第17章 碳硅硼 习题解答

第17章碳硅硼

17-1解：CO和N2是等电体（14e），分子轨道能级图相似，分子中都有三重键：键能相近。一般条件下，两种物质都是气体，很少溶于水；熔、沸点，临界力，临界温度等一些物理性质也相似。

但CO和N2分子中三重键特点并不完全相同，N2分子中负电荷分布是对称的，而CO却是不对称的。C原子略带负电荷，再加上C的电负性比N小，因此CO比

σπ

N2较易给出电子对向过渡金属原子（离子）配位，除形成-配键外，还有-反馈键形成，故生成的配合物较稳定。而N2的配位能力远不如CO，分子氮配合物远不如羰基化合物稳定。所以CO的键能虽比N2略大，但化学性质却比N2要活泼，不象N2那样“惰性”。

17—2解：实验室制备CO的方法有

①将CO2还原CO2(g)+C(s)====2CO(g)

②将H2C2O4或和HCOOH加热分解

H2C2O4(s)=====CO(g)+CO2(g)+H2O(l)

HCOOH(l)====CO(g)+H2O(l)

或用HCOONa(s)+H2SO4(l)====(l)+NaHSO4(s)HCOOH进一步分解得CO CO仅微溶于水，可用排水集气法收集。因为有毒，制备及收集过程应在通风橱内进行。

工业上用焦炭在有限的空气中燃烧或在灼热的焦炭中通入水蒸气都可以得到CO的混合气体。

CO能与许多物质进行加成反应和还原反应：

（1）Ni+4CO====Ni(CO)4条件：1atm,25℃

（2）CuCl(氨水或盐酸溶液)+CO+2H2O====CuC l·C O·2H2O

（3）CO+NaOH====HCOONa条件：6~10atm,473K

（4）2H2+CO=====CH3OH条件：Cr2O3·ZnO，623~673K

（5）CO+PdCl2+H2O====CO2+P d↓+2HCl

17-3答：（1）金属镁着火----砂子

（2）金属钠着火-----砂子

（3）黄磷着火-------水、泡沫灭火器、干冰

（4）油着火----泡沫灭火器、干冰、砂子、

（5）木器着火----以上都可以

17—4解：T=273K P=105Pa

（1）100g水中，H2CO3的物质的量为170 10-3/22.4=0.00759(mol)所以H2CO3的实际浓度为0.0759mol/L；

17-5解：解法1设该混合物中含Na 2CO 3x mol,NaHCO 3y mol

NaHCO 3和Na 2CO 3组成一个缓冲体系

g

g mol NaHCO y g

g mol CO Na x y x x y CO HCO HCO pKa pH 8.15)(84188.0)(188.0)(2.44)(106417.0)(417.0)(0

.60841066.10lg 25.10]

[][lg )(3322333=⨯===⨯===+=-=-=---解法2：设该混合物中Na 2CO 3为x 克,则NaHCO 3为（60-x ）克

g x x x

CO HCO HCO pKa pH 2.446.102

10628460lg 25.10]

[][lg )(2333=⇒⇒⇒=⨯⨯--=-=---即Na 2CO 3为44.2g ，NaHCO 3为15.8g.

17-7解：（1）Ca 2+等浓度等体积Na 2CO 3

[Ca 2+]=[CO 32-]=0.2mol

Q=[Ca 2+][CO 32-]=0.04>K SP (CaCO 3)=8.7*10-8

所以通入有CaCO 3沉淀生成

（2）Cu 2+中通入Na 2CO 3溶液产物为Cu 2(OH)2CO 3

（3）Al 3+中通入Na 2CO 3溶液产物为Al(OH)3

Al 3++CO 32-=Al 2(CO 3)3

Al 2(CO 3)3+H 2O=Al(OH)3+H 2CO 3

H 2CO 3=H 2O+CO 2

17—6解：（1）0.1mo l·L -1NaHCO 3溶液，HCO 3-是两性物质

31

.8)1091.4lg(]lg[1091.41061.5103.4][101061.51.010

61.5991172

114

12112=⨯-=-=⨯=⨯⨯⨯=∙=⨯=⨯⨯=∙-+---+---H pH K K H c K a a a θθθ 17—8解：热稳定性(1)Na 2CO 3>BeCO 3(2)NaHCO 3

(3)MgCO 3

17—9解：（1）先做硼砂珠实验，鉴定出Na 2B 4O 7.10H 2O ；然后用Al 2(SO 4)3鉴定出Na 2CO 3，现象有沉淀和气泡产生。或者加入HCl ，先鉴定出Na 2CO 3

（2）在酒精灯上加热，有气体产生的是NaHCO 3

（3）利用SiH 4在碱的催化下，剧烈水解有白色沉淀产生，而CH 4无此现象17-10答：（1）将含有少量CO 2、O 2、H 2O 等杂质的CO 的气体通人热的铜网（除O 2）,然后通入石灰水（除CO 2），最后通过浓硫酸（除H 2O ）。

或者依次通过炽热的碳粉，红热的铜网，以及碱石灰。

（2）充分摇荡（除H 2S,SO 2）；用Al 2O 3纤维物作载体，Pt 作催化剂（除O 2，CO ）；通过浓硫酸（除H 2O ）；液化

或者在氧气中充分燃烧后，通过溴水，再依次通过灼热的铜网，浓硫酸，再与镁条充分燃烧后，通入氧气中再燃烧充分。

17—14解：（1）CH 4分子中，中心原子C 上没有孤电子对，也没有空轨道接受外界电子。所以它既没有酸性，也没有碱性。

（2）Si 的电负性小于C ，而半径Si 大于C ，因此Si 4-失去电子的能力大于C 4-，