北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室《无机化学》笔记和课后习题详解(下册)核化学【

第26章无机合成化学简介

26-1无机合成化学在国民经济的发展中有什么重要意义？

答：无机合成化学与国民经济的发展息息相关，在国民经济中占有重要的地位。工业中广泛使用的“三酸两碱”，农业生产中必不可少的化肥、农药，基础建设中使用的水泥、玻璃、陶瓷，涂料工业中使用的大量无机颜料等无一不与无机合成有关。这些产品的产量和质量几乎代表着一个国家的工业水平。

26-2无机合成化学包括哪些内容？

答：无机合成化学又称制备无机化学，研究内容包括所有单质及化合物的制备原理，方法及实验技术。

26-3试述制备单质的主要方法。

答：制备单质主要有三种方法：

（1）氢气还原氧化物：多价金属氧化物的还原是分段进行的，处于高价的氧化物在还原过程中，先形成低价氧化物，增加氢的浓度，再由低价氧化物还原到金属；

（2）金属热还原反应：熔融状态下氧化物和金属之间进行反应；

（3）电解法：活泼金属一般可以由熔融态化合物直接电解制备。

26-4试述制备卤化物、硫化物、氮化物、碳化物、氧化物的主要方法。

答：（1）制备卤化物的主要方法：①金属非金属直接卤化；②氧化物的卤化作用。

（2）制备硫化物的主要方法：①金属与非金属直接作用；②硫化氢与盐溶液作用。

（3）制备氮化物的主要方法：①单质与氮气或氨气直接作用；②氧化物、氯化物与氨作用。

（4）制备碳化物的主要方法：①金属、非金属直接与碳作用；②甲烷与金属、氧化物、氯化物作用。

（5）制备氧化物的主要方法：①空气中热分解；②惰性气氛中热分解。

26-5什么是水热合成、光化学合成、等离子体合成？试举例说明。

答：（1）水热合成是指在一定温度的密闭体系中，以水为溶剂，在水自身的压强下原始混合物进行反应的过程。例如SiO2、ZnO等单晶培养：

（2）光化学合成是指在光作用下进行的化合物合成反应。例如光水合反应：

（3）等离子体合成即放电合成，是指利用等离子体的特殊性质进行化学合成的一种技术。热等离子体可用于金属和合金的冶炼；超细、超纯耐高温粉末材料的合成；亚稳态金属粉末和单晶的制备；NO2和CO的生产等；冷等离子体主要用于那些反应吸热大，产物在高温下不稳定的合成反应，如合成金刚石、臭氧及制造光导纤维等。

26-6获得高温、低温、高压、高真空的方法有哪些？各举三例。

答：（1）获得高温的方法：高温电阻炉，聚焦炉，闪光放电灯；

（2）获得低温的方法：半导体制冷，三级脉管制冷机，绝热去磁；

（3）获得高真空的方法：水泵，机械泵，扩散泵；

（4）获得高压的方法：脉冲，直流，交流。

26-7什么是化学转移反应？什么是化学气相沉积？

答：（1）化学转移反应是指某固体或液体物质A在一定温度下与某气体B反应，生成相应气体产物。该气体产物在体系的不同温度部分产生逆反应，重新得到A。

（2）化学气相沉积是指气态物质在同一固体表面上进行化学反应生成固态沉积物的过程。

26-8如何从矿石中制取纯化合物？什么是干法、湿法？各举例说明。

答：（1）制取纯化合物方法是通过对矿物原料进行化学处理，经过分解精矿，分离和纯制等步骤，得到纯的化合物。

（2）干法、湿法

①干法是指高温热还原法，如石灰烧结法从含锂矿石中提取锂；②湿法是指先氧化，再用还原剂还原的冶炼方法，入硫酸法生产钛白。

26-9讨论化学污染的来源有哪些？怎样进行防治？

答：（1）化学污染主要有工业污染、农田排水污染和生活污染。①冶金、机电、电镀、造纸、制革、石油农药、化肥、食品、印染、选矿等工业污染中所含的污染物种类多、毒性强，是化学污染的主要来源；②农田排水中大量农药、化肥和农作物的残枝败叶；③生活污水有很多需氧有机物，均能造成化学污染。

（2）目前工业污染的防治主要采用以下方法：

①控制污染源通过改变工艺路线和生产减少污染，或改进设备和操作条件控制污染，或淘汰有毒产品；

②采用封闭循环工艺和综合利用封闭循环工艺可将排放物质经过处理后，重新送回循环系统，再利用。也可将某反应的“三废”料收集处理后，用于另外反应的原料或找到其它用途；

③对“三废”进行处理根据废料的性质不同。对“三废”采取不同的处理方法，对废气中的悬浮液及有害气体的处理方法大致为：a．废气中固、液颗粒，一般采取机械除尘、过滤除尘、静电除尘、洗涤除尘等；b．对于有害气体，还常采用化学吸附法、固体吸附法：包括分子筛、硅胶、活性炭、离子交换树脂等作为吸附剂吸附，催化转化法等。

④治理污水方法很多，主要可分为四类：物理法、化学法、物理化学法、生物法。

a．物理法主要根据污水中污染物相对密度不同，采用重心分离、过滤、浮选等方法处理；b．化学法一般有中和法、化学沉淀法、氧化还原法等；c．物理化学法通常有吸附、离子交换、膜分离、萃取等；d．生物法是利用微生物的作用来处理污水。

⑤对于废渣，可以根据成分含量，考虑适宜的处理方法。如可作为其它反应的原料，用来提取贵重元素，制砖、铺路，作助熔剂等。

第27章特殊类型的无机化合物

27-1列举V、Cr、Fe和Ni的单核金属羰基配合物，写出它们的分子式，并指出哪些符合EAN规则？

答：（1）V、Cr、Fe和Ni的单核金属羰基配合物分子式分别为：V(CO)6、Cr(CO)6、Fe(CO)5、Ni(CO)4；

（2）其中符合EAN规则有：Cr(CO)6、Fe(CO)5、Ni(CO)4。

27-2为什么羰基配合物中过渡金属可以是零氧化态，甚至是负氧化态（如等）？

答：由于羰基配合物中存在σ-π协同作用，增强了羰基化合物达到稳定性，故过渡金属可以使零氧化态，甚至是负氧化态。

27-3讨论并解释在系列中CO的伸缩振动频率的变化趋势

（提示：它们之间的σ键都比较弱，从形成反馈π键的强弱的角度分析）

答：CO的伸缩振动频率变化趋势是依次增大，原因可能是当中心原子积累较多的负电荷时，反馈π键较强从而使C-O键较弱。

27-4画出和的结构。

解：