第四版 无机化学 答案 - 图文

第一章 原子结构和原子周期系

1-1根据原子序数给出下列元素的基态原子的核外电子组态：

（a）K （b）Al （c）Cl （d）Ti（Z=22） （e）Zn（Z=30） （f）As（Z=33） 答：（a）[Ar]4s1（b）[Ne]3s23p1（c）[Ne]3s23p5（d）[Ar]3d54s2（e）[Ar] 3d104s1（f）[Ar]4s24p3

1-2给出下列原子或离子的价电子层电子组态，并用方框图表示轨道，填入轨道的电子用箭头表示。

（a）Be （b）N （c）F （d）Cl- （e）Ne+ （f）Fe3+ （g）As3+

1-3 Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+的基态的最外层电子组态与次外层电子组态分别如何？

1-4以下+3价离子那些具有8电子外壳？Al3+、Ga3+、Bi3+、Mn3+、Sc3+ 答：Al3+和Sc3+具有8电子外壳。

1-5已知电中性的基态原子的价电子层电子组态分别为： （a）3s23p5（b）3d64s2（c）5s2（d）4f96s2（e）5d106s1

试根据这个信息确定它们在周期表中属于那个区、哪个族、哪个周期。 答：（a）p区，ⅦA族，第三周期 （b）d区，Ⅷ族，第四周期 （c）s区，ⅡA族，第五周期 （d）f区，ⅢB族，第六周期 （e）ds区，ⅠB族，第六周期

1-6根据Ti、Ge、Ag、Rb、Ne在周期表中的位置，推出它们的基态原子的电子组态。 答：Ti位于第四周期ⅣB族，它的基态原子的电子组态为[Ar]3d24s2； Ge位于第四周期ⅣA族，它的基态原子的电子组态为[Ar]3d104s24p2； Ag位于第五周期ⅠB族，它的基态原子的电子组态为[Kr] 4d105s1； Rb位于第五周期ⅠA族，它的基态原子的电子组态为[Kr] 5s1； Ne位于第二周期0族，它的基态原子的电子组态为[He] 2s22p6。

1-7某元素的基态价层电子构型为5d36s2，给出比该元素的原子序数小4的元素的基态原子电子组态。

答：该元素的基态原子电子组态为[Xe] 4f126s2。

1

1-8某元素基态原子最外层为5s2，最高氧化态为+4，它位于周期表哪个去？是第几周期第几族元素？写出它的+4氧化态离子的电子构型。若用A代表它的元素符号，写出相应氧化物的化学式。

答：该元素的基态原子电子组态为[Kr] 4d25s2，即第40号元素锆（Zr）。它位于d区，第五周期ⅣB族，+4氧化态离子的电子构型为[Kr]，即1s22s22p63s23p63d104s24p6, 相应氧化物为AO2。

2

第二章 分子结构

2-1用VSEPR模型讨论CO2、H2O、NH3、CO32-、PO33-、PO3-、PO43-的分子模型，画出他们的立体结构，用短横代表σ键骨架，标明分子构型的几何图形的名称。

2-2讨论上题列举的分子（或离子）的中心原子的杂化类型。 答：见上表。

2-3第二周期同核双原子分子中哪些不能稳定存在？哪些有顺磁性？用分子轨道模型解释。

2*2

答：Be2不能稳定存在，分子轨道组态为[He2]σ2sσ2s.键级为0。

2*2112

B2 、O2有顺磁性。分子轨道组态分别为：B2 ：[He2]σ2sσ2sπ2pxπ2py ；O2 ：[He2]σ2s

*2222*1*1

σ2sσ2pπ2pxπ2py π2pxπ2py ;因为存在孤对电子，所以有顺磁性。

2-4试用分子轨道模型做出预言，O2 +的键长与O2的键长哪个较短，N2 +的键长与N2的键长哪个较短？为什么？

2-5计算表明CO、NO分子轨道能级图中的σ2p轨道和π2p轨道的顺序跟N2分子轨道里的顺序相同，它们有没有顺磁性？计算它们的键级，并 推测它们的键长顺序。

*

答：CO与N2等电子（10e），无未成对电子，无顺磁性。NO是11e分子，π2p有1e，有顺

3

磁性。CO的键级是3，NO的键级是2.5，键级降低，键长增大，因而CO的键长比NO短。

2-6极性分子—极性分子、极性分子—非极性分子、非极性分子—非极性分子，其分子间的范德华力各如何构成？为什么？ 答：

分子类型 极性分子—极性分子 极性分子—非极性分子 非极性分子—非极性分子 取向力 有 无 无 诱导力 有 有 无 色散力 有 有 有

取向力是固有偶极之间的作用力，非极性分子没有固有偶极，只有极性分子之间的范德华力有取向力的成分；诱导力是固有偶极诱导产生的偶极，因此非极性分子之间没有诱导力的成分，而色散力是顺时偶极之间的作用力，，因此任何分子之间都存在色散力。

2-7考察HCl、HBr、HI的色散力、取向力、诱导力以及它们构成的范德华力的顺序，并做出解释。

答：取向力HCl＞HBr＞HI，因为HCl、HBr、HI偶极矩依次减小； 诱导力HCl＞HBr＞HI，因为偶极矩越大，诱导力越大。

色散力HCl＜HBr＜HI，因为分子的极化率越大，变形性越大，色散力越大。

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第四章 配位化合物

4-1给出下列配合物的名称和中心原子的氧化态：[Co(NH3)6]Cl3、K2[Co(NCS)4]、H2[PtCl6]、[CrCl(NH3)5]Cl2、K2[Zn(OH)4]、[PtCl2(NH3)2]，并用化学式单独表示其中的络离子。 答： 分子式 命名 中心原子 氧化态

[Co(NH3)6]Cl3 氯化六氨合钴（Ⅲ） Co +3 K2[Co(NCS)4] 四异硫氰根合钴（Ⅱ）酸钾 Co +2 H2[PtCl6] 六氯合铂（Ⅳ）酸 Pt +4 [CrCl(NH3)5]Cl2 氯化一氯五氨合铬（Ⅲ） Cr +3 K2[Zn(OH)4] 四羟合锌（Ⅱ）酸钾 Zn +2 [PtCl2(NH3)2] 二氯二氨合铂（Ⅱ） Pt +2

4-2写出下列配合物的化学式

⑴氯化二氯一水三氨合钴（Ⅲ） ⑵六氯合铂（Ⅳ）酸钾

⑶二氯四硫氰合铬酸铵 ⑷二（草酸根）二氨合钴（Ⅲ）酸钙 答：⑴[CoCl2(H2O) (NH3)3]Cl ⑵ K2[PtCl6]

⑶ (NH4)3[Cr(SCN)4Cl2] ⑷ Ca[Co(C2O4)2(NH3)2]2

4-3五种配合物的实验式相同——K2CoCl2I2(NH3)2，电导实验表明它们的等浓度水溶液里离 子数目跟等浓度的Na2SO4相同，写出它们的化学式，给出中心离子的氧化态。 答：配合物的化学式为K2[CoCl2I2(NH3)2]，中心原子Co的氧化态为+2。

（注：五种物质指的是它的立体异构体，分别是三邻式、三反式、一反两顺式，其中一反两顺式有三种，而三邻式未区分对映异构体，见下图）

4-4实验证实，Fe (H2O)63+和Fe (CN)63-的磁矩差别很大，如何用价键理论解释？

答：Fe (H2O)63+的中心原子Fe 3+用sp3d2杂化轨道成键，属于外轨高自旋配合物，有5个单电子；而Fe (CN)63-的中心原子Fe 3+用d2sp3杂化轨道成键，属于内轨低自旋配合物，有1个单电子，所以二者磁矩差别很大。

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9-13 缓冲溶液HAc-Ac-的总浓度为1.0 mo1/L当溶液pH为(1)4.0;(2)5.0时，HAc和Ac-的浓

度分别多大？

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9-19 计算10 mL浓度为0.30 mo1/L 的Hac和20 ml浓度为0.15 mo1/L HCN混合得到的溶

液中的[H+]、[Ac]、[CN]。

9-23 在烧杯中盛有0.2 mo1/L 20mL乳酸（分子式HC3H5O3，常用符号HLac表示，酸常数

为K=1.4×10-4），向该烧杯逐步加入0.20 moL/L NaOH溶液，试计算： （1） 未加入NaOH溶液前溶液的pH。 （2） 加入10.0 mL NaOH后溶液的pH。 （3） 加入20.0 mL NaOH后溶液的pH。 （4） 加入30.0 mL NaOH后溶液的pH。

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第10章习题解答

(1) 用Na2SO4作沉淀剂能否将Ca2+和Ba2+离子分离？ (2) 加入多少克Na2SO4才能达到BaSO4完全沉淀的要求（忽略加入Na2SO4引起的体积

变化）？

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15-1 1 大气层中臭氧是怎样形成的？哪些污染物引起臭氧的破坏？如何鉴别O3，它有什么

特征反应？

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解：

E

θ

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15-11 完成下列反应方程式并解释在反应（1）过程中，为什么出现由白到黑的颜色变化？

15-12 硫化硫酸钠在药剂中常用作解毒剂，可解卤素卤单质、重金属离子及氰化物中毒。请

说明能解毒的原因，写出有关的反应方程式。 解：硫化硫酸钠在药剂中作卤素单质及氰化物中毒的解毒剂，主要是由于它的氧化还原性

所致：

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40

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42

43

解：（1）C、O均为第二周期元素，形成键的倾向强，CO分子中除有

键外，还

44

20-3 写出下列反应的方程式：

45

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22-4 4 有一份硝酸铜和硝酸银的混合物，试设计一个分离它们的方案。

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