1、 第十三章 硼族元素總體目標(biāo)：1.掌握硼單質(zhì)、氫化物、鹵化物和含氧化物的性質(zhì)、用途和制備方法2. 通過(guò)硼及其化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，掌握缺電子化合物的成鍵特征3.掌握鋁及其化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和制備4. .認(rèn)識(shí)鈹和鋁的相似性各節(jié)目標(biāo)：第一節(jié) 硼單質(zhì)及其化合物1.掌握硼單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)、用途和制備方法2.掌握乙硼烷、硼酸（H3BO3）、硼砂和三鹵化硼的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和制備方法3.通過(guò)硼及其化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，掌握缺電子化合物的成鍵特點(diǎn)和橋鍵的形成第二節(jié) 鋁單質(zhì)及其化合物1.掌握鋁及其化合物的主要性質(zhì)和AlCl3的結(jié)構(gòu)，了解鋁的提取和冶煉2.認(rèn)識(shí)鈹和鋁的相似性，如金屬單質(zhì)、無(wú)水鹵化物、水合鹵化物、氫氧化

2、物第三節(jié) 鎵、銦、鉈了解鎵、銦、鉈單質(zhì)及其重要化合物的性質(zhì) 習(xí)題一、選擇題下列有關(guān)硼、鋁性質(zhì)的敘述，錯(cuò)誤的是( )A.都是缺電子原子 B.B(OH)3是弱酸，Al(OH)3是兩性偏堿性C.其三鹵化物分子都是平面三角形結(jié)構(gòu) D.都是親氧元素在下列aAl2O3的制備方法中，不妥的是( )A.灼燒Al(OH)3 B.灼燒Al(NO3)3 C.高溫電解Al2(SO4)3 D.金屬鋁在氧中燃燒下列鋁的化合物不能用濕法制得的是( )A. Al2(CO3)3 B.Al2(SO4)3 C.AlCl3 D.Al(Ac)34. 以下礦物中含有鋁的是( )A.冰晶石 B.孔雀石 C.白云石 D.方鉛礦5. 下列化合

3、物屬于缺電子化合物的是 ( ) (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)A.BCL3 B. HBF4 C. B2O3 D. NaAl(OH)46. 在硼的化合物中，硼原子的最高配位數(shù)不超過(guò)4，這是因?yàn)? ) A .硼原子半徑小 B.配位原子半徑大 C.硼與配位原子電負(fù)性差小 D. 硼原子無(wú)價(jià)層d軌道7. 下列關(guān)于BF3的敘述中，正確的是( )A.BF3易形成二聚體 B.BF3為離子化合物 C. BF3為路易斯酸 D. BF3常溫下為液體8. 下列金屬單質(zhì)中，熔點(diǎn)最低的是( ) (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)A. Cu B. Zn C. Na D. Ga9. 下列化合物中，熔點(diǎn)最低的是( ) (吉林大學(xué)無(wú)

4、機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)A. BCl3 B. CCl4 C. SiCl4 D. SnCl410. 下列物質(zhì)中水解并能放出H2的是 ( ) (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)A. B2H6 B. N2H4 C. NH3 D. PH311. 下列化合物中不能穩(wěn)定存在的是 ( ) (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)A. SbI3 B. PI3 C. AlI3 D. TiI312 . 下列含氧酸中屬于一元酸的是 ( ) (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)A .H3AsO3 B.H3BO3 C.H3PO3 D .H2CO313.下列物質(zhì)中，酸性最弱的是( ) (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題) A. H3PO3 B . H2

5、S C. H3BO3 D. H5IO6 14.下列金屬中，與硝酸反應(yīng)得到產(chǎn)物的氧化數(shù)最低是( ) A .In B. Tl C. Fe D . Bi15.下列金屬中，氧化能力最強(qiáng)的是( ) (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)A. NO2 B.SO3 C .B2O3 D. Tl2O316.下列分子中，偶極矩最小的是 ( ) (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)A .B2H6 B. SO2 C. NCl3 D. SF417.下列化合物中，氧化性與惰性電子對(duì)效應(yīng)有關(guān)的是( ) A .I2O5 B. Tl2O3 C . Mn2O7 D. CrO318.與NaCO3溶液反應(yīng)生成堿式鹽沉淀的離子是( )A.Al3+

6、B.Ba2+ C.Cu2+ D.Hg2+ 19.氧化性最強(qiáng)的是( )A. Al2O3 B. Ga2O3 C. In2O3 D. Tl2O320.水解性最強(qiáng)的是( )A. AlCl3 B. AlBr3 C. NaCl D. KNO321.下列物質(zhì)熔點(diǎn)最高的是( )A.單質(zhì)硼 B.金屬鋁 C.金屬鎵 D. AlCl3 22. 用電解法制備金屬鉛時(shí)，在Al2O3中加入Na3AlF6的作用是( )A.使Al2O3的熔化溫度降低 B.作為原料 C.防止金屬鋁氧化 D.加快反應(yīng)速度23.下列關(guān)于乙硼烷的敘述中，不正確的是( )A.它是缺電子化合物 B.圍繞BB鍵可自由旋轉(zhuǎn)C.分子中存在三中心二電子氫橋鍵

7、D.它最終水解產(chǎn)物是氫氣和硼酸24.硼酸與多元醇反應(yīng)，生成配位酸，使其酸性( )A.減弱 B.增強(qiáng) C.不變 D.變化不定二、填空題1. 最簡(jiǎn)單的硼氫化合物是 ， B原子的雜化方式為 ；由于它屬于 化合物，B與B存在 堿。 (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)2.AlCl36H2O加熱后，產(chǎn)物是 。3.由于鋁 ，所以它不溶于水。由于鋁 ，所以它不與濃硝酸反應(yīng)。鋁與氫氧化鈉溶液作用生成 和 。4.GaCl2是 磁性物質(zhì)，結(jié)構(gòu)式應(yīng)寫(xiě)成 5.硼砂的化學(xué)式為 ，其為 元堿。 (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)6.寫(xiě)出用稀硝酸處理金屬鉈的反應(yīng)方程式。7.寫(xiě)出向KI溶液中加入TlCl3溶液的反應(yīng)方程式。8.無(wú)機(jī)苯的

8、化學(xué)式為 ，其結(jié)構(gòu)為 ，與 的結(jié)構(gòu)相似。9.硼酸為 狀晶體，硼酸分子之間以 鍵結(jié)合，層與層之間以 結(jié)合，故硼酸晶體具有 性，可作為 劑。 10.放在手中能夠融化的金屬有 ，以液相存在的溫度范圍最大的是 。 (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)11.硼酸與乙醇生成硼酸三乙酯的化學(xué)式 ，其火焰為 色，以此可以鑒定硼酸。 (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)12.B2O3與金屬氧化物共熔生成的硼珠有特征的顏色，稱(chēng)為硼珠試驗(yàn)，如CoO的硼珠Co(BO2)2為深藍(lán)色，則CuO 的硼珠為 色，MnO 的硼珠為 色，NiO的硼珠為 色，Cr2O3的硼珠為 色，F(xiàn)e2O3 的硼珠為 色。 (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)1

9、3.判斷： 化合物的熱穩(wěn)定性Ga2O3 Tl2O3 化學(xué)活潑性aAl2O3 rAl2O3 酸性Al(OH)3 Ga(OH)3 酸性溶液中，氧化性Ga2O3 Tl2O3 In+和Tl+在水中歧化的是 14AlCl3在氣態(tài)或CCl4溶液中是 體，其中有 橋鍵。15.Ga3+與F-配位時(shí)形成 ，與Cl-配位時(shí)形成 。三、簡(jiǎn)答題TlOH易溶而TlCl難溶； (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)BCl3 的沸點(diǎn)比 AlCl3低 (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)CuCl2 順磁性而 InCl2 為逆磁性。 (吉林大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)例題與習(xí)題)1. 4. 鋁和硼有哪些相同和不同的性質(zhì)？5 就鋁鹽和鋁酸鹽的生成和性質(zhì)作一簡(jiǎn)

10、單扼要的比較。就Al2Cl6和B2H6的結(jié)構(gòu)作一比較。6.根據(jù)鋁在酸性或堿性時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)說(shuō)明：(1)鋁在酸、水、堿中溶解的可能性，以便確定鋁在這些溶液中的穩(wěn)定性。(2)實(shí)際上鋁不溶于水中，但能溶于NH4Cl或Na2CO3的溶液中。四、計(jì)算題在鋁鹽溶液中滴加堿溶液，并充分?jǐn)嚢瑁?dāng)剛有Al(OH)3沉淀生成時(shí)，溶液中Al3+離子濃度為0.36mol/L，問(wèn)開(kāi)始沉淀時(shí)溶液的pH值為多少？(已知KspAl(OH)3=1.9×10-33)？2.求飽和Al(OH)3水溶液的pH值。(KspAl(OH)3=1.3×10-33)3.在pH=10時(shí)，要使0.10M鋁鹽溶液不生成Al(OH

11、)3沉淀，NaF濃度至少需要多大？參考答案一、選擇題1.C 2.C 3.A 4. A 5.A 6.D 7.C 8.D 9.A 10A 11.D 12.B 13.C 14.B 15.D 16.A 17.B 18.C 19.D 20.A 21 A 22.A 23.B 24.B二、填空題1、乙硼烷，sp3,缺電子，三中心二電子氫橋健。2. Al(OH)Cl2+HCl 。3表面有一層致密氧化膜覆蓋，能被濃硝酸鈍化，NaAl(OH4)，H24. 逆，GaGaCl4 5.Na2B4O7.10H2O 二 6.3Tl+4HNO3(稀)=3TlNO3+NO+2H2O 7. TlCl3+3KI=TlI+I2+3K

12、Cl9.片，氫，分子間力，理解，潤(rùn)滑10.Cs 和 Ga11.(C2H5O)3B ,綠12.藍(lán)，紫，綠，綠，黃13. > < > < In+14. 雙聚體， 氯三、簡(jiǎn)答題1.OH-變形小，與Tl+間極化作用差，TlOH為離子化合物；Tl+半徑較大，與間的離子鍵不強(qiáng)；所以TlOH易溶。Cl-變形性比OH-大，Cl-與半徑大的Tl+間有相互極化作用，TlCl中共價(jià)成分較大；所以，TlCl難溶。2.三氯化硼的共價(jià)性比三氯化鋁強(qiáng)，而分子半徑比三氯化鋁小，因而三氯化硼的沸點(diǎn)應(yīng)比三氯化鋁低3.CuCl2中的Cu2+電子構(gòu)型為3d0,有一個(gè)單電子，因而CuCl2為順磁性。InCl2化

13、合物是由In + 和 In3+構(gòu)成，即可以寫(xiě)成InInCl4,，In + 和 In3都無(wú)單電子，因而InCl2是反磁性的。4. 答：Al和B的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)都是ns2np1，最高氧化態(tài)為+3，都是缺電子原子，都有橋狀結(jié)構(gòu)化合物，都有MX3鹵化物和M2O3氧化物。MX3是缺電子化合物，為路易斯酸，容易形成鹵化物(如AlCl3、BF3等)。這些鹵化物也都容易水解。但兩者金屬性不同，Al為金屬，B為非金屬，Al(OH)3系兩性，而B(niǎo)(OH)3為酸。5.答：Al、Al2O3或Al(OH)3與酸作用都得鋁鹽(Al3+)；與強(qiáng)堿作用，都生成鋁酸鹽()。鋁鹽和鋁酸鹽一般都溶于水，只要價(jià)結(jié)合的相反電荷離子無(wú)色，

14、這些鹽一般無(wú)色，它們都水解。Al3+水解使溶液顯酸性，而水解使溶液顯堿性。 Al為缺電子原子，它與Cl2結(jié)合形成雙聚分子而具有橋狀結(jié)構(gòu)。Al原子進(jìn)行sp3雜化，每個(gè)Al原子與3個(gè)Cl原子形成3個(gè)AlCl鍵，還有一個(gè)sp3空軌道可以接受來(lái)自Cl原子的孤對(duì)電子對(duì)，形成三中心四電子鍵，生成橋鍵配位化合物。這種橋鍵稱(chēng)鹵橋鍵。B也是缺電子原子，它與氫形成化合物時(shí)也必須形成組成為B2H6的分子才能滿足價(jià)軌道的需要。兩個(gè)B原子各以?xún)蓚€(gè)sp3雜化軌道同兩個(gè)H原子形成2個(gè)BH鍵，這4個(gè)鍵在同一個(gè)平面之上，剩下的四個(gè)價(jià)電子在2個(gè)B原子和另外2個(gè)H原子之間垂直于上述平面的兩個(gè)三中心兩電子鍵，一個(gè)在平面之上，一個(gè)在平

15、面之下，每個(gè)三中心鍵是由一個(gè)H原子和二個(gè)B原子共用價(jià)電子構(gòu)成的，這種BHB三中心兩電子鍵稱(chēng)為氫橋鍵。所以Al2Cl6與B2H6都是橋式結(jié)構(gòu)，分子中鹵橋鍵及氫橋鍵也都是三中心鍵。但由于Cl原子對(duì)由孤電子對(duì)，H原子沒(méi)有；Al的原子半徑比B大，Cl的原子半徑比氫大，Cl橋鍵的鍵長(zhǎng)比BH橋鍵的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)一些，鍵能則弱一些。AlClAl橋鍵同BHB橋鍵都是離域鍵，但前者有配鍵性質(zhì)。6. 答：(1)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)如下：Al3+3e-=Al EA0=-1.66VH2AlO3-+H2O+3e-=Al+4CH- EB0=-1.66V 2H+2e-=H2 EA0=0.00V2H2O+2e-= H2+2OH- EB0

16、=-0.828V 由此可見(jiàn)無(wú)論在酸、水或堿中Al都是不穩(wěn)定的，容易置換溶液中的H+使之成為H2而自身被氧化為Al()。但事實(shí)上鋁卻不與水反應(yīng)，這是由于鋁在空氣中放置時(shí)表面被氧化生成一層致密的Al2O3氧化膜，它不能被水溶解，因而隔絕了與水的進(jìn)一步接觸而使之作用。(2)Al之所以溶解于NH4Cl和Na2CO3溶液中，乃是由于：NH4+ H2O= NH3 H2O +H+CO32-+ H2O= HCO3-+OH-在上述水解反應(yīng)中產(chǎn)生了H+ 或OH-，而Al2O3膜是兩性的，既可溶于酸，又可溶于堿，所以Al2O3膜可與水解產(chǎn)生的H+ 或OH-作用并被溶解。失去Al2O3覆蓋層之后的Al，便很容易在溶液

17、中反應(yīng)并被溶解。四、計(jì)算題：解：Al3+OH-3=1.9×10-33 Al3+=0.36mol/L pOH=10.76 pH=14-pOH=3.24答：開(kāi)始沉淀時(shí)溶液的pH值為3.24。2.解：設(shè)Al(OH)3飽和溶液的摩爾濃度為x，則：Al3+OH-3=KspAl(OH)3 即x(3x)3=1.3×10-33 27 x4=1.3×10-33 x=2.6×10-9OH-=3×2.6×10-9=7.8×10-910-7即Al(OH)3在水溶液中產(chǎn)生的OH-濃度比水電離出的OH-濃度少許多倍，基本上不影響水的電離，故Al(OH)3水溶液的pH值就是水的pH值，等于7。3.解：已知KspAl(OH)3=1.3×10