内容发布更新时间 : 2024/5/20 3:38:39星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
[Cr(OH)4]-和[Al(OH)4]-的形式存在。溶液中加入H2O2，然后加入BaCl2溶液，分离出沉淀BaCrO4。所得溶液酸化后用氨水处理，溶液为[Zn(NH3)4]2+，沉淀为Al(OH)3。
21-15 解释下列实验现象。
(1) CrCl3?6H2O溶于水的溶液为绿色，将溶液煮沸一段时间后冷至室温，溶液变为蓝紫色。
(2) 向MnSO4溶液中加入NaOH溶液，生成白色沉淀；该白色沉淀暴露在空气中则逐渐变成棕黑色；加入稀硫酸沉淀不溶解，再加入双氧水沉淀消失。 (3) 将MnO2，KClO3，KOH固体混合后用煤气灯加热，得绿色固体；用大量水处理绿色固体得到紫色溶液和棕黑色沉淀，再通入过量NO2则溶液颜色和沉淀消失得到无色溶液。
(4) [Cr(H2O)6)]3+内界中的配位H2O逐步被NH3取代后，溶液的颜色发生一系列变化，从紫色一浅红一橙红一橙黄一黄色。
(5) [Mn(H2O)6]2+是浅粉红色的，MnO2是黑色的，而MnO4-却是深紫色的。 解：(1) CrCl3?6H2O溶于水主要以[Cr(H2O)4Cl2]+形式存在，溶液为绿色；将溶液煮沸一段时间后冷至室温，溶液中有紫色的[Cr(H2O)6]3+及其水解产物[Cr(OH)(H2O)6]2+等，溶液为蓝紫色：[Cr(H2O)6]3+=[Cr(OH)(H2O)5]2++H+ (2) 向MnSO4溶液中加入NaOH溶液，生成白色的Mn(OH)2沉淀：
MnSO4+2NaOH=Mn(OH)2+Na2SO4
Mn(OH)2还原能力强，在空气中被氧化为棕黑色的MnO2：
2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O
MnO2不溶于稀硫酸，但在酸性条件下与双氧水反应生成Mn2+，沉淀消失：
MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2+2H2O
(3) 将MnO2，KClO3，KOH固体混合后用煤气灯加热，得绿色K2MnO4：
3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O
加入大量水时，溶液中碱的浓度降低，K2MnO4歧化得到紫色KMnO4溶液和棕黑色MnO2沉淀：3K2MnO4+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KOH
NO2为酸性氧化物，有还原性，过量的NO2能将KMnO4和MnO2还原为近
无色的Mn2+：MnO4-+5NO2+H2O=Mn2++5NO3-+2H+
MnO2+2NO2=Mn(NO3)2
所以，溶液的紫色和沉淀都消失，得到无色溶液。
(4) [Cr(H2O)6)]3+内界中的H2O逐步被NH3取代后，随着配离子内界配体的变化则颜色发生如下变化：紫色的[Cr(H2O)6)]3+到紫红色的[Cr(NH3)2(H2O)4]3+到浅红色的[Cr(NH3)3(H2O)3]3+到橙红色的[Cr(NH3)4(H2O)2]3+到橙黄色的[Cr(NH3)5(H2O)]3+到黄色的[Cr(NH3)6]3+。
由于NH3是比H2O更强的配体，分裂能大。当NH3逐级取代H2O后，逐渐增大，d-d跃迁所需能量相应增大，吸收可见光的波长逐渐变短，从黄绿光一蓝绿光一蓝光，透射和反射出的光波长逐渐变长，于是看到的颜色从紫色至黄色。 (5) 一般的说，由可见光激发电子从低能级向高能级的跃迁概率越大，则该化合物的颜色越深。
[Mn(H2O)6]2+配离子，中心Mn2+离子的价电子为3d5组态，与弱场H2O形成高自旋配位化合物，由于d-d跃迁而显色。颜色浅是由于在[Mn(H2O)6]2+中Mn2+电子的自旋状态为高自旋，即5个d轨道半充满，d-d跃迁后必然导致高能级上的电子配对，需克服成对能，故该类跃迁受到限制，跃迁概率小，颜色浅。此外，5个d轨道的电子自旋平行，在进行d-d跃迁过程中电子须改变自旋方向，也使跃迁受到限制，概率小，故颜色浅。
MnO2分子的颜色可用荷移跃迁和d-d跃迁解释。Mn(IV)的价电子为3d3组态，有空的d轨道，d-d跃迁时，不必克服成对能，故跃迁较容易。另外，Mn(IV)具有较强的极化能力，使O2-与Mn(IV)之间具有较强的相互极化作用，荷移跃迁概率较大，也使化合物的颜色深。
MnO4-的中心为Mn(VII)，为d0，无d-d跃迁，高价态Mn(VII)具有强的极化能力，在可见光照射下，吸收能量较低的可见光即可导致O2-上的电子向Mn(VII)迁移，而显出紫色；同时，电子跃迁容易进行，跃迁概率高，故颜色较深。
21-17 橙红色固体A受热后生成深绿色的固体B和无色的气体C，加热时C能与镁反应生成黄色的固体D。固体物质B与NaOH共熔后溶于水生成绿色的溶液E，在E中加适量H2O2则生成黄色溶液F。将F酸化变为橙色的溶液G，在
G中加BaCl2溶液，得黄色沉淀H。在G的浓溶液中加KCl固体，反应完全后蒸发、浓缩，然后冷却有橙红色晶体I析出。I受强热得到的固体产物中有B，同时得到能支持燃烧的气体J。
试写出字母A，B，C，D，E，F，G，H，I和J所代表的物质的化学式，并用化学反应方程式表示各过程。
答案：A为(NH4)2Cr2O7，B为Cr2O3，C为N2，D为Mg3N2，E为[Cr(OH)4]-，F为CrO42-，G为Cr2O72-，H为BaSO4，I为K2Cr2O7，J为O2。 方程式为：
(NH4)2Cr2O7=N2+Cr2O3+4H2O 3Mg+N2=Mg3N2
Cr2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Cr(OH)4] 2[Cr(OH)4]-+3H2O2+2OH-=2CrO42-+8H2O 2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O Cr2O72-+H2O+2Ba2+=2BaCrO4+2H+ Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl 2K2Cr2O7=2K2O+2Cr2O3+3O2
21-18 绿色固体A易溶于水，焰色反应为紫色（透过蓝色钴玻璃），其水溶液中通入CO2即得棕黑色固体B和紫红色溶液C。B与浓HCl溶液共热时得黄绿色气体D和近乎无色溶液E。将此溶液和溶液C混合能生成沉淀B。将气体D通入A的溶液，可得C。
试写出字母A，B，C，D和E所代表的物质的化学式，并用化学反应方程式表示各过程。
答案：A为K2MnO4，B为MnO2，C为KMnO4，D为Cl2，E为MnCl2。 方程式为：
3K2MnO4+4CO2+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KHCO3 MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2
3MnCl2+2KMnO4+2H2O=5MnO2+4HCl+2KCl 2K2MnO4+Cl2=2KMnO4+2KCl
21-19 一种固体混合物可能含有AgNO3，CuS，AlCl3，KMnO4，K2SO4和ZnCl2中的一种或几种。将此混合物置于水中，并用少量盐酸酸化，得白色沉淀物A和无色溶液B。白色沉淀A可溶于氨水中。将滤液B分成两份，一份中加入少量氢氧化钠溶液，有白色沉淀产生，再加入过量氢氧化钠溶液则白色沉淀溶解。另一份中加入少量氨水，也产生白色沉淀，当加入过量氨水时，白色沉淀溶解。 试根据上述现象，判断在混合物中，哪些物质肯定存在，哪些肯定不存在，哪些可能存在。说明理由，并用方程式表示。 解：肯定存在的有：AgNO3，ZnCl2 肯定不存在的有：CuS，A1Cl3，KMnO4 可能存在的有：K2SO4
混合物加水，用少量盐酸酸化，过滤后得到白色沉淀和无色溶液，证明混合物中没有CuS，KMnO4。
白色沉淀A溶于氨水，为AgCl，肯定有AgNO3存在。
滤液B加NaOH生成白色沉淀，加过量NaOH沉淀又溶解，说明溶液中有两性离子(Zn2+，A13+)。滤液B加NH3?H2O生成白色沉淀，加过量NH3?H2O沉淀消失，证明有ZnCl2没有A1Cl3。
无法确证K2SO4存在与否，只能说可能存在。
相关反应方程式如下： Ag++Cl-=AgCl
AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl
ZnCl2+2NH3+2H2O=Zn(OH)2+2NH4Cl Zn(OH)2+4NH3=[Zn(NH3)4](OH)2 Zn2++2OH-=Zn(OH)2 Zn(OH)2+2OH-=[Zn(OH)4]2-
22-3 完成并配平下列化学反应方程式。
(1) 2Ni(OH)2+Br2+2NaOH=2NiO(OH)+2NaBr+2H2O (2) 2NiO(OH)+6HCl=2NiCl2+Cl2+4H2O (3) Co3O4+8HCl=3CoCl2+Cl2+4H2O (4) 2Co(OH)3+6HCl=2CoCl2+Cl2+6H2O
(5) 2Co(OH)2+H2O2=2Co(OH)3 (6) 2RuO4+16HCl=2RuCl3+5Cl2+8H2O (7) PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl
(8) H2[PtCl6]+6KNO3=PtO2+6KCl+4NO2+O2+2HNO3 (9) H2[PtCl6]+SO2+2H2O=H2[PtCl4]+H2SO4+2HCl (10) H2[PtCl6]+K2C2O4= H2[PtCl4]+2KCl+2CO2
22-6 设计方案分离共存于溶液中的下列离子：Al3+、Cr3+、Fe3+、Co2+、Ni2+。
解：往溶液中加入过量NaOH溶液和少量H2O2，沉淀有Fe(OH)3、CoO(OH)、NiO(OH)，过滤后的溶液中为[Al(OH)4]-和CrO42-。滤液中加入BaCl2将沉淀BaCrO4分离出来，过滤后的溶液中为[Al(OH)4]-。Fe(OH)3、CoO(OH)、NiO(OH)沉淀的混合物用硝酸和KNO2的混合溶液处理，沉淀K3[Co(NO2)6]过滤后的滤液中为Fe3+和Ni2+，用氨水可以分离。
22-7 现有三瓶黑色固体试剂，分别为二氧化锰、二氧化铅和四氧化三铁。试设计方案将其一一鉴别出来，并写出相关化学反应方程式。
解：(1) 取少许固体试剂，加入MnSO4溶液和H2SO4。微热，若溶液变红(有MnO4-生成)，则该固体为PbO2：
5PbO2+2Mn2++5SO42-+4H+=2MnO4-+5PbSO4+2H2O
(2) 剩余二种固体试剂，分别加入浓HCl。加热后放出Cl2气体的为MnO2：
MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2+2H2O
(3) 余下的一种则为Fe3O4。 22-9 简要回答下列问题。
(1) 向FeCl3溶液加入KSCN溶液，溶液立即变红，加入适量SnCl2后溶液变成无色。
(2) 为什么铝板氧化层用极稀的Co(NO3)2溶液处理后灼烧，即显蓝色? (3) 为什么Co2+很难被氧化，[Co(CN)6]4-却很容易被氧化?
(4) 向FeSO4溶液加入碘水，碘水不褪色，再加人NaHCO3后，碘水褪色。 (5) 向FeCl3溶液中通入H2S，并没有硫化物沉淀生成。