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 =TiO2•H2O↓ + H2SO4 TiO2•H2O = TiO2 + H2O2. 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） TiO2 + 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（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)6]4+ + 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↓ + ZnCl2TiCl3 + 3NaOH = Ti(OH)3 + 3NaCl3Ti(OH)3 + 7HNO3 = 3TiO(NO3) + 2 NO ↑+ 8H2OTiO2+ + 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能否把TiO2+离子还原成Ti3+离子？解：由查表得：因为EθAl3+/Al 解：(1) MnSO4 + 6KCN = K4[Mn(CN)6] + K2SO4(2) 4MnO2+6H2SO4 = 2Mn2(SO4)3+6H2O+O2Mn2(SO4)3+12KCN=2K3Mn(CN)6+3K2SO4 (3) MnS + 2O2 = MnO2 + SO2 2MnO2 + 4KOH +O2 = 2K2MnO4 + 2H2O 2K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + 2KOH + H2(4) MnCO3 + 2HNO3 = Mn(NO3)2 + H2O + CO2Mn(NO3)2 = MnO2 + 2NO22MnO2 + 4KOH +O2 = 2K2MnO4 + 2H2O (5) BaMnO4+K2SO4 = K2MnO4+BaSO4 K2MnO4+CO2=KMnO4+MnO2+2K2CO3 KMnO4+SO32-+H2O=2MnO2+SO42-+2OH-(中性条件下) 3MnO2=Mn3O4+O2(加热) Mn3O4+8Al = 4Al2O3+9Mn8．向铬酸钾的水溶液通入CO2时，会发生什么变化？解：溶液由黄色变为橙色9．完成并配平下列反应方程式（1） V2O5 + NaOH（2） V2O5 + HCl（3） VO43- + H+(过量) （4） VO2+ + Fe2+ + H+（5） VO2+ + H2C2O4 + H+解：(1) V2O5 + 2NaOH = 2NaCO3 + H2O V2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2O(2) V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3H2O(3) VO43- + 4H+(过量) = VO2+ + 2H2O(4) VO2+ + Fe2+ + 2H+ = VO2++ Fe3++ H2O(5) 2VO2+ + H2C2O4 + 2H+ = 2VO2+ + 2CO2↑ + 2H2O10．钒酸根离子在水溶液中的组成取决于哪些因素？这些因素怎样影响平衡 VOV2O (V3O, V10O等)。 解：取决于(1) 溶液的pH值，随着pH值的下降，聚合度增大，但若加入足够量 的酸，溶液中存在稳定的VO2+离子 (2)钒酸根浓度的大小，浓度低于10-4mol•dm-3时，溶液中存在的仅为单体钒酸根和酸式钒酸根离子，若浓度大于10-4mol•dm-3，则当酸度过高，pH值约为2时，会沉淀出红棕色的五氧化二钒水合物11． 新生成的氢氧化物沉淀为什么会发生下列变化（1） Mn(OH)2几乎是白色的，在空气中变为暗褐色？（2） 白色的Hg(OH)2立即变为黄色？（3） 蓝色的Cu(OH)2，加热时为什么变黑？解：(1) 2Mn(OH)2 + O2 = 2MnO(OH)2 MnO(OH)2为暗褐色(2) Hg(OH)2 = HgO + H2O HgO为黄色(3) Cu(OH)2 = CuO + H2O CuO为黑色12．根据下述各实验现象，写出相应的化学反应方程式（1） 往Cr2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，先析出葱绿色絮状沉淀，后又溶解，此时加入溴水，溶 液就由绿色变为黄色用H2O2代替溴水，也得到同样结果。 2） 当黄色BaCrO4沉淀溶解在浓HCl溶液中时得到一种绿色溶液3） 在酸性介质中，用锌还原Cr2O时，溶液颜色由橙色经绿色而变成蓝色放置时又变回绿色4） 把H2S通入已用H2SO4酸化的K2Cr2O7溶液中时，溶液颜色由橙变绿，同时析出乳白色沉淀解：(1) Cr3+ + 3OH- = Cr(OH)3↓Cr(OH)3 + OH- = Cr(OH)4-Cr(OH)4- +Br2 = Br- + CrO42- + H2O2 Cr(OH)4- + 3H2O2 + 2OH- = 2CrO42- + 8H2O(2) 2BaCrO4 + 2H+ = Cr2O72- + 2Ba2+ + H2O Cr2O72- + 6Cl- + 14H+ = 2Cr3+ + 3Cl2↑ + 7H2O(3) Cr2O72- + 3Zn + 14H+ = 2Cr3+ + 3Zn2+ + 7H2O 2Cr3+ + Zn = 2Cr2+ + Zn2+ 4Cr2+ + O2 + 4H+ = 4Cr3+ + 2H2O6H2S + Cr2O72- + 8H+ = 2Cr3+ + 6S↓ + 7H2O13．若Cr离子和Al共存时，怎样分离它们？Zn离子也共存时，怎样分离？解： Cr3+, Al3+, Zn2+ (1) H2O2,OH-(过量),∆ (2) 调节pH=4—5，BaCl2 BaCrO4 Al3+,Zn2+ NH3.H2O Al(OH)3 Zn(NH3)42+14．在含有Cl和CrO离子的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液，若[Cl]及[CrO]均为10mol·dm,那么谁先沉淀？两者能否基本分离出来。 解：KspAgCl = 1.8×10-10 KspAg2CrO4 =2.0×10-12 =[Ag+][Cl-] = [Ag+]2[CrO42-] 故先得到 AgCl 沉淀 若使AgCl沉淀 [Ag+] = 使Ag2CrO4沉淀[Ag+] = 故当Ag2CrO4产生沉淀时 [Cl-] = 100% = 99.6% 故可基本分离 15．用H2S或硫化物设法将下列离子从它们的混合溶液中分离出来 Hg，Al3+，Cu2+，Ag+，Cd2+，Ba2+，Zn2+，Pb2+，Cr3+解：Al(OH)3、Cr(OH)3(加盐酸)Al3+、Cr3+、Zn2+Hg2S、 CuS 、Ag2S、 CdS、 PbS(加浓盐酸) Cd2+、Pb2+ (加氨水) HgS+Hg、 CuS 、Ag2S(加硝酸)Ag+、Cu2+(Cl)Ba2+ 16．指出下列化合物的颜色，并说明哪些是d-d跃迁，哪些是电荷跃迁引起的？ Cu(NH3)4SO4(深蓝色)，[Mn(CN)6](SO4)2(深紫色)， 顺式-[Co(NH3)4Cl2]Cl(紫色)，反式-[Co(NH3)4Cl2]Cl(绿色)， K2[MnBr4](黄绿色)，Mn(H2O)6(SO4)(浅红色)， KFe[Fe(CN)6](深蓝色)，Ag2CrO4(橙红色) BaFeO4(深红色)， Na2WS4(橙色) Au[AuCl4](暗红色)，Cu[CuCl3](棕褐色)解：(1)深蓝色 (2)深紫色 (3)紫色 (4)绿色 (5)黄绿色 (6)浅红色 (7)深蓝色 (8)橙红色 (9)洋红色 (10)橙色 (11)暗红色 (12)棕褐色(9)，(10)，(11)为电荷跃迁引起，其余皆为d-d跃迁所致。 17．根据2CrO+2H+Cr2O+H2O K=10试求在1 mol·dm铬酸钾溶液中，pH值是多少时（1） 铬酸根离子褐重铬酸根离子浓度相等；（2） 铬酸根离子的浓度占99%；（3） 重铬酸根离子的浓度占99%解：(1) 解：。
解：(1) MnSO4 + 6KCN = K4[Mn(CN)6] + K2SO4(2) 4MnO2+6H2SO4 = 2Mn2(SO4)3+6H2O+O2Mn2(SO4)3+12KCN=2K3Mn(CN)6+3K2SO4 (3) MnS + 2O2 = MnO2 + SO2 2MnO2 + 4KOH +O2 = 2K2MnO4 + 2H2O 2K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + 2KOH + H2(4) MnCO3 + 2HNO3 = Mn(NO3)2 + H2O + CO2Mn(NO3)2 = MnO2 + 2NO22MnO2 + 4KOH +O2 = 2K2MnO4 + 2H2O (5) BaMnO4+K2SO4 = K2MnO4+BaSO4 K2MnO4+CO2=KMnO4+MnO2+2K2CO3 KMnO4+SO32-+H2O=2MnO2+SO42-+2OH-(中性条件下) 3MnO2=Mn3O4+O2(加热) Mn3O4+8Al = 4Al2O3+9Mn8．向铬酸钾的水溶液通入CO2时，会发生什么变化？解：溶液由黄色变为橙色9．完成并配平下列反应方程式（1） V2O5 + NaOH（2） V2O5 + HCl（3） VO43- + H+(过量) （4） VO2+ + Fe2+ + H+（5） VO2+ + H2C2O4 + H+解：(1) V2O5 + 2NaOH = 2NaCO3 + H2O V2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2O(2) V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3H2O(3) VO43- + 4H+(过量) = VO2+ + 2H2O(4) VO2+ + Fe2+ + 2H+ = VO2++ Fe3++ H2O(5) 2VO2+ + H2C2O4 + 2H+ = 2VO2+ + 2CO2↑ + 2H2O10．钒酸根离子在水溶液中的组成取决于哪些因素？这些因素怎样影响平衡 VOV2O (V3O, V10O等)。
解：取决于(1) 溶液的pH值，随着pH值的下降，聚合度增大，但若加入足够量 的酸，溶液中存在稳定的VO2+离子 (2)钒酸根浓度的大小，浓度低于10-4mol•dm-3时，溶液中存在的仅为单体钒酸根和酸式钒酸根离子，若浓度大于10-4mol•dm-3，则当酸度过高，pH值约为2时，会沉淀出红棕色的五氧化二钒水合物11． 新生成的氢氧化物沉淀为什么会发生下列变化（1） Mn(OH)2几乎是白色的，在空气中变为暗褐色？（2） 白色的Hg(OH)2立即变为黄色？（3） 蓝色的Cu(OH)2，加热时为什么变黑？解：(1) 2Mn(OH)2 + O2 = 2MnO(OH)2 MnO(OH)2为暗褐色(2) Hg(OH)2 = HgO + H2O HgO为黄色(3) Cu(OH)2 = CuO + H2O CuO为黑色12．根据下述各实验现象，写出相应的化学反应方程式（1） 往Cr2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，先析出葱绿色絮状沉淀，后又溶解，此时加入溴水，溶 液就由绿色变为黄色用H2O2代替溴水，也得到同样结果。
2） 当黄色BaCrO4沉淀溶解在浓HCl溶液中时得到一种绿色溶液3） 在酸性介质中，用锌还原Cr2O时，溶液颜色由橙色经绿色而变成蓝色放置时又变回绿色4） 把H2S通入已用H2SO4酸化的K2Cr2O7溶液中时，溶液颜色由橙变绿，同时析出乳白色沉淀解：(1) Cr3+ + 3OH- = Cr(OH)3↓Cr(OH)3 + OH- = Cr(OH)4-Cr(OH)4- +Br2 = Br- + CrO42- + H2O2 Cr(OH)4- + 3H2O2 + 2OH- = 2CrO42- + 8H2O(2) 2BaCrO4 + 2H+ = Cr2O72- + 2Ba2+ + H2O Cr2O72- + 6Cl- + 14H+ = 2Cr3+ + 3Cl2↑ + 7H2O(3) Cr2O72- + 3Zn + 14H+ = 2Cr3+ + 3Zn2+ + 7H2O 2Cr3+ + Zn = 2Cr2+ + Zn2+ 4Cr2+ + O2 + 4H+ = 4Cr3+ + 2H2O6H2S + Cr2O72- + 8H+ = 2Cr3+ + 6S↓ + 7H2O13．若Cr离子和Al共存时，怎样分离它们？Zn离子也共存时，怎样分离？解： Cr3+, Al3+, Zn2+ (1) H2O2,OH-(过量),∆ (2) 调节pH=4—5，BaCl2 BaCrO4 Al3+,Zn2+ NH3.H2O Al(OH)3 Zn(NH3)42+14．在含有Cl和CrO离子的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液，若[Cl]及[CrO]均为10mol·dm,那么谁先沉淀？两者能否基本分离出来。
解：KspAgCl = 1.8×10-10 KspAg2CrO4 =2.0×10-12 =[Ag+][Cl-] = [Ag+]2[CrO42-] 故先得到 AgCl 沉淀 若使AgCl沉淀 [Ag+] = 使Ag2CrO4沉淀[Ag+] = 故当Ag2CrO4产生沉淀时 [Cl-] = 100% = 99.6% 故可基本分离 15．用H2S或硫化物设法将下列离子从它们的混合溶液中分离出来 Hg，Al3+，Cu2+，Ag+，Cd2+，Ba2+，Zn2+，Pb2+，Cr3+解：Al(OH)3、Cr(OH)3(加盐酸)Al3+、Cr3+、Zn2+Hg2S、 CuS 、Ag2S、 CdS、 PbS(加浓盐酸) Cd2+、Pb2+ (加氨水) HgS+Hg、 CuS 、Ag2S(加硝酸)Ag+、Cu2+(Cl)Ba2+ 16．指出下列化合物的颜色，并说明哪些是d-d跃迁，哪些是电荷跃迁引起的？ Cu(NH3)4SO4(深蓝色)，[Mn(CN)6](SO4)2(深紫色)， 顺式-[Co(NH3)4Cl2]Cl(紫色)，反式-[Co(NH3)4Cl2]Cl(绿色)， K2[MnBr4](黄绿色)，Mn(H2O)6(SO4)(浅红色)， KFe[Fe(CN)6](深蓝色)，Ag2CrO4(橙红色) BaFeO4(深红色)， Na2WS4(橙色) Au[AuCl4](暗红色)，Cu[CuCl3](棕褐色)解：(1)深蓝色 (2)深紫色 (3)紫色 (4)绿色 (5)黄绿色 (6)浅红色 (7)深蓝色 (8)橙红色 (9)洋红色 (10)橙色 (11)暗红色 (12)棕褐色(9)，(10)，(11)为电荷跃迁引起，其余皆为d-d跃迁所致。
17．根据2CrO+2H+Cr2O+H2O K=10试求在1 mol·dm铬酸钾溶液中，pH值是多少时（1） 铬酸根离子褐重铬酸根离子浓度相等；（2） 铬酸根离子的浓度占99%；（3） 重铬酸根离子的浓度占99%解：(1) 解：。
