6 + Xe XePtF6（4）Rh RhCl3 RhI3 2Rh + 3Cl2 2RhCl3 RhCl3 + 3KI RhI3+3KCl（5）Pt H2PtCl6 (NH4)2PtCl6 Pt 3Pt + 4HNO3 + 18HCl 3H2PtCl6 + 4NO+ 8H 2OH2PtCl6 + 2NH4Cl (NH4)2PtCl6 + 2HCl(NH4)2PtCl6 Pt + 2Cl2+ 2NH 4Cl20.13 指出下列化合物的结构：（1）Nb 6O198 （2）ZrO 2 （3）Mo 7O246答：（1）Nb 6O198 由 6 个 NbO6 八面体聚集起来的八面体结构，中心的氧原子为全体 6 个八面体共用，在每个 NbO6 八面体的 6 个氧原子中，有 4 个氧原子分别与 4 个 NbO6 共顶点，第五个氧原子与 5 个 NbO6 共用一个顶点，第六个氧原子本身属于这个 NbO6 八面体，所以Nb6O198 中 M 与 O 的组成为：NbO 11+(1 )+(4 )1 69523（2）在 ZrO2 中，Zr 的配位数为 7，Zr 位于立方体的中心，有 4 个氧位于立
