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)氧族元素
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》(第4版)(下册)-第24章 d区
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a．在 373K 以下，锆与各种浓度的盐酸、硝酸及浓度低于 50％硫酸均不发生作用；
b．不与碱溶液作用，溶于氢氟酸、浓硫酸和王水，也被熔融碱所侵蚀。
4．锆、铪重要化合物
（1）氧化物
①氧化物的物理性质及用途
a．
缝的氧化物保护膜，表现突出的抗腐蚀能力；
②在更高温度下，锆的氧化速度增大，并同时有氧溶解在锆中，溶解的氧即使在真空
中加热也不能除去，使金属变脆、难于加工；
③粉末状的锆在空气中加热到 453～558K 开始着火燃烧；锆在高温空气中燃烧时与
氮的反应比氧快，生成氮化物、氧化物和氮氧化物 ZrON2 的混合物；
a．第一过渡系元素既可形成高自旋，也可形成低自旋八面体配合物；
b．第二、第三过渡系金属离子一般只形成低自旋化合物。
因为配位场分裂能△o：第二、第三过渡系金属离子>第一过渡系金属离子；或成对能
P：第二、第三过渡系金属离子<第一过渡系金属离子
（7）磁性要考虑自旋-轨道耦合作用
第二、第三过渡系元素化合物存在广泛的自旋-轨道耦合作用。因有高的自旋-轨道耦
和 可以由加热分解它们的水合氧化物或某些盐制得；
b． 具有两性，溶于酸生成相应的盐，在高温与碱共熔生成锆酸盐；
c．在水溶液中不存在 离子，而以聚合态的
锆氧离子存在，如 与浓硫
酸加热反应：
蒸发硫酸锆的硫酸溶液，可析出 d．Zr（Ⅳ）盐溶液与酸作用或氯化氧锆
晶体。 水解时，得到二氧化锆的水合物
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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》(第4版)(下册)-第19章 金属
第19章 金属通论19.1 复习笔记一、概述1．金属元素概念金属元素是指那些价层电子数较少，在化学反应中较易丢失电子的元素。
2．金属的分类常见金属分类如图19-1所示。
图19-1 常见金属分类示意图二、金属的提炼1．金属的提炼金属的提炼是指从自然界索取金属单质的过程。
一般，金属的提炼分为矿石的富集、冶炼和精炼三个过程。
2．金属还原过程的热力学（1）一般，金属氧化物越稳定，的负值越大，金属越难被还原。
（2）自由能-温度图①将氧化物的生成自由能对温度作图，这种图称为自由能-温度图，又称埃林汉姆图；②从自由能-温度图中可获得某些金属氧化物分解的适宜温度，寻找适宜的还原剂。
3．工业上冶炼金属的一般方法根据金属的存在形式、金属还原过程的热力学及其它诸多因素，工业上冶炼金属的方法主要有热分解法、热还原法、电解法和氧化法。
（1）热分解法热分解法适用于、辰砂等少数不活泼金属化合物：（2）热还原法热还原法是最常见的从矿石提取金属的方法。
由于所用的还原剂不同，可分为碳热还原法、氢热还原法和金属热还原法。
①碳热还原法碳热还原法是指用C 或CO 做还原剂的冶炼金属的方法：由于大多数碳酸盐在高温下易发生热分解生成氧化物，制备过程：对硫化物，先将矿石在空气中煅烧使之转化为氧化物，再用碳还原：碳热还原法的缺点是制得的金属中往往含有碳和碳化物，得不到较纯的金属。
②氢热还原法氢热还原法主要用于制备少量的纯金属：③金属热还原法（金属置换法）金属热还原法是指用一种金属做还原剂把另一种金属从其化合物中还原出来的方法。
如：用铝做还原剂制取其它金属的方法称为铝热法：（3）电解法电解法主要用于从化合物中制取活泼金属，通常是电解其熔融盐：（4）氧化法氧化法是指使用氧化剂制取金属单质的方法，如金银的提取。
4．金属的精炼常用的金属精炼方法有：电解精炼、气相精炼和区域熔炼。
（1）电解精炼电解精炼是指电解时将不纯的金属做成电解槽的阳极，薄片纯金属做成阴极，通过电解在阴极上得到纯金属的方法。
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)氢和稀有
11．氙的氟化物是很好的氧化剂，其原因是（ ）。 A．氧化性强 B．还原到氙 C．不污染反应体系 D．前三者都是 【答案】D
12．下列氢化物中，在室温下与水反应不产生氢气的是（ ）。 A．LiAlH4 B．CaH2
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C．SiH4
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14．用价层电子对互斥理论讨论下列分子和离子的几何构型和中心原子的杂化轨道。
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（1）XeF2
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答： 9．完成并配平下列反应方程式。
答：
10．完成下列氟化物与水反应的方程式。
答：
（不完全水解） （完全水解）
（不完全水解） （大量水，完全水解）
11．完成并配平下列反应方程式。
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答：
12．为什么 XeOF4 不能用玻璃容器储存？并指出应该用什么容器储存？ 答：XeOF4 会与 SiO2 发生如下反应： 可用镍容器（因氟与镍反应生成致密的保护膜）和某些塑料容器（如聚四氟乙烯）。 13．完成并配平下列反应方程式： （1）XeF6＋H2→ （2）XeF6＋Hg→ （3）XeF6＋HCl→ （4）XeF6＋NH3→ 答：
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与化学反应的可能性。
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答：随着主量子数的增大，原子体积和电子云弥散程度亦增大，为此，从 He 到 Rn，电
离能依次减小，激发到具有未成对电子状态的可能增大，因而，化学活性从上到下增大，从
目前的情况来说，Kr 才开始具有实际的化学活性，Xe 的化学活性明显大得多，按理 Rn 应最
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)氮 磷
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12．下列物质还原能力最强的是（ ）。
【答案】D
13．下列物质氧化性最弱的是（ ）。
【答案】A
14．下列叙述中错误的是（ ）。 A．SO2 是极性分子 B．SO2 溶于水可制取纯 H2SO3 C．H2SO3 可使品红褪色 D．H2SO3 既有氧化性又有还原性 【答案】B
该反应是
2．试分析 答：∵ ∴ 又∵ ∴ 故
可催化 分解的机理。
3．无水硫酸中存在有哪些物种？ 答：可能存在
4．为什么不宜采用高温浓缩的办法来获得 答：因为
晶体？
5．用纯
制备硫代硫酸钠时，如果所得产品呈黄色，其原因何在？
15．下列物质中，只有还原性的是（ ）。
【答案】B
16．既有氧化性又有还原性，但以氧化性为主的二元弱酸是（ ）。
【答案】A
17．下列反应的最终产物没有硫化物的是（ ）。
A．
与过量的
反应
B．
酸性溶液与 反应
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第 15 章 氧族元素
一、选择题 1．下列化学物中，沸点最高的是（ ）。
【答案】B
2．在
中，下列说法正确的是（ ）。
A．具有顺磁性的仅有
B．具有顺磁性的仅有
C．具有逆磁性的仅有
D．具有逆磁性的仅有
【答案】C
3．在一未知溶液中加入硝酸和 离子是（ ）。
【答案】0；1；1；1
8．臭氧分子可以结合电子成为______离子，所形成的化合物叫______。 【答案】 ；臭氧化物
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》(第4版)(下册)-第25章 f区
（3）原子半径和离子半径
①镧系收缩
镧系收缩是指镧系元素的原子半径和离子半径随着原子序数的增加而逐渐减小的现象。
②镧系收缩的原因 在镧系元素中，原子核每增加一个质子，相应的有一个电子进入 4f 层，而 4f 电子对 核的屏蔽不如内层电子，因而随着原子序数增加，有效核电荷增加，核对最外层电子的吸 引增强，使原子半径、离子半径逐渐减少。 ③原子半径缩小不如离子半径 因为镧系元素金属原子的电子层比离子多一层，它的最外层是 ，4f 居于第二内层， 它对原子核的屏蔽接近 100％，因而镧系金属原子半径收缩的效果就不明显了。 ④在镧系收缩中，Eu 和 Yb 的原子半径反常 因为在 Eu 和 Yb 的电子构型中分别有半充满的 4f7 和全充满的 的缘故。 ⑤Eu 和 Yb 的密度、熔点、升华能均较低 因为在 Eu 和 Yb 的金属晶体中，由于仅给出 2 个电子形成金属键，原子间的结合力不 如其它镧系元素那样强，所以金属 Eu 和 Yb 的密度、熔点较低，升华能也比相邻的元素低。
②镧系元素的磁性特点
镧系元素具有很好的磁性，可做良好的磁性材，稀土合金还可做永磁材料。
a．
离子没有未成对电子，因此都是反磁性的；
b．
构型的离子都是顺磁性的；
c．镧系元素+3 价离子的磁矩随原子序数的增加而呈现双峰曲线。
2．镧系金属
（1）物理性质
①镧系金属为银白色，比较软，有延展性，燃点很低。
②镧系金属密度随着原子序数增加，从 到 逐渐增加，但 和 的密度较小。
触就被氧化而变色；
（3）化学性质
镧系元素是非常活泼的金属，能与大部分非金属作用。,
①镧系金属反应得到的产物为特征的+Ⅲ氧化态的化合物；
②由于 离子半径大，所以化合物所生成的键主要是离子性的；
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第22章ds区金属一、选择题1．废弃的溶液不能倒入（）。
A．含的废液中B．含的废液中C．含的酸性废液中D．含的碱性废液中【答案】C2．长久暴露于潮湿空气中的铜，表面会有一层蓝色的铜锈，其组成是（）。
【答案】C3．胆矾的化学式是（）。
【答案】B4．在晶体中，中心离子铜的配位数是（）。
A．4B．5C．6D．8【答案】C5．能较好地解释离子是平面四方构型的理论是（）。
A．VSEPRB．杂化轨道C．晶体场D．姜-泰勒效应【答案】D6．在AgSCN中，Ag＋离子的配位数是（）。
A．2B．3C．4D．6【答案】A7．将过量的KCN加入溶液中，其生成物是（）。
【答案】B8．下列电极反应，标准电极电势代数值最小的是（）。
【答案】A9．在标准状态下，反应达平衡时的温度是（）。
A．71KB．548KC．656KD．1236K【答案】D10．在下列银的配阴离子中，最稳定的是（）。
【答案】D11．铜与许多金属形成合金，制作康铜热电偶的主要成分是（）。
A．Cu-ZnB．Cu-NiC．Cu-SnD．Cu-Be【答案】B12．与的反应中，离子的作用为（）。
A．还原B．配位C．还原、配位D．氧化【答案】C13．与汞不能生成汞齐合金的金属是（）。
A．CuB．AgC．ZnD．Fe【答案】D14．在亚汞的卤化物水溶液中，最不稳定的是（）。
【答案】A15．在下列硫化物中，溶于溶液的是（）。
A．CuSB．C．ZnSD．HgS【答案】D16．下列化合物中，电离度最小的是（）。
【答案】D17．下列氮化物，性质最不安定（易爆炸）的是（）。
【答案】D18．分离，应选用的最佳试剂为（）。
【答案】A19．在最稳定的配离子中，Xˉ应为（）。
【答案】D20．解释上述稳定性大小的理论为（）。
A．价层电子对互斥理论B．惰性电子对效应C．软硬酸碱理论D．对角线规则【答案】C21．在下列离子中，加入离子后产生白色沉淀，继而在加入氨水后又变成灰色的是（）。
【答案】A22．在酸度较大的水溶液中也不溶解的盐是（）。
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第27章 特殊类型的无机化合物27.1 复习笔记一、金属有机化合物1．定义金属有机化合物又称有机金属化合物，是指分子中含有一个或多个金属-碳键（M—C）的化合物。
2．过渡金属有机配合物（两类）（1）π-酸配合物π-酸配合物是指含有M—C键，形成反馈π配键，碳为σ电子给予体时起刘易斯碱作用，碳为π电子接受体时起刘易斯酸作用的化合物。
（2）π配合物π配合物是指配体中有直链不饱和烃，或有离域π键的环状体系，以π键电子和金属原子结合，可为π电子给予体，也可为π电子接受体的化合物。
3．金属羰基化合物（1）定义金属羰基化合物是指过渡金属元素与CO中性分子形成的配合物，通式。
（2）金属羰基化合物的特点①CO不是一个很强的刘易斯碱，它与过渡金属可形成很强的化学键；②中心原子都是过渡金属，有较低氧化态；③金属羰基化物中除个别外，都符合有效原子序数规则；④无论是单核羰基化合物还是多核羰基化合物都是典型的共价化合物。
难溶于水，易溶于有机溶剂，熔点低，易升华，受热易分解。
（3）金属羰基配合物的制备①由金属与CO 直接作用：②还原法常用的还原剂有CO 、和烷基铝等：③热解和光解法羰基配合物受热或光照下可生成新的羰基配合物：（4）有效原子序数规则有效原子序数规则是指中心原子的电子数加上配体提供的电子数之和应等于同周期的稀有气体元素的原子序数，或者中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于18的规则，EAN 规则又称18电子规则。
①EAN 可表示为：为中心原子的价电子数；为配体提供的电子数；为加合电子或与中心原子形成共价单键的原子提供的电子数。
②EAN 规则也有不少例外，如铑、钯、铱和铂等易形成四配位平面形配合物，价层电子总数通常为16也同样非常稳定。
已发现的也不符合EAN 规则。
4．烯烃、炔烃金属有机化合物过渡金属与烯烃、炔烃通过π键可形成一类含有π键的金属有机化合物，称π配合物。
（1）烯烃金属有机化合物蔡斯盐由的盐酸溶液通入乙烯、加入KCl 制得：（2）炔烃金属有机化合物乙炔既可作为二电子给予体，又可作为四电子给予体，可形成双核或三核配合物。
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》(第4版)(下册)-第22章 ds
（5）铜族元素有很强的极化力和明显的变形性，容易形成共价化合物。
（6）本族元素离子的 d、s、p 轨道能量相差不大，能级较低的空轨道较多，所以形
成配合物的倾向也很显著。
二、铜、银、金单质的存在和冶炼
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1．铜、银、金的存在
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下还原 离子而制得：
b．CuI 还可由
和 I-直接反应制得：
③卤化亚铜的用途 a．将涂有 CuI 的纸条悬挂在实验室中，可根据其颜色的变化测定空气中汞的含量：
b．利用 CuCl 的盐酸溶液能吸收 CO 形成氯化羰基铜（I）Cu（CO）Cl·H2O 的性质， 在 CuCl 过量时，定量测定气体混合物中 CO 的含量：
②加热时，铜形成黑色氧化铜，银和金不与空气中的氧化合；
③在含有 CO2 的潮湿空气中放久后，铜表面会慢慢生成一层绿色的铜锈，银和金不发 生反应：
（2）与硫及硫化物的反应 ①铜可以被硫腐蚀； ②银对硫及硫化物（H2S）极为敏感； ③金不与硫直接反应。 （3）与卤素的反应 ①铜族元素均能与卤素反应； ②铜在常温下就能与卤素反应，银反应很慢； ③金必须加热才能与干燥的卤素起反应。 （4）与酸的反应 ①铜、银、金都不能与稀盐酸或稀硫酸作用放出氢气； ②在有空气存在时，铜可以缓慢溶解于稀酸中，铜还可溶于热的浓盐酸中；铜和银溶
铜的化合态主要以硫化物、氧化物和碳酸盐存在。银以游离态存在于自然界中，广泛
分布在硫化物矿石中，以辉银矿 Ag2S 最重要，也有角银矿 AgCl。金很稀少，主要以游离
态存在，以单质形式散存于岩石（岩脉金）或砂砾（冲积金）中。
2．铜、银、金的冶炼 （1）铜的冶炼 铜主要用火法从黄铜矿 CuFeS2 提炼。冶炼过程： ①富集 将矿石碾碎，用泡沫浮选法富集，得到含铜量为 15％～20％的精矿。 ②焙烧 把精矿送入沸腾炉，在 923～1073K 通空气氧化焙烧：
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13-5 你会选择哪种稀有气体作为： （a）温度最低的液体冷冻剂； （b）电离能最低、安全的放电光源； （c）最廉价的惰性气氛。 答：（a）He；（b）Xe；（c）Ar。
13-6 用价键理论和分子轨道理论解释
13-4 试说明稀有气体的熔点、沸点、密度等性质的变化趋势和原因？ 答：（1）变化趋势： 氦、氖、氩、氪、氙，这几种稀有气体熔点、沸点逐渐升高，密度逐渐增大。 （2）原因：
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①由于惰性气体都是单原子分子，物质的熔点、沸点与分子间相互作用力成正比。稀有 气体的原子间作用力主要是色散力，与相对原子质量的大小成正比，从氦到氙分子量逐渐增 大，熔点、沸点升高。
13-2 按室温和常压下的状态（气态、液态、固态）将下列化合物分类，哪一种固体可 能是电的良导体？
答：BaH2：氢化钡、离子型氢化物、固态； SiH4：硅烷、离子型氢化物、气态； NH3：氨、分子晶体、气态； AsH3：砷化氢、分子晶体、气态； PdH0.9：非整比化合物、分子晶体、气态； HI：碘化氢、分子晶体、气态。 其中，BaH2 固体是电的良导体。
有成键效应，均可存在。
He2：[（1s）2（*1s）2]
键级出与下列物种具有相同结构的稀有气体化合物的化学式并指出其空间构型：
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答：相同结构的稀有气体化合物的化学式及空间构型是 （a）ICl4－：XeF4，平面四边形； （b）IBr2－：XeF2，直线形； （c）BrO3－：XeO3，三角锥； （d）ClF：XeO，直线形。
14-2 氟在本族元素中有哪些特殊性？氟化氢和氢氟酸有哪些特性？
答：（1）氟在本族元素中的特殊性： ①由于 F 的半径特别小，故 F2 的离解能特别小，F－的水合热比其他卤素离子多；
13-8 用 VSEPR 理论判断 答：XeF2：直线形； XeF4：平面四边形； XeF6：八面体构型； XeOF4：四角锥形； ClF3：三角锥形分子。
及 的空间构型。
13-9 用化学方程式表达下列化合物的合成方法（包括反应条件）：
答：（a） Xe(g) F2 (g) 400C,0.1MPa XeF2 (g) （b） Xe(g) 3F2 (g) 300C,6MPa XeF6 (g) （c） XeF6 3H 2O XeO3 6HF
粒子存在的可能性。为什么氦没
有双原子分子存在？
答：按价键理论：HeH、He2＋粒子不存在配对的电子对，无价键形成，故不可能存在； HeH＋则可以存在。
而按分子轨道理论：
HeH：[（1s）2（*1s）1] HeH＋：[（1s）2] He2＋：[（1s）2（*1s）1]
键级＝0.5 键级＝1 键级＝0.5
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第 13 章 氢和稀有气体
13-1 氢作为能源，其优点是什么？目前开发中的困难是什么？ 答：（1）氢作为能源，具有以下优点： ①原料来源于地球上储量丰富的水，因而资源不受限制； ②氢气燃烧时放出的热量很大； ③作为燃料的最大优点是燃烧后的产物为水，不会污染环境； ④有可能实现能量的储存，也有可能实现经济高效的输送。 （2）氢能源开发中的困难是： ①氢气的产生； ②氢气的储存； ③氢气的利用。
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13-3 试述从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分的根据和方法。 答：（1）分离根据： 从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分，主要是利用它们不同的物理性 质如：原子间不同的作用力、熔点沸点的高低以及被吸附的难易等差异达到分离的目的。 （2）分离方法： ①从空气中分离稀有气体： a．先将液态空气分级蒸馏，挥发除去大部分氮后，稀有气体就富集于液氧之中（还含 有少量的氮）； b．继续分馏可以把稀有气体和氮气分离出来。将这种气体通过氢氧化钠除去其中所含 的二氧化碳，用赤热的铜丝除去微量的氧，再用灼热的镁屑使氮转变成氮化镁，剩余的气体 则是以氩为主的稀有气体。 ②从混合稀有气体中分离各组分： 常用低温分馏或低温选择性吸附的方法，例： 在低温下用活性炭处理混合稀有气体，愈易液化的稀有气体就愈易被活性炭吸附。在 173K 时，氩、氪和氙被吸附，剩余的气体含有氦和氖。而在液态空气的低温下，氖被吸附 而氦可分离出来。所以，在不同的低温下，利用活性炭对各种稀有气体的吸附和解吸，就可 以使它们分离开来。
14-1 电解制氟时，为何不用 KF 的水溶液？液态氟化氢为什么不导电，而氟化钾的无 水氟化氢溶液却能导电？
答：（1）电解制氟时，将产生 F2，由于 F2 的标准电极电势高，F2 会马上与水发生剧烈 的化学反应生成 O2 得不到 F2，所以不用 KF 的水溶液。
（2）液态 HF 分子中，分子间形成氢键相互缔合，没有自由移动的离子，故而不能导 电。而在 KF 的无水 HF 溶液中，液态氟化氢可以同无水氯化钾作用形成 KHF2，存在 K＋和 HF2 －，因此可以导电。
13-10 完成下列反应方程式： （1） （2） （3） （4）
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（6）
答：反应方程式如下：
（1）2XeF2＋ 2H2O＝2Xe＋O2＋4HF
（2）6XeF4＋ 12H2O＝2XeO3＋4Xe＋3O2＋24HF
（3）XeF6＋ 3H2O＝ XeO3＋6HF
XeF6＋ H2O＝ XeOF4＋2HF
（4）XeF2＋ H2＝Xe ＋2HF
（5）XeF4＋ 2Hg＝Xe ＋2 HgF2
（6）XeF4＋ Xe＝2XeF2
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第 14 章 卤 素