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第一部分 名校考研真题
第12章 卤 素
第13章 氧族元素
第14章 氮族元素
第15章 碳族元素
第16章 硼族元素
第17章 碱金属和碱土金属
第18章 铜、锌副族
第19章 配位化合物
第20章 过渡金属（1）
第21章 过渡金属（2）
第22章 镧系元素和锕系元素
第23章 原子核化学
第24章 生物无机化学简介
第二部分 课后习题
第12章 卤 素
第13章 氧族元素
第14章 氮族元素
第15章 碳族元素
答：碳单质的同素异形体包括：石墨、金刚石、富勒烯。
（1）石墨：呈灰黑色，密度较金刚石小，熔点比金刚石仅低50 K。石墨质软具有润滑性，良好的导电导热性，其化学性质较金刚石稍显活泼。在石墨晶体中，碳原子以sp2杂化轨道和邻近的三个碳原子形成共价单价，构成六角平面的网状结构，这些网状结构又连成片层结构。
（2）金刚石：透明、折光，在所有物质中，它的硬度最大。熔点高，且不导电。属立方晶系，是典型的原子晶体。每个碳原子都以sp3杂化轨道与另四个碳原子形成共价键，构成正四面体。
（3）富勒烯C60：C60具有球形结构，60个碳原子构成近似于球形的32面体，即由12个正五边形和20个正六边形组成，相当于截角正20面体。每个碳原子以sp2杂化轨道和相邻的三个碳原子相连，剩余的p轨道在C60的外围和腔内形成大π键。
答：实验室一般用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，其反应为：
CaCO3 ＋ 2HCl ＝ CaCl2 ＋ CO2＋ H2O
工业制法：
答：这是必然的，根据吉布斯自由能公式，、随温度的变化可以忽略，直线的斜率主要由确定，反应（a）和反应（c）的熵变符号相反，因此这两条直线必然相交于一点，而反应（a）（c）相加除以2得到反应（b），也就是说，（b）线是（a）线和（c）线的平均值。因此三线必然相交于一点。
答：分别有Mg（OH）2和CaCO3生成。
可溶碳酸盐与氢氧化物碱性较强的金属离子反应可沉淀为碳酸盐，与碱性较弱的金属离子反应沉淀出碱性碳酸盐，而与强水解性的金属离子就会沉淀为氢氧化物。
答：C为第二周期元素，只有2s，2p轨道可以成键，最大配位数为4，CCl4无空轨道可以接受水的配位，因此不水解。
而Si为第三周期元素，形成SiCl4后还有空的3d轨道，3d轨道可接受水分子中氧原子的孤电子对，形成配位键而发生水解。
答：（1）查表知下列物质的，如下所示：
/kJ·mol-1 0 -228.59 -137.15 0
则＝ 0＋（-137.15）-0-（-228.59） ＝ 91.44kJ/mol＞0
即在298 K，1.013×105Pa下，水煤气的生成反应不能自发进行。
（2）因为，反应气态分子总数增多，故该反应的ΔS＞0，又因为ΔG＝ΔH-TΔS，所以提高反应温度有利于反应向右进行。
（3）
/kJ·mol-1 0 -241.82 -110.52 0
/ J·mol-1·K-1 5.740 188.715 197.56 130.57
＝ －110.52 ＋ 0－（－241.82）－0 ＝ 131.3 kJ/mol
＝ 130.57＋197.56－188.715－5.740 ＝ 133.675 J·mol-1·K-1
故＝－T＝ 131.3×103－T×133.675≤0
解得：T ≥ 982.23 K。
答：物理性质：两者均为无色无嗅气体，CO剧毒，CO2使人窒息且易液化。
化学性质：CO不能成盐，不溶于水，具有还原性和配位性。CO2为酸性气体，略溶于水，易溶于碱液。
除去CO中的CO2的方法是使混合气体通过赤热的碳粉，或通过碱液。
除去CO2中的CO的方法是使混合气体通过赤热的CuO粉末。
答：溶液中存在如下平衡：
；；
设溶液中碳酸的总浓度为c，则c＝＋＋
依次求得；
；
当pH＝4时
CO2的饱和状态下，H2CO3的pH＝3.9，HCO的pH＝8.1，CO的pH＝12.6
pH＝4时，体系中主要成分为[H2CO3]，[CO]可忽略
H2CO3H＋ ＋ HCO
m 10 n （m＋n＝1）
＝ 4.2×10 所以＝4.2×10
[H2CO3]＝99.6%，[ HCO]＝0.04%
HCO H＋ ＋ CO
0.6% 10 x ＝K
所以x ＝ 2.4×10%。
当pH＝ 8、12时，同理可得：
pH＝8：＝ 2.3%
＝ 0.6%
＝ 97.1%
pH＝12：＝ 4.2×10-6%
＝ 1.8%
＝ 98.2%
答：碳的原子半径较小，除形成键外，p轨道按肩并肩作较大重叠，能形成稳定的键，因而碳原子间可形成单键，双键，甚至叁键，故烯烃，炔烃都很稳定。
而硅原子半径较大，p轨道肩并肩重叠很少，很难形成稳定的键，因而，硅原子间大多数只能形成单键，而难形成双键，所以硅烯烃难以稳定存在。
答：将Na2SiO3溶液与酸混合生成凝胶，反应方程式为：
Na2SiO3＋2H＋＝SiO2·H2O＋2Na＋
调节酸和Na2SiO3的用量，使生成的硅凝胶中含有8～10%的SiO2，将凝胶静止老化一天后，用热水洗去可溶盐。将凝胶在60～70 ℃烘干后，徐徐升温至300 ℃活化即得多孔硅胶。若将硅胶在干燥活化前，用COCl2溶液浸泡，再干燥活化即得变色硅胶。
答：单质硅的制备：
单质硅化学性质稳定，在低温下并不活泼，与水、空气和酸、氯气、氢气均不反应，但与强氧化剂和强碱溶液作用；高温下，可与氧气、氯气、氢气等反应，也能与强碱反应。
二氧化硅的制备：H2SiO3 ＝ H2O ＋ SiO2
二氧化硅晶体是一种坚硬，脆性，难溶的无色固体，有多种变体，是原子晶体。石英在1900 K左右熔化变成粘稠液体，内部结构变成无规则状态。冷却时因为粘度大不易结晶，变成过冷液体，称为石英玻璃，其中Si-O四面体是杂乱排列的，故其结构呈无定形。SiO2遇HF溶液或气体、热的强碱溶液和熔融的碳酸钠时，将溶解转变成为可溶性硅酸盐或SiF4和H2SiF6。
答：自然界中存在的某些网络状的硅酸盐和铝酸盐具有笼形空穴和通道，这些均匀的笼可以有选择地吸附一定大小的分子，这种作用叫做分子筛的作用。通常把这样的天然硅酸盐和铝酸盐叫做沸石分子筛。其中A型分子筛是实际生产中最为广泛应用的一种人工合成的铝硅酸盐分子筛，其所有硅氧四面体和铝氧四面体通过共用氧原子联结成多元环。常用于气体干燥、净化、富集氧气及轻油脱蜡。
答：实验室中配制SnCl2时需要采取的措施有：
（1）加入适量稀盐酸，目的是抑制Sn2＋的水解；
（2）加入一些Sn粒，目的是防止Sn2＋被空气氧化成Sn4＋。
答：锡的同素异形体有灰锡，白锡和脆锡。
制取：
（1）α-锡酸：可通过Sn（IV）在碱中水解制得，如SnCl4＋4NH3·H2O＝H2SnO3（α）↓＋4NH4Cl＋H2O；
（2）β-锡酸：可通过单质Sn与浓硝酸反应制得，如Sn＋4HNO3（浓）＝H2SnO3（β）↓＋4NO2↑＋H2O。
性质：α-锡酸常称氢氧化锡（Ⅳ），为白色无定形粉末或凝胶，不溶于水，可溶于酸碱，长期放置或加热逐渐转变为β-锡酸。β-锡酸为白色细晶固体，具有二氧化锡四方晶体结构，不溶于水、酸和碱，加热下溶于浓盐酸和熔融碱，在稀的酸和碱作用下发生胶溶。X射线证明，这两种锡酸都是含水的锡石，并不是异构体。他们的溶解性不同是由于粒子大小和聚结程度不同所致。由锡与浓硝酸作用可制得β-锡酸。由锡（Ⅳ）氯化物和碱或氨水作用能制得α-锡酸。用作光吸收剂，用于制造不透明玻璃、瓷釉等。
答：铅蓄电池是以PbO2作为正极，Pb作为负极，以硫酸作为电解质溶液的原电池，其基本原理为：
放电时：负极 Pb＋SO42- PbSO4 ＋ 2e
正极 PbO2 ＋ 4H＋ ＋ SO ＋ 2ePbSO4 ＋ 2H2O
充电时：阳极 PbSO4 ＋ 2H2O PbO2 ＋ 4H＋ ＋ SO ＋ 2e
阴极 PbSO4 ＋ 2e Pb ＋ SO42-
答：铅的氧化物有：PbO2（棕色），Pb2O3（橙色），Pb3O4（红色），PbO（黄色），它们的转变温度如下：
性质：PbO碱性最强，易溶于硝酸，难溶于碱；PbO2偏酸性，氧化性最强，可将盐酸氧化生成氯气，Pb3O4也具有一定的氧化性，用作钢材表面涂料，可使表面钝化，防止进一步氧化。
可利用以下事实来证实Pb3O4中铅的不同价态：
答：溶液中发生的反应为：
达到平衡时，E＝0，即
所以，
解得：。
答：
答：A：SnCl2；B：Sn（OH）Cl；C：Sn（NO3）2；D：AgCl；E：Ag（NH3）2Cl；F：SnS；G：（NH4）2SnS3；H：SnS2；I：Hg2Cl2；J：Hg
第16章 硼族元素
第17章 碱金属和碱土金属
第18章 铜、锌副族
第19章 配位化合物
第20章 过渡金属（1）
第21章 过渡金属（2）
第22章 镧系元素和锕系元素
第23章 原子核化学
第24章 生物无机化学简介
第三部分 章节题库
第12章 卤 素
第13章 氧组元素
第14章 氮组元素
第15章 碳组元素
第16章 硼组元素
第17章 碱金属和碱土金属
第18章 铜、锌副族
第19章 配位化合物
第20章 过渡金属（1）
第21章 过渡金属（2）
第22章 镧系元素和锕系元素
第23章 原子核化学
第四部分 模拟试题
武汉大学、吉林大学《无机化学》（第3版）配套模拟试题及详解
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