无机化学第三版下册答案第二十一章第十五章_碳族元素(1)

无机化学习题解答 第十五章 碳族元素

物放置一天，用热水洗去盐分如NaCl，将凝胶在60－70℃下烘干，徐徐升温至300℃即得多孔硅胶。将硅胶干燥活化前先用CoCl2溶液浸泡，再经干燥得变色硅胶。

11．用化学方程式表示单质硅的制备反应，单质硅的主要化学性质，二氧化硅的制备和性质。

答：（1）制备单质Si：

SiO2C1600-1800℃2COSi(95％）

450-500℃SiCl4Si2Cl2

SiCl41150-1200％Si2H2Mo丝4HCl

（2）单质硅的主要化学性质 SiSiO2SiO2

Si与F反应燃烧

SiO32-2H22Cl22OH-SiCl42H2O

Si （3）SiO2的制备：

SiO2?4HF(g)?SiF4??H2O SiO2?6HF(液）＝H2SiF6?2H2O

2－SiO2?2OH??SiO3＋H2OSiO2?2Na2CO3?Na2SiO3?CO2?（4）SiO2的性质：SiO2属于原子晶体，熔点高，硬度大，难熔化。 12．什么是沸石分子筛？试述其结构特点和应用？

答：自然界中存在的某些网络状的硅酸盐和铝酸盐具有笼形结构，这些均匀的笼可以有选择地吸附一定大小的分子，即起到筛分子的作用，这种作用叫做分子筛作用。通常把这样的含有结晶水的多孔结构的天然铝硅酸盐（Na2O·Al2O3·2SiO2·nH2O）叫做沸石分子筛。主要应用于吸收或失去能进入网孔通道的小分子，有些大分子则不能通过。

A型分子筛中，所有硅氧四面体和铝氧四面体通过共用氧原子联结成多元环。

13．实验室中配制SnCl2溶液时，要采取哪些措施？其目的是什么？

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答：因为氯化亚锡极易水解，生成Sn(OH)Cl沉淀，此沉淀一旦生成很难再溶于HCl中。所以配置氯化亚锡溶液时，应先将固体溶于适量浓盐酸中，然后再加水稀释。

SnCl2?H2O?Sn(OH)Cl??HC l另外，配好的溶液久置或使用后Sn2+易被空气中的氧气氧化为Sn4+而失效： 2Sn2??O2?2H??Sn4??H2O

所以，配置好的溶液中应加几颗锡粒，以维持Sn2+的浓度: Sn4+ + Sn = 2Sn2+

14．单质锡有哪些同素异形体，性质有何异同？α－锡酸和β－锡酸的制取和性质方面有何异同？ 答：锡有三种同素异形体：

286K434K灰锡????白锡????脆锡

（α） （β） （γ） 立方晶系 四方晶系 正交晶系

在常温下白锡是稳定态，低于286K时，灰锡是稳定态，高于434K时脆锡稳定。实验室中常用的是白锡。

锡与浓硝酸反应得β－H2SnO3：

Sn?4HNO3?H2SnO3?4NO2??H2O 而SnCl4与NH3·H2O反应可得α－H2SnO3： SnCl4?4NH3·H2O?Sn(OH)4??4NH4Cl

α－H2SnO3溶于酸碱，而β－H2SnO3是晶态的，不溶于酸碱：

Sn(OH)4?2NaOH?Na2Sn(OH)6 Sn(OH)4?4HCl?SnC4l?4H2O 15．试述铅蓄电池的基本原理。

答：铅蓄电池正极为PbO2，负极为灰Pb，电极板为铅锑合金，电解质为30％H2SO4(ρ＝1.25)

放电时：负极 Pb(s) + SO4== PbSO4(s) + 2e

正极 PbO2(s)+ 4H+ + SO4 + 2e == PbSO4(s) + 2H2O

第 6 页 6 2?2?无机化学习题解答 第十五章 碳族元素

充电时：充电时正负极反应向左进行：

?阳极 PbSO4 + 2H2O == PbO2 + 4H+ + SO24 + 2e

? 阴极 PbSO4(s) + 2e == Pb(s) + SO24

电池符号： (－) Pb│H2SO4│PbO2(+) 电池总反应： Pb+PbO2+2H2SO4放电充电2PbSO4+2H2O电压：2.2v。当H2SO4密度小于1.19时必须进行充电。

16．铅的氧化物有几种，分别简述其性质？如何用实验的方法证实Pb3O4中铅有不同价态？

答：铅的氧化物主要有3种：PbO、Pb3O4和PbO2。

PbO显偏碱性，易溶于HNO3和浓HCl；PbO2偏碱性，而且有强氧化性： PbO2?4HCl?PbCl2?Cl2?2H2O

5PbO2+2Mn2+＋4H+Ag-5Pb2++2MnO4+2H2O-？

Pb3O4的组成为2PbO·PbO2, 证实Pb3O4中铅有不同价态可用HNO3处理Pb3O4:

Pb3O4?4HNO3?PbO2?(棕色)?2Pb(NO3)2?2H2O

过滤，沉淀物与浓HCl反应，加热，有Cl2产生，表明为PbO2，滤液调至中性加入K2CrO4，有黄色PbCrO4生成，表示有Pb2+：

2? Pb2???CrO?(黄) 4?PbCr4O17．在298K时，将含有Sn(ClO4)2和Pb(ClO4)2的某溶液与过量的粉末状Sn-Pb合金一起振荡，测得溶液中平衡浓度之比 [Sn2+]/[Pb2+]为0.46。已知

?0Pb2?/Pb??0.126v，计算?Sn02?/Sn值。

答：Pb2++Sn = Pb+Sn2+

0.0596[Sn2?] E?E? lg2?2[Pb]0平衡时E＝0；E0??0Pb2?/Pb0??Sn2?/Sn

[Sn2?]又已知 ?0.46 代入上式： 2?[Pb]0 0??0.126??Sn2?/Sn?0.0596lg0.46 2第 7 页 7 无机化学习题解答 第十五章 碳族元素

0 ?Sn2?/Sn??0.12v

18．完成并配平下列化学反应方程式：

(1)Sn?HCl?(3)SnCl2?FeCl3?(5)SnS?Na2S2?(7)Sn?SnCl4?(9)Pb3O4?HI(过)?(2)Sn?Cl2?(4)SnCl4?H2O?2? (6)SnS3?H??

?(8)PbS?HNO3?(10)Pb2??OH?(过)?？?OCl????答：

(1) Sn + 2HCl＝ SnCl2 + H2

(2) Sn + Cl2＝ SnCl2 Sn + 2Cl2 ＝ SnCl4 (3) SnCl2 + 2FeCl3 ＝ SnCl4 + 2FeCl2 (4) SnCl4 + 4H2O ＝ H4SnO4↓+ 4HCl (5) SnS + Na2S2 = Na2SnS3

2? (6) SnS3?2H??SnS2??H2S?

+4 (7) SnCl4 + Sn = 2SnCl2

? (8) 3PbS + 8H+ + 2NO3 = 3Pb2+ +3 S↓ + 2NO↑ + 4H2O

(9) Pb3O4 ＋14 HI ＝ I2＋3H2[PbI4]＋4H2O (10) Pb2++2OH-=Pb(OH)2↓ Pb(OH)2+OH-=[Pb(OH)3]－

[Pb(OH)3]－＋CIO－＝PbO2↓＋CI－＋OH－＋H2O

19．现有一白色固体A，溶于水产生白色沉淀B，B可溶于浓盐酸。若将固体A溶于稀硝酸中，得无色溶液C。将AgNO3溶液加入C中，析出白色沉淀D。D溶于氨水得溶液E，E酸化后又产生白色沉淀D。

将H2S气体通入溶液C中，产生棕色沉淀F，F溶液(NH4)2S形成溶液G。酸化溶液G，得黄色沉淀H。

少量溶液C加入HgCl2溶液得白色沉淀I，继续加入溶液C，沉淀I逐渐变灰，最后变为黑色沉淀J。

试确定字母A，B，C，D，E，F，G，H，I，J各表示什么物质。

答：A:SnCl2 B:Sn(OH)Cl; C: Sn(NO3)2或SnCl2; D:AgCl; E:Ag(NH3)2Cl;

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