35、无机化学万题库答案：计算题(16-21)

?Θ

(CuCl32/ Cu)＝?(Cu+ / Cu)

－

＝?Θ

(Cu+ / Cu)

＋ 0.0591 lg [Cu]

? ＝0.52 ＋ 0.0591 lg

＋

－

1＝0.183 (v)

5.0?105－

在浓盐酸条件下 [H]＝[Cl]＝12 (mol · L1) ?(CuCl32

－

/ Cu)＝?(CuCl32

Θ

－

[CuCl32?]－－

/ Cu) ＋ 0.0591 lg 假定[CuCl32]＝1.0 mol · L1 ?3[Cl] ＝0.183 ＋ 0.0591 lg ?(H

＋

1＝－0.0083 (v) 3(12)＋

/ H2)＝?(H/ H2)

＋

Θ

＋ 0.0591 lg [H]

＝ 0.00 ＋ 0.0591 lg 12 ＝0.064 (v) 由于 ?(H

＋

/ H2) > ?(CuCl32/ Cu)

－

，所以铜能从浓盐酸中置换出氢气 。

实验表明 ，在加热时铜能够溶于浓盐酸中 ，与以上计算情况相符 。

13．铜溶于KCN溶液的反应为 ：

－－－

2 Cu ＋ 4 CN ＋ 2 H2O ＝ 2 Cu(CN)2 ＋ H2↑＋ 2 OH

－－－

负极反应为 Cu(CN)2 ＋ e ＝ Cu ＋ 2 CN 负极电势为 ?Θ

([Cu(CN)2]/Cu)＝0.52

－＋ 0.0591 lg

－

1＝－0.90 (v)

1.0?1024－

正极反应为 2 H2O ＋ 2 e ＝ H2↑＋ 2 OH 正极电势为

ΘΘ＋

?(H2O / H2)＝?(H/ H2) ＋ 0.0591 lg [H]

＋

＝ 0.00 ＋ 0.0591 lg 1.0×1014 ＝－0.83 (v)

－－

由于KCN溶液中[OH]实际上低于1.0 mol · L1 ， 所以?(H2O / H2)>?

Θ

－

(H2O / H2)＝－0.83 (v)

即 ?(H2O / H2)> ?Θ

([Cu(CN)2]/Cu)

－，铜能溶于氰化钾溶液并置换出氢气 。

而Ag在KCN溶液中 ，对于电极反应

－－－

Ag(CN)2 ＋ e ＝ Ag ＋ 2 CN 其电势为 ? 由于?Θ

Θ

([Ag(CN)2]/Ag)＝0.799

－＋ 0.0591 lg

1＝－0.44(v)

1.0?1021。

([Ag(CN)2]/Ag)> ?(H2O / H2) ，所以银不能溶于氰化钾溶液而置换出氢气

－

向KCN溶液中通入空气时 ，由于?Θ

B (O2 / OH-)＝0.40 v (即使换算成空气中

pO2＝0.21 pΘ

该数值也变化不大)远大于?－

Θ

([Ag(CN)2]/Ag)＝－0.44(v)

－，则可发生如下溶解反应 ：

－

－

4 Ag ＋ 8 CN ＋ O2 ＋ 2 H2O ＝ 4 [Ag(CN)2] ＋ 4 OH

可见 ，银在通入空气时才能溶于氰化钾溶液 。

14．⑴ 化合物A的组成 ： nKr∶nAu∶nF＝

20.2947.5832.13∶∶＝1∶1∶7 83.8197.019.0 所以A为 KrAuF7 ，其中Au 的氧化态为 ＋5 。

化合物B的组成 ： nAu∶nF＝

67.4732.53∶＝1∶5 197.019.0 所以B为 AuF5 ，其中Au 的氧化态为 ＋5 。

⑵ 由 KrF2 和 Au 反应制取化合物A 反应式 ：

7 KrF2 ＋ 2 Au ＝ 2 KrAuF7 ＋ 5 Kr

由A热分解获得化合物B的反应式 ：

KrAuF7 AuF5 ＋ Kr ＋ F2

＋－

15．在水溶液条件下元素的活泼性强弱 ，决定于该元素由 M(s) → M2(aq) ＋ 2 e 这一

过程吸收能量的大小 ，吸收能量越少 ，则越活泼 。 对于Cu ：

Θ－

Δ rHm(298 K)＝ 340 ＋ 2720 － 2121 ＝ 939 (kJ · mol1) 对于Zn ：

Θ－

Δ rHm(298 K)＝ 131 ＋ 2658 － 2054 ＝ 735 (kJ · mol1)

计算结果表明 ，由单质转化为水合离子的过程 ，元素锌的吸热比元素铜的吸热少 ，说

明锌比铜更活泼 。

－

16．用AgNO3滴定NaCN中的氰离子 ，刚开始时 ，由于CN离子过量 ，所以反应生成物

－＋

为 [Ag (CN)2] ，此即产生沉淀前溶液中银的存在状态。当刚刚出现沉淀时 ，表明Ag开始过量 ，沉淀是AgCN 。

＋

所用Ag的物质的量为 ：

－－

28.72×0.0100×103＝2.872×104 (mol) －

则与之相结合的CN离子的物质的量为 ：

－－

2×2.872×104 ＝ 5.744×104 (mol)

原样品中NaCN的质量为 ：

－

49×5.744×104 ＝ 0.0281 (g)

17．已知歧化反应 Hg2 ＝ Hg2

－

2＋＋

＋

－

Hg

平衡浓度 / mol?L1 0.10 7.0×104

[Hg2?]7.0?10?4－

代入平衡常数表达式 K＝＝＝7.0×103

2?0.10[Hg2]?ΔrGm＝－2.303 RT lg K＝－2.303×8.314×298×103×lg 7.0×103

＝12.3 (kJ · mol1)

?[Zn(OH)2＋－4]18．∵ K＝ 分子分母同乘以 [Zn2][OH]2

?2[OH]Θ

－

ΘΘ －－

?[Zn(OH)22??2ΘΘ4]2?[Zn][OH] ∴ K＝＝K稳Zn (OH)4×KspZn (OH)2 [Zn2?][OH?]2[OH?]2Θ

－

则 K

Θ

稳Zn (OH)42

－

＝

4.79＝4.0×1017 ?171.2?10?[Cu(OH)2＋－4]19．∵ K＝ 分子分母同乘以 [C2][OH]2 ?2[OH]Θ

?[Cu(OH)24]?[Cu2?][OH?]2＝KΘ稳Cu (OH)42×KspΘCu (OH)2 ∴ K＝2??2?2[Cu][OH][OH]Θ

－

1.7?10?3－

则 KspCu (OH)2＝＝2.2×1020

167.6?10Θ

Θ

20．∵ ?(AuCl2

－

/ Au)＝?(Au+ / Au)

Θ

＝?Θ

(Au+ / Au) ＋ 0.0591 lg [Au]

＋

＝?(Au+ / Au) ＋ 0.0591 lg

1K?稳(AuCl2?)

∴ 1.61 ＝ ? 则 ? 而 ?Θ

Θ

(Au+ / Au) ＋ 0.0591 lg

1 15.30.0591[Au3?]) ＋ lg ?[Au]21(Au+ / Au) ＝ 1.68 (v)

－

Θ

(AuCl4/ Au Cl2)＝

－?(Au3+ / Au) ＝?＋

Θ

(Au3+ / Au

＋

＝?Θ

(Au / Au

3+

＋

0.0591K?稳(AuCl4?)) ＋ lg

12K?稳(AuCl2?)0.93＝ ? 则 ?Θ

Θ

(Au3+ / Au)

＋＋

0.059115.3lg 22.5?1017(Au3+ / Au)

＋＝1.41 (v)

画出金的元素电势图 ：

＋＋

Au3 1.41 v Au 1.68 v Au ? v

?Θ

(Au3+ / Au) ＝

2?1.41?1?1.68＝1.50 (v)

3

＋－－

21．当[Cu2] 和 [Cl] 均为1.0 mol?L1时，

由于 ?Θ

(Cu2+ / CuCl)＝?(Cu2+ / Cu

Θ

＋

[Cu2?]) ＋ 0.0591 lg ?[Cu] ?Θ

(Cu2+ / CuCl) ＝?Θ

(Cu2+ / Cu)

＋＋ 0.0591 lg

1

KspCuCl ＝0.15 ＋ 0.0591 lg ?Θ

1＝0.53 (v)

3.2?10?7＋－

(CuCl / Cu) ＝?Θ

(Cu+ / Cu) ＋ 0.0591 lg [Cu]

＝0.52 ＋ 0.0591 lg 3.2×107 ＝0.14 (v)

∵ ?Θ

(Cu2+ / CuCl) > ?(CuCl / Cu)

＋

Θ

，∴ 能够发生如下反应 ：

－

Cu2(aq) ＋ Cu (s) ＋ 2 Cl(aq) ＝ 2 CuCl (s)

n(?(??)??(??))1?(0.53?0.14)nE? lg K＝＝＝＝6.60

0.05910.05910.0591Θ

K＝4.0×106

Θ

22．根据铜的元素电势图 ：

＋＋

Cu2 Cu 0.52 v Cu

0.34 v ?Θ

(Cu2+ / Cu+)＝

2?0.34?0.52＝0.16 (v)

1Θ

由于?Θ

(Cu+ / Cu)＝0.52 v > ?(Cu2+ / Cu+)＝0.16 v ，所以在水溶液中Cu能自发歧化 ，因而

＋

Cu (Ⅰ)在水中不能稳定存在 。

在氨水条件下 ，由于生成氨合配离子 ，电极电势变化如下 ：