无机化学第三版下册答案第二十一章第二十章_过渡元素(一)

第二十章过渡金属（Ⅰ）

1.钛的主要矿物是什么？简述从钛铁矿中制取钛白的反应原理。

答：钛的主要矿物有钛铁矿FeTiO2

反应原理：

FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O

TiOSO4 + 2H2O =TiO2•H2O↓ + H2SO4

TiO2•H2O = TiO2 + H2O

2.解释TiCl3和[Ti(O2)OH(H2O)4]+有色的原因。

O离子变形性较强，d—d跃迁所引起。

答：TiCl3显色是因为产生了电核跃迁，有色是因为-2

2

3.完成并配平下列反应方程式：

(1) Ti + HF→

（2）TiO2 + H2SO4→

（3）TiCl4 + H2O→

（4）FeTiO3 + H2SO4→

（5）TiO2+ BaCO3→

（6）TiO2 + C + Cl2→

答：(1) Ti + 6HF =2H+ + TiF-2

+ 2H2↑

6

（2）TiO2 + H2SO4 = TiOSO4 + H2O

（3）TiCl4 + 2H2O = TiO2 + 4HCl↑

（4）FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O

（5）TiO2+ BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑(煅烧)

（6）TiO2 + 2C + 2Cl2 = TiCl4+ 2CO↑

4.完成下列反应：

（1）TiI4在真空中加热；

（2）FeTiO3和碳的混合物在氯气中加热；

（3）向含有TiCl62-的水溶液加入过量的氨；

（4）向VCl3的水溶液中加入Na2SO3；

（5）将VCl2的固体加到HgCl2水溶液中。

答：(1) TiI4 = Ti + 2I2(g)（强热）

(2) FeTiO3 + 3C + 2Cl2 = Fe + TiCl4 + 3CO↑

(3) TiCl62- + 6NH3 = [Ti(NH3)6]4+ + 6Cl-

(4) 2VCl3 + Na2SO3 + H2O = 2VCl2 + Na2SO4+ 2HCl

(5) 2VCl2 + 2HgCl2= 2VCl3 + Hg2Cl2

5. 根据下列实验写出有关反应方程式：将一瓶TiCl4打开瓶塞时立即冒白烟。向瓶中加入浓HCl 和金属锌时生成紫色溶液，缓慢地加入NaOH溶液直至溶液呈碱性，于是出现紫色沉淀。沉淀过滤后，先用HNO3处理，然后用稀碱溶液处理，生成白色沉淀。

答： TiCl4 + 3H2O = H2TiO3+ 4HCl↑（白烟）

2TiCl4 +Zn = 2TiCl3↓（紫色） + ZnCl2

TiCl3 + 3NaOH = Ti(OH)3↓ + 3NaCl

3Ti(OH)3 + 7HNO3 = 3TiO(NO3) + 2 NO↑+ 8H2O

TiO 2+ + 2OH -

+ H 2O = Ti(OH)4↓（白）

6.利用标准电极电势数据判断H 2S 、SO 2、SnCl 2和金属Al 能否把TiO 2+离子还原成Ti 3+

离子？ 答：由查表得：

V

67.0Al /Al ,V 15.0Sn /Sn

,V 141.0S H /S V

20.0SO H /SO ,V 1.0Ti /TiO 3242322432-=ϕ=ϕ=ϕ=ϕ=ϕ+

θ+

+

θ

θ

-

θ+θ

因为ϕθAl 3+/Al<ϕθTiO 2+/Ti 3+，故只有Al 才可以还原TiO 2+离子成为Ti 3+离子 7.概述下列合成反应的步骤：

（1）由MnSO 4制备K 4[Mn(CN)6]； （2）由MnO 2制备K 3Mn(CN)6； （3）由MnS 制备K 2MnO 4 （4）由MnCO 3制备K 2MnO 4 （5）由BaMnO 4制取金属锰 答：

(1) MnSO 4 + 6KCN = K 4[Mn(CN)6] + K 2SO 4

(2) 4MnO 2 + 6H 2SO 4 = 2Mn 2(SO 4)3 + 6H 2O + O 2↑

Mn 2(SO 4)3 + 12KCN = 2K 3Mn(CN)6 + 3K 2SO 4

(3) MnS+ 2O 2 = MnO 2 + SO 2（加热）

2MnO 2 + 4KOH + O 2 = 2K 2MnO 4 + 2H 2O （加热） 2K 2MnO 4 + 2H 2O = 2KMnO 4 + 2KOH + H 2（电解） 注：后两步有另外方法。

（4） MnCO 3 + 2HNO 3 = Mn(NO 3)2 + H 2O + CO 2↑

Mn(NO 3)2 = MnO 2 + 2NO 2

2MnO 2 + 4KOH + O 2 = 2K 2MnO 4 + 2H 2O

(5) BaMnO 4 + K 2SO 4 = K 2MnO 4 + BaSO 4↓

K 2MnO 4 + CO 2= KMnO 4 + MnO 2 ↓+ 2K 2CO 3

KMnO 4 + SO 32 + H 2O= 2MnO 2 ↓+SO 42-+2OH -（中性条件下）

3MnO 2 = Mn 3O 4 + O 2（加热） Mn 3O 4+8Al = 4Al 2O 3 + 9Mn

8.由铬酸钾的水溶液通入CO 2时，会发生什么样的变化？ 答：溶液由黄色变为橙色：

2K 2CrO 4+2CO 2+H 2O=K 2Cr 2O 7+2KHCO 3 9.完成并配平下列反应方程式： (1) V 2O 5 + NaOH → （2）V 2O 5 + HCl →

（3）VO 43- + H +(过量) → （4）VO 2+ + Fe 2+ + H +→ （5）VO 2+ + H 2C 2O 4 + H +→

答：(1) V 2O 5 + 6NaOH = 2Na 3VO 4 + 3H 2O

（2）V 2O 5 + 6HCl (浓)= 2VOCl 2 + Cl 2 + 3H 2O （3）VO 43- + 4H +(过量) = VO 2+ + 2H 2O

（4）VO 2+ + Fe 2+ + 2H + = VO 2+（蓝）+ Fe 3++ H 2O

（5）2VO 2+ + H 2C 2O 4 + 2H + = 2VO 2+ + 2CO 2↑ + 2H 2O （加热）

10.钒酸根离子在水溶液中的组成取决于哪些因素？这些因素怎样影响平衡VO 43-= V 2O 74-