1、第 10 章 p 区元素【10-1】完成下列反应方程式：（1）KBr+KBrO 3+H2SO4（2）AsF 5+H2O（3）OCl 2+H2O（4）Cl2 通入热的碱液（5）Br2 加入冰水冷却的碱液解：（1）5KBr+KBrO 3+3H2SO4 = 3Br2+3K2SO4+3H2O（2）AsF 5+4H2O = H2AsO4 +5HF（3）OCl 2+H2O = 2 HClO（4）3Cl 2 + 6NaOH(热) = NaClO3 + 5 NaCl+ 3H2O（1）Br 2 + 2NaOH(冰水) = NaBr + NaBrO+H2O【10-2】用表 9-1 和表 10-1 有关数据比较 F
2、2 和 Cl2 分别与 Na(s)反应时，何者放出的能量更多？并指出造成此结果的原因（NaF 和 NaCl 的晶格能分别为 915kJ/mol 和 778kJ/mol） 。解：.前者放出的能量多 （ ） ，11402(NaCl),56)( molkJrHmolkJNaFrH因为氟的原子半径小，当生成离子化合物时晶格能大。计算过程如下：【10-3】Br 2 能从 I- 溶液中取代出 I，但 I2 又能从 KBrO3 溶液中取代出 Br2，这两种实验事实有无矛盾？为什么？解：不矛盾。因为 (Br2/Br-) (I2/I-),所以 Br2+2I- 2Br-+I2能进行,说明氧化性 Br2I2;又因为
3、 (Br /Br2) (I /I2),所以 2Br +I2 Br2+2I 能进行,说明氧化性 Br I ,或还原性3 3 3 3 3 3I2Br2。【10-4】将 Cl2 不断地通入 KI 溶液中，为什么开始时溶液呈黄色，继而有棕色沉淀产生，最后又变成无色溶液？解：黄色为 I3-, 棕褐色沉淀为 I2, 无色为 IO3-。有关反应为 ：2I。 + Cl2 = 2Cl。 + I2I2 I- = I3-I2 + 5Cl2 + 6H2O = 2IO3- + 10Cl- + 12H+【10-5】写出下列制备过程中的反应方程式：（1）由 NaBr 制备 HBr （2）由 KI 制备 KIO3 （3）由
4、I2 和 P 制备 HI （4）由 Cl2 和 CaCO3 制备漂白粉解： 。(2) KI + 3H2O = KIO3 + 3H2(4) CaO3=CaO+C2 + H2=a(OH)2 2Cl2 Ca(OH)2=Cal2 + Ca(lO)2 + 2H2O。5. (1) NaBr + 3P4= Na2PO4 + HBr(3) I2 P + 6H2 = 23PO4 + 6H2O。(2) I+ 3=I3+(4)a3=+ CO+ O=a()2 2l2 a()2=al2 + a(l)2 + 2。5. (1) arP4aH2P4 r(3) I2 P + 62 = 3P4 + 62【10-6】比较下列性质的
5、大小（1）键能：FF 和 ClCl（2）电子亲合能：F 和 Cl（3）酸性：HI 和 HCl （4）热稳定性：HI 和 HCl （5）水中溶解度：MgF 2 和 MgCl2（6）氧化性：HClO 和 HClO4解：（1）FFHCl；（4）HIHClO 4【10-7】在淀粉碘化钾溶液中加入少量 NaClO 时，得到蓝色溶液 A；继续加入过量 NaClO 时，得到无色溶液 B。然后酸化之，并加入少量固体 Na2SO3 于 B 溶液，则蓝色又出现；当 Na2SO3 过量时，蓝色又褪去成无色溶液 C；再加入 NaIO3 溶液蓝色又出现。指出 A、B、C 各为何物？并写出各步的反应方程式。解：A 溶液中
6、含有被次氯酸钠氧化所得的碘，碘吸附在淀粉形成特征的蓝色；B 溶液中含有被过量的次氯酸钠进一步氧化而得的无色碘酸根；C 溶液中含有被过量的亚硫酸钠还原的最终产物、无色的碘离子。ClO- (少量) + 2I- + 2H2O = I2 (A) + Cl- +2OH-I2+ 5ClO-(过量) + 2OH - = 2IO3-(B) + 5Cl- + H2O2 IO3- + 5SO32-(少量) + 2H + = I2 + 5SO42- + H2OI2 + SO32-(过量) +H2O = SO42- + 2I- (C) + 2H+ IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3 H2O【10-8
7、】完成下列反应方程式：（1）Na 2SO3+Na2S+HCl（2）H 2SO3+ Br2 +H2O（3）Na 2S2O3+I2 +H2O（4）HNO 3(稀 ) + H2S （5）H 2SO4 (浓) +S（6）Mn 2+S2O82-+H2O（7）MnO 4- + H2O2 + H+解：（1）Na 2SO3+2Na2S+6HCl = 3S+6NaCl+3H2O（2）H 2SO3+ Br2 +H2O = H2 SO4 +2HBr（3）2Na 2S2O3+I2 +H2O = Na2S4O6 +2 NaI（4）2HNO 3(稀 ) + 3H2S = 3S+2NO+4H2O （5）2 H 2 SO4
8、(浓) +S = 3SO2 + 2H2O（6）2Mn 2+5S2O82-+8H2O = 2MnO4- +10SO42- +16H+（7）2MnO 4- + 5H2O2 + 6H+ = 2Mn2+5O2 +8H2O【10-9】试解释：（1）为何氧单质以 O2 形式而硫单质以 S8 形式存在？（2）为何硫可生成 SF4 和 SF6，而氧只能生成 OF2？（3）为何亚硫酸盐溶液中往往含有硫酸盐？并指出如何检验 SO42-的存在？（4）为何不能用 HNO3 与 FeS 作用来制取 H2S？（5）为何 H2S 通入 MnSO4 溶液中得不到 Mn2S 沉淀？若向溶液中加入一定量氨水，却有Mn2S 沉淀生
9、成？解：（1）氧和硫原子的价电子构型均为 ns2np6, 都有 2 个单电子，都可形成 2 个键，所以它们单质有两种键合方式：一种是两个原子之间以双键相连而形成双原子的小分子；另一种是多个原子之间以单键相连形成多原子的“大分子”，它们以哪种方式成键取决于键能。氧原子半径小，单键键能小、双键键能大，而硫原子半径大，单键键能大、双键键能小。因此，氧单质以 O2 存在，硫单质以 S8 形式存在。（3）亚硫酸根离子有还原性，易被空气中氧气的氧化为硫酸根。加入盐酸酸化的氯化钡，若有白色沉淀产生证明含有 SO42-。（4）H 2S 有很强的还原性，易被 HNO3 氧化为 SO2。（5）MnS 的 值较大,
10、而在酸性溶液中S 2-很小,故达不到其溶度积；(NH 4)2S 溶液偏碱性，S2-较大 ，可达到其溶度积。【10-10】以 S 和 NaSO4 为原料，如何制取 Na2S2O3？写出反应方程式。解：亚硫酸钠与硫共煮后，经过滤、蒸发、结晶可制得硫代硫酸钠。10. S + O2 = SO2 2 。Na2C3 = Na2SO3 + CO2 S + a2SO3 a23。【10-11】将下列酸按强弱的次序排列：H6TeO6 HClO4 HBrO3 H3PO4 H3AsO4 HIO3解：HClO 4HBrO3HIO3H3PO4H3AsO4H6TeO6【10-12】古代人常用碱式碳酸铅 2PbCO3Pb(O
11、H)2(俗称铅白) 作白色颜料作画，这种画长期与空气接触受空气中 H2S 的作用而变灰暗。用 H2O2 溶液涂抹可使古画恢复原来的色彩。使用化学方程式指出其中的反应。解： 2PbCO3Pb(OH)2+3H2S 3PbS+2CO2+4H2OPbS+4H2O2 PbSO4+4H2O【10-13】硫单质为黄色固体，由 S8 分子组成。加热硫单质生成气态 S2 分子：S 8(s）4S 2(g)（1）用杂化轨道理论预测 S8 中 S 的杂化类型和 SSS 的键角。（2）用分子轨道理论预测 S2 中 SS 键的键级，该分子是顺磁性还是反磁性？（3）用平均键能估算该反应的焓变，高温还是低温对此反应有利？解：
12、略。【10-14】试用简便的方法鉴别 Na2S、Na 2SO3、Na 2SO4、 Na2S2O3。解：滴入稀盐酸，有臭鸡蛋味气体产生的是 Na2S，有刺激味气体产生的是 Na2SO3，既有刺激味气体产生又有黄色沉淀出现的是 Na2S2O3，没变化的是 Na2SO4。【10-15】有一瓶白色粉末状固体，它可能是 Na2CO3、NaNO 3、Na 2SO4、NaCl 或 NaBr，试设计鉴别方案。解：Na2CO3 NaO3 Na2SO4 NaCl NaBrCu + 。H2SO4。 NaO3 Na2CO3 Na2SO4 NaCl NaBrBa(O3)2。 。NaCl NaBrNa2CO3 Na2SO
13、4H3 AgO3。 Na2CO3 。 Na2SO4。 NaCl 。 NaBr15.将拜师粉末溶解在水中，取一份水溶液加入氯化钡，若生成白色沉淀，则取出沉淀，用盐酸溶解之，可溶则白色粉末是碳酸钠，不溶为硫酸钠。若无沉淀生成，则另取一份水溶液，加入硝酸银，无沉淀生成，白色粉末为硝酸钠；若析出沉淀，且沉淀可溶于碳酸铵溶液中，白色粉末是氯化钠，否则是溴化钠。【10-16】完成下列反应方程式：（1）2Na(s) +2NH3(l)（2）3Cl 2(过量) + NH 3 （3）(NH 4)2Cr2O7 (加热)（4）2HNO 3 + S （5）4Fe+10HNO 3(极稀)（6）2Zn(NO 3)2(加热)
14、（7）Pt+4HNO 3 + 18HCl （8）NO 3-+3Fe2+ +4H+（9）As 2S3 +6NaOH（10）Sb 2S3 +3Na2S解：(3) (NH4)2Cr2O7 = N2 + Cr2O3 + 4H2O(4) 2O3 + S H2SO4 N(6) 2Zn(NO3)2 = 2ZnO + 4NO + 8H2O(7) H43 = N2 + 2H216. (1) 2Na + 2NH3(l) = 2NaH2 + H2 () 3Cl2(。) + NH3 = l3 3Cl(5) 8Fe 0HNO3(。) = 34N3 + 8Fe(NO3) + 9H2O (8) 3Pt + HNO3 + 1
15、8 Cl = 3H2PtCl6 + 4NO + 8H2O (9) NO3- Fe2 H+ = Fe+ NO2 H2 (10) As2S3 + 6NaO Na3AsS3 + aAsO3 + 3H2O【10-17】试解释：（1）N 2 很稳定，可用作保护气；而磷单质白磷却很活泼，在空气中可自燃。（2）浓氨水可检查氯气管道是否漏气。（3）NaBiO 3 是很强的氧化剂，而 Na3AsO3 是较强的还原剂。（4）氮族元素中有 PCl5，AsCl 5 ，SbCl 5，却不存在 NCl5，BiCl 5。（5）硝酸的分子式为 HNO3，而磷酸的分子式为 H3PO4。（6）稀氨水可闻到氨味，而稀盐酸却闻不到刺
16、激性的氯化氢味。解：（1）氮原子的半径小，原子间形成三重键，键能很高；而磷原子半径较大，磷原子通过单键与其它三个磷原子相连，白磷的结构呈四面体，键脚很小，张力大，键能小。（2）Cl 2 与 NH3 反应生成 N2 和 HCl， HCl 和剩余的 NH3 会进一步反应生成 NH4Cl 白烟。（3）由于惰性电子对的稳定性按 As(), Sb(), Bi()的顺序逐渐增加，所以他们的氧化性也按同一顺序递增。（4）NCl 5 不存在是因为 N 无相应的 2d 轨道，不能形成 sp3d 杂化；BiCl 5 不存在是因为 Bi()具有较强的氧化性，可氧化 Cl-。（5）N 半径小,与 O 形成多重键有利，
17、所以 N 以 sp2杂化 ,与 2 个非羟基氧还可生成 键。P 半43径大，与 O 形成单键有利， 所以 P 以 sp3杂化，与 4 个 O 主要以单键相连。（6）HCl 水溶液完全解离，而氨水含溶解的 NH3。【10-18】用简便的方法鉴定下列各组物质：（1）NO 2- 和 NO3- （2）H 3PO4 和 H3PO3（3）Na 2HPO4 和 NaH2PO4 （4）Na 3AsO4 和 Na3AsO3解：18. (1)NO2- 3-H+ MnO4-。(2)H3PO43P3Ag+Ag3PO4。g(3) 。PH。Na2HPO4。NaH2PO4。(4)AsO43-AsO3-H+ I-。【10-1
18、9】在 HNO3 分子中，N 与非羟基氧的核间距是 121pm，而 N 与羟基氧的核间距是140.5pm，试解释为什么前者小于后者？又为什么在 NO3-中 N 与 O 的核间距相同（均为 124pm）？解：HNO 3 分子中氮原子采取 sp2 杂化轨道与 3 个氧原子形成 3 个 键，呈平面三角分布。氮原子上剩下一个未参加杂化的 p 轨道(上面有一对电子) 与两个非羟基氧原子的 p 轨道(各有一个点子)相互平行，形成了离域 键（ 34） 。硝酸根的结构是对成的，氮原子与 3 氧原子之间处 键外，还有一个 46 离域 键。【10-20】试说明：（1）天然磷酸钙必须转化为过磷酸钙才能作为肥料使用；
19、（2）过磷酸钙肥料不能和石灰一起使用和贮存。解：（1）天然磷酸钙不溶于水，变成可溶性的二氢盐植物才能吸收。（2）磷酸二氢钙与石灰反应生成磷酸钙而失效。【10-21】PCl5 在一些极性溶剂中可发生如下的解离反应： 2PCl5 PCl4+PCl6-A试指出 PCl5，PCl 4+和 PCl6-中心原子 P 的杂化类型，以及这些分子和离子的几何构型。解：略。【10-22】画出下列分子或离子的结构： NO2-、P 2O5、SO 2、(HPO 3)3解：【10-23】有一钠盐 A，将其灼烧有气体 B 放出，留下残余物 C。气体 B 能使带有火星的木条复燃。残余物 C 可溶于水，将该水溶液用 H2SO4
20、 酸化后，分成两份：一份加几滴 KMnO4 溶液，KMnO4 褪色；另一份加几滴 KI淀粉溶液，溶液变蓝色。问 A、B、C 为何物？并写出各有关的反应式。解：A: NaNO 3；B: O2；C: NaNO 2 2NaO3 = 2NaO2 + O252- + 2MnO4- + 6H = 5NO3- + 2Mn2+ 3H2O2HNO2 I- + 2 = 2 I2 H2O【10-24】亚磷酸分子式为 H3PO3。（1）解释 H3PO3 为什么是二元酸而非三元酸；（2）某 H3PO3 溶液 25.0mL 用 0.102mol/L NaOH 溶液滴定，需消耗 23.3mL 来中和其 2 个酸性的质子。求
21、该 H3PO3 的浓度；（3）已知 H3PO3 的 Ka1K a2。测得上述 H3PO3 溶液的 pH 为 1.59，试求此 H3PO3 的 Ka1。解：（1）H 3PO3 中 1 个 H 与 P 直接键合，而 H 和 P 电负性几乎相同，PH 键接近非极性键，所以此 H 无酸性。（2）0.0475 molL -1（3）0.031【10-25】完成下列反应方程式：（1）SiO 2 + 4HF（2）Sn(OH) 2 + NaOH （3）Na2SiO 3 + 2 NH4Cl（4）Pb 3O4 + 8HCl(浓) （5）SnCl 2 + 2HgCl2（6）SnS + Na 2S2 解：（1）SiO
22、2 + 4HF = SiF4 + H2O（2）Sn(OH) 2 + NaOH = NaSn(OH)3 （3）Na 2SiO3 + 2 NH4Cl = H2SiO3 + 2NaCl + 2NH3（4）Pb 3O4 + 8HCl(浓) = 3PbCl2 + Cl2 + 4H2O （5）SnCl 2 + 2HgCl2 = Hg2Cl2 + SnCl4（6）SnS + Na 2S2 = Na2SnS3 【10-26】试举出下列物质两种等电子体： CO、CO 2、ClO 4-解：CO 的等电子体如 N2，CN -， C2H2，NO +CO2 的等电子体如 N2O， NO2+， N3-ClO4-的等电子体
23、如 SO42-， PO43-，SiO 44-【10-27】写出 Na2CO3 溶液与下列几种盐反应的方程式：BaCl 2、MgCl 2、Pb(NO 3)2、AlCl 3解：25. Na2CO3 + BaCl2 = BaCO3 + 2NaCl 23 Mgl2 + H2 = Mg(OH)2+ 2NaCl + CO2 Na2CO3 + Pb(NO3)2 2O = Pb()2 N3 + 2 323 2 AlCl3 + 3H2 2Al(OH)3+ 6aCl CO2【10-28】比较下列各对物质按指定性质的大小或强弱：（1）氧化性：SnO 2 和 PbO2 （2）碱性：Sn(OH) 2 和 Pb(OH)2
24、（3）分解温度：PbCO 3 和 CaCO3（4）溶解度：Na 2CO3 和 NaHCO3 （5）化学活性：-锡酸和 -锡酸解：（1）氧化性：SnO 2NaHCO3（5）化学活性：-锡酸-锡酸【10-29】试解释：（1）CO 是常见化合物，但在通常条件下 SiO 却不存在。（2）配制 SnCl2 溶液时要加浓 HCl 和 Sn 粒。（3）碳可以生成百万种以上的有机化合物。（4）自然界中硅都以含氧化合物的形式存在。（5）装有水玻璃溶液的瓶子长期敞开瓶口，水玻璃溶液变浑浊。解：（2）SnCl 2 容易水解，且 Sn2+有很强的还原性，易被空气氧化为 Sn4+。加浓 HCl 可以抑制水解， 加 Sn
25、 粒可以将 Sn4+还原成 Sn2+。（3）碳原子最外层电子数为 4，可以形成四个共价键；碳原子彼此连接形式种类多，且可以形成长链（或环） ；普遍存在同分异构体现象。（4）Si-O 键的键能很大，含氧化合物稳定。（5）Na 2SiO3 溶液中与空气中的 CO2 反应生成白色沉淀硅酸 H2SiO3。【10-30】某红色固体粉末 A 与 HNO3 反应得黑色沉淀 B。将沉淀过滤后，在滤液中加入K2Cr2O7 溶液，得黄色沉淀 C。在滤液 B 中加入浓盐酸，则有气体 D 放出，此气体可使 KI淀粉试纸变蓝。问 A、B、C、D 为何物？并写出各有关的反应方程式。解：A、B、C 、D 分别为 Pb3O4
26、、PbO 2、PbCrO 4、Cl 228. :Pb3O4; B:PbO2; C:PbCr4; D:Cl2 34 + HN3 = O2 + Pb(NO3)2 + 2H2O PbO2 Cl PbCl2 + Cl2 + 2H2 + rO42- = rO4【10-31】写出下列反应方程式：（1）B 2H6 在空气中燃烧。（2）B 2H6 通入水中。（3）固体 Na2CO3 同 Al2O3 一起熔融，然后将打碎的熔块放在水中，产生白色乳状沉淀。（4）铝和热浓 NaOH 溶液作用放出气体。（5）铝酸钠溶液中加入 NH4Cl，有氨气放出，溶液有白色乳状沉淀。解：29. (1) B2H6 + 3O2 = B
27、2O3 + 3H2O(2) 26 H2 H3B3 62(3) Na2CO3 = Na2O + CO2 + Al2O3 = NaAl2 NaAlO2 H2 = l(OH)3 + NaOH。(4) 2l + NaO = 2NaAl2 2(5) NH4Cl aAl2 + H2O =NaCl + Al(OH)3 + NH3【10-32】设计最简便的方法，鉴别下列各组物质：（1）纯碱和烧碱 （2）石灰石和石灰（3）硼砂和硼酸 （4）明矾和泻盐（MgSO 47H2O）解：（1）滴入石灰水观察有无沉淀产生（2）滴入稀盐酸观察有无气泡产生（3）测 pH，硼酸为酸性，硼砂为碱性（4）逐滴加入 NaOH 溶液，观
28、察产生的沉淀能否溶解【10-33】在下列各试剂中分别加入 HCl 和 NaOH 溶液，如能反应，写出反应方程式：（1）Mg(OH) 2 （2）Al(OH) 3 （3）H 4SiO4解：反应方程式如下：31. 2HCl + Mg(OH)2 = MgCl2 + 2H2O 3l Al()3 All3 3 NaOH + l(OH) = NalO2 + 2H2O 2 4Si4 2 Si3 3【10-34】解释下列名词：（1）缺电子原子 （2）氢桥键 （3）离域 键（4）惰性电子对效应 （5）等电子体 （6）反应的耦合解：（1）具有共价性的原子，若其价电子数少于价层轨道数时，这种原子称为缺电子原子。如：B
29、 原子最外层电子排布为： 2s22p1，有 3 个价电子，但它有四个价层轨道（一个 3s，三个3p），是缺电子原子。（2）氢原子只有一个电子，一般情况下只能和另外的一个原子相连，但有时氢原子能同时和两个原子相连，这时称为氢桥键，如 Si-H-Si。（3）在 多 原 子 分 子 中 如 有 相 互 平 行 的 p 轨 道 ， 它 们 连 贯 重 叠 在 一 起 构 成 一 个 整 体 ， p 电子 在 多 个 原 子 间 运 动 形 成 型 化 学 键 ， 这 种 不 局 限 在 两 个 原 子 之 间 的 键 称 为 离 域 键 ， 或大 键 。（ 4） 位 于 周 期 表 第 4.5.6 周 期 的 p 区 元 素 ， 有 保 留 低 价 态 ， 不 易 形 成 最 高 价 的 倾 向 ， 这 叫惰 性 电 子 对 效 应 。（ 5） 具 有 相 同 原 子 数 （ 除 ） 和 电 子 数 的 分 子 或 离 子 称 等 电 子 体 。（ 6） 在 化 学 中 常 把 一 个 不 能 自 发 进 行 的 反 应 和 另 一 个 易 自 发 进 行 的 反 应 耦 合 ,从 中 构 成一 个 可 以 自 发 进 行 的 反 应 ,这 种 情 况 称 为 反 应 的 耦 合 。
