武汉大学版无机化学课后习题答案___13氧族元素

第十三章氧族元素1.试用分子轨道理论描述下列各物种中的键、键级和磁性（顺磁性、逆磁性）和相对稳定性。（1）O2+（二氧基阳离子）（2）O2（3）O2-（超氧离子）（4）O22-（过氧离子）解：见下表物种分子轨道键级磁性相对稳定性O2+12222222222**2yzyppppssKK2.5顺依次减小O212122222222*222**zyzypppppssKK2顺O2-12222222222*222**zyzypppppssKK1.5顺O22-22222222222*222**zyzypppppssKK1逆2.重水和重氧水有何差别？写出它们的分子式。它们有何用途？如何制备？答：重水：D2O；重氧水：OH182；重水是核能工业常用的中子减速剂，重氧水是研究化学反应特别是水解反应机理的示踪剂。3.解释为什么O2分子具有顺磁性，O3具有反磁性？答：(1)O2的分子轨道式为1*21*22222222*222ZYZYXPPpppSSKK可见O2分子中有2个单电子,因而具有顺磁性。而O3为反磁性,因O3分子中无单电子，分之中存在43的大键。4.在实验室怎样制备O3？它有什么重要性？答：在实验室里制备臭氧主要靠紫外光(185nm)照射氧或使氧通过静电放电装置而获得臭氧与氧的混合物,含臭氧可达10%。臭氧发生器的示意图见图13-10。它是两根玻璃套管所组成的,中间玻璃管内壁镶有锡锚,外管外壁绕有铜线,当锡箔与铜线间接上高电压时,两管的管壁之间发生无声放电(没有火花的放电),02就部分转变成了035.油画放置久后为什么会发暗、发黑？为什么可用H2O2来处理？写出反应方程式。答：油画放置久后会变黑，发暗，原因是油画中的白色颜料中含PbSO4，遇到空气中的H2S会生成PbS造成的。PbSO4+H2S=PbS（黑）+H2SO4用H2O2处理又重新变白，是因为发生以下反应PbS+H2O2=PbSO4+H2O26.比较氧族元素和卤族元素氢化物在酸性、还原性、热稳定性方面的递变性规律。答：氧族元素的氢化物有H20,H2S,H2Se,H2Te卤族元素的氢化物有HF,HCl,HBr,HI(1)酸性H20H2SH2SeH2TeHFHClHBrHI卤族元素氢化物的酸性远强于同周期的氧族元素的氢化物。(2)还原性H2OH2SH2SeH2TeHFHClHBrHI卤族元素氢化物的还原性弱于同周期氧族元素的氢化物。（3）热稳定性H2OH2SH2SeH2TeHFHClHBrHI卤族元素氢化物的热稳定性比同周期的氧族元素氢化物热稳定性高。可见，氧族元素的氢化物与卤族元素氢化物的性质递变规律相同。7.比较硫和氮的含氧酸在酸性、氧化性、热稳定性等方面的递变规律。答：H2SO4没HClO4酸性强，H2SO4氧化性强，HClO4热稳定性强。8.为什么SOCl2既可做Lewis酸又可做Lewis碱？答：VOHeHgOVOHeHOHVOHMneHMnO6824.024)(776.122223.124222222222由标准电极电位可知，)/()/(22222OHOHMnMnO22OH能将Mn2+氧化成MnO2，)/()/(22222OHOMnMnO2MnO又可被H2O2还原成Mn2+，H2O2被氧化得到O2，这样形成一个循环连续的反应过程，所以Mn2+能加快H2O2的分解。16.完成并配平下列反应式：（1）H2S+H2O2（2）H2S+Br2（3）H2S+I2（4）H2S+O2（5）H2S+ClO3+H+（6）Na2S+Na2SO3+H+（7）Na2S2O3+I2（8）Na2S2O3+Cl2（9）SO2+H2O+Cl2（10）H2O2+KMnO4+H+（11）Na2O2+CO2（12）KO2+H2O（13）Fe(OH)2+O2+OH-（14）K2S2O8+Mn2++H++NO3（15）H2SeO3+H2O2答：（1）H2S+H2O2=S+2H2OH2S+4H2O2（过量）=H2SO4+4H2O（2）H2S+Br2=2HBr+SH2S+4Br2（过量）+4H2O=8HBr+H2SO4（1）H2S+I2=2I-+S+2H+（2）2H2S+O2=2S+2H2O（3）3H2S+ClO3-=3S+Cl-+3H2O（4）2S2-+SO32-+6H+=3S+3H2O（5）2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI（6）Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl（7）SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl（8）5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++5O2+8H2O（9）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2（10）2KO2+2H2O=2KOH+O2+H2O2（11）4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3（12）5S2O82-+2Mn2++8H2O=10SO42-+2MnO4-+16H+（13）H2SeO3+H2O2=H2SeO4+H2O17．在标准状况下，50cm3含有O3的氧气，若其中所含O3完全分解后，体积增加到52cm3。如将分解前的混合气体通入KI溶液中，能析出多少克碘？分解前的混合气体中O3的体积分数是多少？解：5.68mg,8.1%18．每升含12.41克Na2S2O3·5H2O的溶液35.00cm3，恰好使50.00cm3的I3溶液退色，求碘溶液的浓度？解：I3-+2S2O32-=S4O62-+3I-1.75×10-2mol/L19．下述反应在298K时的△Hm为284.5kJ·mol-13O22O3已知此反应平衡常数为10-54，试计算该反应的△Gm和△Sm。解：307.97kJ/mol,-78.76k-1.J.mol-120．利用电极电势解释在H2O2中加入少量Mn2+，可以促进H2O2分解反应的原因。答：22/MnMnO=1.23VH2O2作为氧化剂时OHOH222/=1.776VH2O2能氧化Mn2+Mn2++2H2O2==MnO2+2H2OH2O2作为还原剂222/OHO=0.68V〈1.23VH2O2能还原MnO2MnO2+2H2O2==Mn2++O2+2H2O总反应式为2H2O2O2+2H2OMnO2