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文檔簡介
PAGE第十四章答案1.金剛石中碳原子采取sp3雜化,C原子與C原子之間以共價鍵結合形成原子晶體,∴金剛石的主要特征為高硬度,高熔點,高沸點,不導電。石墨中碳原子采取sp2雜化,一個C原子與三個C原子以共價鍵連接形成層狀結構,每個C原子上還有一個垂直于層狀平面的p軌道,這些p軌道重疊形成離域π鍵,其p電子離域在每一層上,另外層與層之間是分子間作用力,∴石墨是混合型晶體,它的主要特征為具有潤滑性,導電性和導熱性。2.CO與N2物理性質相似之處:具有較低的熔點和沸點,具有相近的臨界溫度和臨界壓力:m.p.(℃)b.p.(℃)臨界壓力(atm)臨界溫度(℃)CO-200-19036-140N2-210-19633-146化學性質相似之處:CO與N2都不助燃;化學性質不同之處:CO作還原劑,N2的還原性很差;CO可以作為配體,而N2配位能力弱。CO與N2分子性質之所以不同是因為,在CO分子中O原子上的一對電子占有C原子的2p軌道,增強了C的電子密度,∴C原子的配位能力強于N2()分子中的N原子。CO2與N2O相似性很小,而差異性很大,顯然它們并不是等電子體之故。3.SiCl4(1)Na2SiO3SiSiHCl3(4)H2SiF6SiF4SiO2Na2SiO3H2SiO3(1)Si+2Cl2SiCl4(2)Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑(3)Si+3HCl(g)SiHCl3+H2(4)SiO2+2MgSi+2MgO(5)3SiF4+4H2OH4SiO4+2H2SiF6(6)SiO2+4HFSiF4+2H2O(7)SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑(8)SiO32-+2H+H2SiO3↓4.SiO2晶體屬于原子晶體,基本單元為SiO4,Si原子為四面體中心,四個O原子位于正四面體的頂點,原子之間以—O—Si—O—共價鍵相連,∴以固體狀態存在;而CO2是直線型分子,低溫下固體CO2屬于分子晶體,每個CO2分子通過分子間作用力連接,作用力很弱,溫度略微上升,分子間作用力就被破壞而形成單個CO2分子,∴常溫時為氣態。5.Si原子除了3s、3p價軌道外,還有3d空價軌道,∴可以形成SiF62-(配位數可以大于4),即SiF4+2F-SiF62-,而CF4中C原子的配位數已達飽和(∵C原子只有2s、2p價軌道),因此CF4不能與F-離子反應。6.SiC與金剛石為等電子體,Si、C原子都采取sp3雜化,形成金剛石結構,∴SiC是原子晶體,高硬度,可作磨砂;A12O3離子晶格能極高,∴硬度也大,故也可以作為工業用磨砂。7.CH4和CCl4不發生水解,而SiH4和SiC14會強烈水解的原因有兩條:第一、SiH4和SiC14有能量較低的3d軌道,能接受H2O中羥基上的孤電子對,而CH4和CCl4無空的d軌道;第二、C—HC—ClSi—HSi—Cl鍵能(kJ·mol-1)413.38328.44320.08358.57而OH的鍵能E(O—H)=462.75kJ·mol-1,E(Si—Cl)的能量比E(C—Cl)的能量更接近于E(O—H),∴SiC14發生水解而CCl4不發生水解。8.雖然二氧化硅和水反應是吸熱的,但硅膠的吸水作用是由于硅膠為多硅酸,是多孔性物質,水汽存在于多孔中,∴硅膠可以作干燥劑。9.因為SnC14許多物理性質不像典型的鹽,如SnC14是無色液體,而且是許多非極性分子(I2、P4、S8等)的良好溶劑,∴不能把SnC14歸為鹽類。10.Sn、Pb在IVA族中的下方,C、Si在IVA族中的上方,∴Sn、Pb的金屬性大于C、Si,∴Sn、Pb比C、Si更易失電子,Sn、Pb的+2氧化態要比C、Si的+2氧化態更穩定;Pb2+最外層是6s2惰性電子對,∴Pb2+更難失去電子,即Pb2+比Sn2+更穩定,11.(1)PbO(2)Pb3O4(Pb的氧化數為+8/3,或分別為+2、+4)(3)Pb(CH3COO)212.SnC12、PbSO4一定存在:SnC12水解,生成Sn(OH)Cl↓,它可溶于HCl(aq),SnC12也可與I2反應生成I-離子而使淀粉溶液褪色,∴A是Sn(OH)Cl。SnC12+HOHSn(OH)Cl↓+HClSn(OH)Cl+HClSnC12+H2OSnC12+2HCl+I2SnC14+2HIB為PbSO4,∴PbSO4一定存在。PbSO4+4OH-Pb(OH)42-+SO42-PbSO4+2Ac-PbAc2(aq)+SO42-(aq)PbAc2+H2SPbS↓(黑色)+2HAcBi(NO3)3、As2O3和Sb2S3不存在。13.A—Pb(N3)2,B—Pb,C—N2,D—Pb(NO3)2,E—NO,F—PbC12,G—Mg3N2,H—Mg(OH)2,J—NH3,K—PbS,L—HCl,M—S。Pb(N3)2Pb+3N23Pb+8HNO33Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O2NO+O22NO2PbC12在熱水中溶解度增大,PbC12+2Cl-PbCl42-3Mg+N2Mg3N2Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑PbCl42-+H2SPbS↓(黑色)+2H++4Cl-3PbS+8HNO33Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O+3S↓14.M—Sn,A—SnCl4,B—SnCl2,C—(C6H5)4Sn,D—(C6H5)2SnCl2,E—SnS,F—(NH4)2SnS3。Sn+2C12SnCl4Sn+SnCl42SnCl2SnCl2+2Hg2+Sn4++Hg22++2Cl-SnCl2(過量)+Hg22+Sn4++2Hg↓+2Cl-+3SnCl2+6H++3Sn4++6Cl-+2H2OSnCl2+2Fe3+Sn4++2Fe2++2Cl-4C6H5MgBr+SnCl4(C6H5)4Sn+2MgBr2+2MgCl2(C6H5)4Sn+SnCl42(C6H5)2SnCl2+2C6H5Cln(C6H5)2SnCl2+nH2O2nHCl+SnCl2+H2S2HCl+SnS↓SnS+(NH4)2S2(NH4)2SnS315.X—Sn,Y—SnS,Z—Na2SnO3。Sn+2HClSnCl2+H2↑SnCl2+2NaOHSn(OH)2↓+2NaClSn+SSnSSnS+S22-SnS32-[黃色硫化銨中一定含(NH4)2S2]Sn+O2SnO2SnO2+2NaOHNa2SnO3+H2O16.取四種溶液少量分裝四支試管,加入少量HgCl2,有黑色Hg↓出現者原溶液為SnC12;另取Al2(SO4)3、MgSO4、Na2CO3溶液少量分裝三支試管,分別加入過量NaOH(aq),無沉淀產生的原溶液為Na2CO3;有白色沉淀產生,加入過量NaOH(aq)后沉淀不消失者原溶液為MgSO4;先出現白色沉淀,加入過量NaOH(aq)后沉淀消失,原溶液為Al2(SO4)3。17.(1)加入HCl(aq),有白色沉淀者原溶液為AgNO3(aq);(2)加入NaOH(aq)至過量,K+、Ba2+、AlO2-、Pb(OH)42-、Na+為溶液,有NH3放出者,原溶液為NH4NO3,有沉淀者為Mg(OH)2、Ca(OH)2、Hg(OH)2;(3)在K+、Ba2+、Al(OH)3、Pb(OH)42-、Na+中分別滴加HCl,有沉淀者為Al(OH)3,Pb(OH)2;加入過量HCl(aq),再加入H2S(aq),有白色沉淀者原溶液為Al(NO3)3;有黑色沉淀者原溶液為Pb(NO3)2;(4)在K+、Ba2+、Na+中分別加入SO42-離子,有白色沉淀者,原溶液為Ba(NO3)2;(5)在K+、Na+離子的溶液中分別加入Na3[Co(NO2)6]溶液,有沉淀者,原溶液為KNO3,無沉淀者,其原溶液為NaNO3;(6)另取加堿有沉淀的Mg2+、Ca2+和Hg2+三種溶液分裝三支試管,加入SnCl2(aq),有黑色沉淀者,其原溶液為Hg(NO3)2;(7)另取Mg2+、Ca2+溶液,加入OH-,再不斷通入CO2氣體,先有白色沉淀,然后消失者,其原溶液為Ca(NO3)2,白色沉淀不消失者,其原溶液為Mg(NO3)2。18.SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g)rHm=-53.09kJmol-1SiO2(s)+4HCl(g)SiCl4(g)+2H2O(g)rHm=+127.78kJmol-1SiO2(s)與HF(g)反應是放熱的,而SiO2(s)與HCl(g)反應是吸熱的,雖然兩個反應的rSm都小于零,但在常溫下,│rHm│>TrSm,∴在常溫下,第一個反應的rGm<0,即氫氟酸可以腐蝕玻璃,而第二個反應的rGm>0,即鹽酸不能腐蝕玻璃(對于第二個反應而言rGm總是大于零)。19.(1)GeC14+2H2OGeO2↓+4HCl(2)GeCl4+2(NH4)2SGeS2↓+4NH4ClGeS2+(NH4)2S(過量)(NH4)2GeS3(3)SnO2+2NaOHNa2SnO3+H2O(4)[Sn(OH)6]2-+CO2H2SnO3↓+CO32-+2H2O(5)HCOOHCO↑+H2O(6)2Ag(NH3)2++4OH-+CO2Ag↓+4NH3+2H2O+CO32-(7)GeS+(NH4)2S2(NH4)2GeS3(8)GeCl4+Ge2GeCl2(9)Pb3O4+4HNO32Pb(NO3)2+PbO2↓+2H2O20.A—Si,B—H2,C—SiO2,D—SiF4,E—H2SiO3,F—H2SiF6,G—Na2SiO3,F—Na2SiF6。Si+O2SiO2SiO2+4HFSiF4+2H2O3SiF4+3H2OH2SiO3↓+2H2SiF6H2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2ONa2SiO3+2NH4ClH2SiO3+2NaCl+2NH3↑H2SiF6+NaCl(過量)Na2SiF6↓+2HCl21.Sn—Pb合金。合金與濃HNO3共煮生成的白色↓不溶于酸,也不溶于堿,只溶于熔融苛性堿和熱的濃鹽酸,說明白色↓為β錫酸:Sn+4HNO3H2SnO3↓(β)+4NO2↑+H2OH2SnO3+2NaOHNa2SnO3+2H2OH2SnO3+6HCl(濃)H2SnCl6+3H2O濾液調至弱酸性后,加入K2CrO4有黃色沉淀,說明合金中含Pb:Pb+4HNO3Pb(NO3)2+2NO2↑+2H2OPb(NO3)2+K2CrO4PbCrO4↓+2KNO322.HCN在水溶液中是弱酸,說明HCN難電離成H++CN-,也說明H-C≡N中的H-C共價鍵強。HCN中C原子采取sp雜化,其中一個sp雜化軌道與N原子的sp雜化軌道重疊成σ鍵,另一個sp雜化軌道與H原子的1s形成s-sp的σ鍵,由于s-sp雜化的重疊程度大,∴H-C鍵強,在水中難電離,∴HCN為弱酸。而液態HCN是強酸,這與CN-離子可以聚合有關,根據電荷守恒,液態HCN中,[H+]=[CN-]+[(CN)22-]+[(CN)33-]+···+[(CN)nn-],[H+]大大增加,∴液態HCN是強酸。23.C原子與N、O、F原子形成的雙原子分子顯著不同點為C原子不存在孤電子對,N、O、F原子上都有孤電子對,由于孤電子對的排斥,使N—N、O—O、F—F鍵能減弱,∴在N2、O2、F2中單鍵鍵能的大小次序為:N<P,O<S,F<C1,而在C2和Si2中C>Si。24.Sn2+和Fe2+;Pb2+和Fe3+;[PbC14]2-和[SnCl6]2-能共存于同一溶液;Sn2+和Fe3+不能共存,∵Sn2++2Fe3+Sn4++2F
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