硼族元素
第十五章 硼族元素
Chapter 15 The Boron Family Elements
Boron (B) Aluminum (Al) Gallium (Ga) Indium (In) Thallium (Tl)
Electron configuration ：n s 2n p 1
§15-1 硼及其化合物 Boron and its Compounds
一、General Properties
1．硼的化学性质与Si 有某些相似之处（对角线相似原则），通常硼呈现+3氧化态，负氧
化态的情况很少。硼与金属形成非化学计量的化合物（nonstoichiometric compounds ），M 4B 、M 2B 、MB 、M 3B 4、MB 2、MB 6等。
(1) B 2O 3与SiO 2都是固态酸性氧化物，Al 2O 3是两性，CO 2是气态酸性; (2) H 3BO 3与H 4SiO 4都是很好的酸； (3) 多硼酸盐与多硅酸盐结构相似；
(4) 硼烷、硅烷可形成多种可燃性气态物质，而AlH 3是固态。
2．在自然界中，硼以硼砂（borax ）：Na 2B 4O 7·10H 2O ，四水硼砂（kernite ）：
Na 2B 4O 7·4H 2O ，天然硼酸 ( sassolite ）：H 3BO 3存在。
3．硼在自然界中丰度之所以低，是因为Li He B 7
34210105+→
+n ，所以硼材料可作为核反
应堆的减速剂和生物防护。
二、The Simple Substance
1．Boron has several allotropic forms. 无定形硼为棕色粉末， The crystals of boron are black.
高熔沸点（m.p. 2300℃，b.p. 2550℃）
单质硼有多种复杂的晶体结构，其中最普通的一种是α - 菱形硼，其基本结构单
元为正二十面体的对称几何构型，然后由B 12的这种二十面体的布起来组成六方晶系的α - 菱形硼。 2．Properties
(1) 硼和硅一样在常温下较惰性，仅与F 2反应。对于单质硼的同素异构形体而言，结
晶状单质硼较惰性，无定形硼则比较活泼，在高温下：
(2)单质硼作还原剂：
3SiO 2 + 4B
强热
3Si + 2B
2O
3
B 2S
BCl 2O 3
Fig 15.1 Icosahedral arrangement of B 12
2B + 6H 2O(g)赤热
2B(OH)3 + 3H 2↑ (3) 与氧化性的酸反应，生成H 3BO 3 (4) 在有氧化剂存在时，与碱反应： 2B + 2NaOH + 3KNO 3共熔
2NaBO 2 + 3KNO 2 + H 2O
3．Preparation ： (1) 金属还原： B 2O 3 + 3Mg 2B + 3MgO KBF 4 + 3Na
3NaF + KF + B
(2) 工业上：从硼镁矿 → 单质硼 → 精制硼 a ．用浓碱溶液来分解硼镁矿： Mg 2B 2O 5·5H 2O + 2NaOH 2NaBO 2 + 2Mg(OH)2 + 4H 2O b ．通入CO 2调节碱度,分离出硼砂 4NaBO 2 + CO 2 + 10H 2O Na 2B 4O 7·10H 2O + Na 2CO 3 c ．用H 2SO 4调节酸度，可析出溶解度小的硼酸晶体：
Na 2B 4O 7 + H 2SO 4 + 5H 2O 4H 3BO 3 + Na 2SO 4
d ．加热，脱水： 2H
3BO 3B 2O 3 + 3H 2O e ．用Mg 或Al 还原成粗硼： B 2O 3 + 3Mg 2B + 3MgO f ．精制： 2B (粗) + 3I 22BI 3
2BI 3
1000－1300K
钽丝
2B(α - 菱形硼) + 3I 2
三、Compounds
1．Boron hydrides:
(1) 这类氢化物的物理性质相似于烷烃（paraffin ），故称硼烷（Borane ）。多数硼烷
组成是B n H n + 4、B n H n + 6，少数为B n H n + 8、B n H n + 10。但最简单的硼烷是B 2H 6。BH 3之所以不存在是由于B 的价轨道没有被充分利用，且配位数未达到饱和，又不能形成稳定的sp 2杂化态的离域π键，所以 BH
3(g) + BH 3(g)
B 2H 6(g) ?r G m,298 = -127kJ·mol -1
而BF 3之所以存在，是因为 64Π的存在。 (2) preparation ： a ．质子置换法： ++3H MnB ++362Mn H B 2
1
b ．氢化法： 233H BCl +HCl 3H B 2
1
62+ c ．氢负离子置换法： 34BF 43LiAlH +ether 362AlF 33LiF H 2B ++ 344BF 3NaBH +ether
4623NaBF H 2B +
(3) 硼烷的结构特点：
它是缺电子化合物（electron deficient
compound ），例如B 2H 6中价电子总共只有12个，不足以形成七个二中心二电子单键(2c-2e)，B 原子采取sp 3杂化，位于一个平面的BH 2原子团，以二中心二电子键连接，位于该平面上、下且对称的H 原子与硼原子分别形成三中心二电子键，称为氢桥键。其分子轨道能级图为：
在各种硼烷中呈现五种成键情况：
a ． 2c —2e 端侧
b ． 3
c —2e 氢桥键
c ． 2c —2e 硼硼键
d ． 开放式 3c —2
e 硼桥键
e ． 闭合式 3c —2e 硼桥键
1957－1959年，Lipscomb.W.N 提出了解决硼氢化合物的“三中心键理论”，获得了巨大的成功，荣获1976年Nobel 化学奖。 “硼氢化合物拓扑理论”
对于B n H n + m ：s 表示硼烷分子中氢桥键数目 t 表示硼桥键数目
y 表示硼硼（B －B ）键数 x 表示(BH)n （端基氢）以外的切向B －H 基团的数目
根据守恒原理：
氢原子守恒：s + x = m
B 原子的价电子守恒：s + 2t + 2y + x = 2n B 原子的轨道守恒：2s + 3t + 2y + x = 3n
s + x = m ① 即 s + 2t + 2y + x = 2n ② 2s + 3t + 2y + x = 3n ③ 由②、③ 得：s + t = n
由①、② 得：m n y t 2
1-=+ x = m - s B 4H 10 (4012) ∴ t = n - s
y = s -2
1
m
例： B 2H 6 (2002) (styx ) (4) properties ：
3B 2H 6(g) + 6NH 3(g)2B 3N 3H 6(l) + 12H 2(g) B 3N 3H 6(l) + 3HCl(g)B 3N 3H 9Cl 3(s)
NaBH 4
B 3N 3H 12
B 的两个 sp 3杂化轨道
H 的 1s 原子轨道
三中心二电子键
σ
σnon σ*
Fig 15.2 Structure of biborane, B 2H 6
(5) applications ：
a ．火箭燃料：B 2H 6(g) + 3O 2(g)
B 2O 3(g) + 3H 2O(l) ?c H m = -2152.5kJ·mol -1
B 2H 6理应是理想的火箭燃料，但由于所有硼烷有很高的毒性（B 2H 6 0.1ppm 致死），且贮存条件苛刻（易燃且水解：B 2H 6 + 6H 2O 2H 3BO 3 +
6H 2），只好暂时放弃。
b ．万能还原剂（在有机化学上） 2NaH + B 2H 6
2NaBH 4
c ．可以制备聚合物，高温稳定，低温保持粘度不变
d ．硼烷化合物与蛋白质结合，用于肿瘤治疗 2．卤化物（Boron halides ）
(1) preparation ：
3CaF 2 + B 2O 3 + 3H 2SO 4(浓)2BF 3↑+ 3CaSO 4 + 3H 2O B 2O 3 + 3C + 3Cl 22BCl 3 + 3CO (2) properties ： a ．hydrolysis ：
O H 64BF 23+343B(OH)BF 3O 3H ++-
+ 3 + 3H 2O 3HF + H 3BO 3
3 + HF + H 2O -
4BF + H 3O + BCl 3 + 3H 2O B(OH)3 + 3HCl
b ．与碱性物质反应： 4BF 3 + 2Na 2CO 3 + 2H 2O 3NaBF 4 + NaB(OH)4 + 2CO 2↑
可以看作首先形成HBF 4 + H 3BO 3，再与Na 2CO 3碱性物质反应。
3．含氧化物 (1) B 2O 3
a ．易溶于水：B 2O 3 + 3H 2O 2H 3BO 3 所以它是吸水剂。
b ．硼珠试验：熔融的B 2O 3可熔解许多金属氧化物反应可得到特征颜色：
CuO + B 2O 3Cu(BO 2)2 （蓝色） NiO + B 2O 3
Ni(BO 2)2 （绿色）
c ．与NH 3反应，在500℃生成(BN)n ，与石墨结构相似。 B 2O 3(s) + 2NH 3(g) 1000℃
2BN(s) + 3H 2O(g)
(2) H 3BO 3
a ．硼酸为一元弱酸，呈片状晶体结构，OH 间以氢键连接
O
H B(OH)23++
-+H B(OH)4
在冷水中溶解度小，在热水中因部分氢键断裂而使溶解度增大。
b ．与碱反应： 2NaOH + 4H 3BO 3Na 2B 4O 7 + 7H 2O 过量NaOH 使Na 2B 4O 7变成NaBO 2
Na 2B 4O 7 + 2NaOH
4NaBO 2 + H 2O
c ．H 3BO 3的酸性可因加入甘油或甘露醇等多元醇而大大增强
HO
B
O
O
H H
H
O
CH 2CHOH
2
O
H
+
H 3O + H 2O
++O
CH 2
CHOH CH 2
O
B O [ ]
d ．H 3BO 3也表现出微弱的碱性
3HCl )B(PO
PO H B(OH)4433++
(3) 一些硼酸盐阴离子结构
a ．环状 -
332)(BO ，在KBO 2，NaBO 2晶体中 b ．zig —zag chains -n n )(BO 2，在Ca(BO 2)2，LiBO 2中
4NaBO 2 + CO 2 + 10H 2O Na 2[B 4O 5(OH)4]·8H 2O + Na 2CO 3
c ．硼砂：Na 2B 4O 7·10H 2O
Na 2[B 4O 5(OH)4]·8H 2O
Na 2B 4O 7 + H 2SO 4(浓) + 5H 2O
4H 3BO 3↓+ NaSO 4
-2454](OH)O [B ： -
452O B 焦硼酸盐：
d ．硼酸盐阴离子结构式的特点： B 原子采取sp 2杂化
33BO -：Mg 3(BO 3)2 ，LaBO 3 ； (B 2O 5)4-
：Mg 2B 2O 5 ，Fe 2B 2O 5 ； (B 3O 6)3-：K 3B 3O 6 ，Ba 3(B 3O 6)2 (BBO 晶体) ； 2(B O )n n -：
Ca(BO 2)2(s) B 原子采取sp 3杂化
54BO -：TaBO 4 ； 4B (O H
)-：Na 2[B(OH)4]Cl ；Mg[B 2O(OH)6] [B 2(O 2)(OH)4]2-：Na 2[B 2(O 2)2(OH)4]·6H 2O B 原子既采取sp 2又采取sp 3杂化
K[B 5O 6(OH)4]·2H 2O ，Ca[B 3O 3(OH)5]·H 2O ，Na 2[B 4O 5(OH)4]·8H 2O 从上面的各种硼酸盐阴离结构式来看：当B 原子的端基是OH 基团时，硼酸
根离子的结构式中，sp 3杂化的硼原子数目等于硼酸根阴离子的电荷数。
凡是四个或四个以上硼酸根相连时，绝大多数的结构是B 原子以三配位或四配位同氧原子结合形成的。
KB 5O 8·4H 2O
KB 5O 6(OH)4·2H 2O
-
] [
硼砂也可以作硼珠试验。 Na 2B 4O 7 + CoO 2NaBO 2·Co(BO 2)2 （蓝色） 3Na 2B 4O 7 + Cr 2O 3
6NaBO 2·2Cr(BO 2)3 （绿色）
硼砂除了鉴别金属外，还可以用来焊接金属，因为它可以消除金属表面的氧化物。
煮
O
B O O
B B O
O O O B O O B O O B O O
B O
O
HO B
O
O
B B O O
O B OH OH
B O
O O
B O
O HO B O B HO O O B O O B
B O OH
OH
1971年美国结构化学家K.Wade 在分子轨道理论基础上提出了一个预言硼烷，硼烷衍生物及其它原子簇化合物结构的规则，通常称为“Wade 规则”，其含义是硼烷、硼烷衍生物及其它原子簇化合物的结构是由其骨架成键电子对数决定的。
若以b 表示骨架成键电子对数，n 为骨架原子数，则b = n + 1为闭式结构
(closo)，b = n + 2为巢式结构（nido ），b = n + 3为网式结构（arachno ），b = n + 4为链式结构（hypho ）。这意味着随着硼烷骨架上的成键电子对数目增加，其完整程度逐一降低，开口程度不断增加。
对于中性硼烷、硼烷阴离子，碳硼烷的结构均可用下式表示：
[(CH)a (BH)p H q ]d -
CH 提供给骨架3个电子，BH 提供给骨架2个电子，S 提供给骨架4个电子，
P 提供给骨架3个电子给骨架，因为当硫原子和磷原子取代硼烷中的硼原子时，
S 、P 原子上必有一对价电子指向骨架外侧，成为孤对电子对，所以键合时，S 原子提供4个电子，P 原子提供3个电子。
则多面体骨架成键电子数 d q p a M +++=23，由于n p a =+，则：
d q a n M +++=2 ∴b (骨架成键电子对数))(2
1
d q a n +++=
对于-
2H B n n ：a = 0，q = 0，d = 2，，所以b = n + 1，为闭式结构
B 11SH 11，B 10CPH 11为闭式，B 3
C 2H 7，B 5SH 10为巢式。 Practice Exercise ：应用Wade 规则，指出下列物质所属的结构类型：
14108362421129112926695H B H B H C B H C B H C B H B H B ，，，，，，--- 11972318101510SH B H C B H B H B ，，，-
§15-2 铝及其化合物 Aluminum and its Compounds
铝是两性金属，有钝化性。
Al 2O 3有两种变体，α -Al 2O 3称为刚玉，非常致密,硬度仅次于金刚石和金刚砂 (SiC)，
α -Al 2O 3可制作刚玉坩埚（2100K ），在α -Al 2O 3中掺Cr 3+离子，成为人造宝石－红宝
石；γ -Al 2O 3为活性氧化铝，表面积大，可作为吸附剂和催化剂载体。
在AlF 3晶体中，Al 的配位数为六。在Al 2Cl 6和Al 2I 6中，Al 的配位数为四。
Al I
Al I
I
I I I
Al 2Cl 6易水解，所以AlCl 3只能用干法制备： 2Al + 3Cl 2
2AlCl 3 2Al + 6HCl(g)
2AlCl 3 + 3H 2(g)
Cl
Al
Cl Cl Cl
Al
Cl Cl
沸石（zeolites ） alumiosilicates
通式：M x / n [(AlO 2)x (SiO 2)y ]·m H 2O
结构：原子立方结构，由SiO 4和AlO 4四面体结构单元所组成
所有硅氧四面体和铝氧四面体都是通过共用顶点的氧原子而连接成多元环，常见的为四元环和六元环。
多元环能互相连接而形成立体的骨架，骨架是中空的，人们称之为空穴(笼)，由8个六元环和6个四元环构成的笼叫做β笼。
§15-3 镓分族 Gallium Subgroup
一、General Properties
Ga 、In 的氧化数为+3，Tl 的氧化数为+1
Gallium, indium and thallium 是稀散元素，不存在独立的矿石，而与其它矿共生。这三种元素都由各自的光谱发现。
Gallium --- 紫色（门捷列夫所预言的第一个被证实的元素） Indium --- 蓝色（由特征光谱线蓝色而得名） Thallium ---（树芽）绿色
二、The Simple Substances
1．Ga 、In 和Tl 在电位序[H + ]的前面，它们可溶于稀酸，但V 25.1/Tl Tl 3+=++?，所以
+?→?+
Tl Tl H + H 2↑，Tl 与HCl(aq)反应有类似“passivated ”现象，这是由于生成难
溶性的TlCl ，在金属Tl 表面，阻碍金属Tl 与盐酸进一步反应的缘故。 2．Ga 有两性，In 和Tl 在无氧化剂存在时，不溶于碱 2Ga + 6H 2O + 6NaOH
2Na 3[Ga(OH)6] + 3H 2↑
O Si O O
O Al O O
O Si O O
O
三、Compounds
1．[ +3 ] O.S. (1) Oxides ：
Ga 2O 3 In 2O 3 Tl 2O 3
稳定性减弱，氧化性增强，碱性增强 Tl 2O 3
200℃
Tl 2O + O 2
M 2O 3(s) + 6HCl(aq)
MCl 3(aq) + 3H 2O(l)
?r G m (kJ·mol -1) 71 -25 -199 Ga(OH)3为两性氧化物，Ga 2O 3与Al 2O 3结构相似 Ga(OH)3 + 3OH
－
[Ga(OH)6]3-
Ga(OH)3能溶于氨水，但Al(OH)3不能 (2) sulfides ： Ga 2S 3（黄色）彻底水解 Ga 2S 3 + 6H 2O
2Ga(OH)3↓+ 3H 2S ↑
Tl 2S 3不存在：2TlCl 3 + 3Na 2S
Tl 2S ↓+ 2S ↓+ 6NaCl
In 2S 3（红色）可溶于(NH 4)2S 或M 2S 中
(3) Halides ：Tl (+3)Br 3和Tl (+3)I 3都不存在,室温下只有TlF 3、TlCl 3
显然 Tl 3+ + 3I
－
TlI + I 2
2．[ +1 ] O.S.
(1) Ga 和In 的+1氧化态不稳定，是强还原剂 3Ga 2O
Ga 2O 3 + 4Ga 3Ga 2S
Ga 2S 3 + 4Ga
3In +(aq)
In 2In 3++ In 2S （黄色）不与水反应，与酸反应放出H 2
In 2S + 4H + + 2S 2-
2H 2↑+ In 2S 3（红色）
(2) Tl 的+1氧化态稳定，除了TlF 外，其它TlX 难溶于水，与Ag +相似
Tl 3+ + 2Tl
3Tl + 4Tl + O 2
2Tl 2O
TiOH 是强碱，能从空气中吸收H 2O 或CO 2，并能腐蚀玻璃
铊能形成同时作为一价和三价的配位化合物：
如Ti 2Cl 4、Tl 4Cl 6都不能认为Tl 为+2价，而是以配合物形式存在：
]Cl Tl [Tl 4)()
(ⅢⅠ ]Cl Tl [Tl 6)()(3ⅢⅠ
盐的水解总结：
一、影响水解的因素
1．内因 (1) 极化
a ．正离子的电荷高，半径小，易水解 AlCl 3 + 3H 2O Al(OH)3 + 3HCl SiCl
4 + 4H 2O
H 4SiO 4 + 4HCl
b ．正离子电子构型的影响；18电子构型，18 + 2电子构型，不规则电子构型的离子易水解：Zn 2+、Hg 2+、Bi 3+、Fe 3+等离子易水解。
(2) 空轨道：NF 3不易水解，PF 3易水解；CF 4、CCl 4不水解，但SiCl 4水解
2．外因：加热促进水解：MgCl 2·6H 2O 、Fe 3+(aq) 加热皆发生水解。
二、水解类型
1．产物为碱式盐 SnCl 2 + H 2
O Sn(OH)Cl ↓+ HCl BiCl 3 + H 2O BiOCl ↓+ 2HCl
2．产物为氢氧化物 AlCl 3 + 3H 2O Al(OH)3 + 3HCl 3．产物为含氧酸 BCl 3 + 3H 2O H 3BO 3 + 3HCl PCl 5 + 4H 2O H 3PO 4 + 5HCl 4．聚合和配位 3SiF 4 + 4H 2
O H 4SiO 4 + 2H 2SiF 6 Fe 3+ + H 2
O H + + [Fe(OH)]
2+
[Fe 2(OH)2]4+
其结构式为：
4]
[ 5．氧化还原 2 XeF 2 + 2H 2O 2Xe + O 2 +4 HF
6．歧化
6XeF 4 + 12H 2O 2XeO 3 +4 Xe + 3O 2 +24 HF BrF 3 + H 2O HBrO 3 + HBr + HF
3 I(NO 3)3 +6 H 2O
2HIO 3 + HI +9 HNO 3
H 2O H 2O Fe H 2O H 2O H O
O H Fe OH 2
OH 2
OH 2OH 2
碳族和硼族元素练习
碳族和硼族元素练习 一、选择题 ( 共17题 34分 ) 1. (7643)与Na 2CO 3溶液作用全部都生成碱式盐沉淀的一组离子是……………………（ ） (A) Mg 2+，Al 3+，Co 2+，Zn 2+ (B) Fe 3+，Co 2+，Ni 2+，Cu 2+ (C) Mg 2+，Mn 2+，Ba 2+，Zn 2+ (D) Mg 2+，Mn 2+，Co 2+，Ni 2+ 2. (7462)下列说法不正确的是…………………………………………………………… （ ） (A) SiCl 4在与潮湿的空气接触时会冒“白烟” (B) NF 3因会水解，不能与水接触 (C) SF 6在水中是稳定的 (D) PCl 5不完全水解生成POCl 3 3. (3718) 铅蓄电池在充电时，阳极反应是……………………………………………（ ） (A) PbSO 4 + H 2O = PbO 2 + 4H + + SO -24+ 2e (B) Pb + SO -24 = PbSO 4 + 2e (C) PbSO 4 + 2e = Pb + SO -24 (D) PbO 2 + 4H + + SO - 24 + 2e = PbSO 4 + 2H 2 O 4. (0545) 已知在一定温度下 SnO 2(s) + 2H 2(g)Sn(s) + 2H 2O(g) K c = CO(g) + H 2O(g)CO 2(g) + H 2(g) K c = 因此下列反应SnO 2(s) + 2CO(g)Sn(s) + 2CO 2(g) 的K c 值………………………（ ） (A) (B) (C) (D) 5. (7476)分离SnS 和PbS ，应加的试剂为…………………………………………………（ ） (A) 氨水 (B) 硫化钠 (C) 硫酸钠 (D) 多硫化铵 6. (7475)鉴别Sn 4+和Sn 2+ 离子，应加的试剂为……………………………………………（ ） (A) 盐酸 (B) 硝酸 (C) 硫酸钠 (D) 硫化钠(过量) 7. (7466)下列分子中，C 与O 之间键长最短的是…………………………………………（ ） (A) CO (B) Ni(CO)4 (C) CO 2 (D) CH 3COOH 8. (7363)将过量SiF 4通入NaOH 溶液中，主要产物是……………………………………（ ） (A) H 4SiO 4，NaF (B) Na 2SiO 3，NaF (C) Na 2SiO 3，Na 2SiF 6 (D) SiO 2，HF 9. (4370)下列说法不正确的是………………………………………………………… （ ） (A)HCO 3- 可通过氢键形成双聚离子 (B) NaHCO 3的热稳定性不如NaCO 3高 (C) BeCO 3在热水中就可发生分解 (D) 所有碱金属碳酸盐都是易溶于水的 10. (4308) CO 32- 的几何构型是……………………………………………………… （ ） (A) 平面三角形 (B) 三角锥形 (C) T 形 (D) 直线形 11. (1460) 下列硫化物，能溶于Na 2S 溶液生成硫代酸盐的是…………………………（ ） (A) SnS (B) SnS 2 (C) PbS (D) Bi 2S 3 12. (1456) 试判断 Ge 、Sn 、Pb 分别与浓HNO 3作用时，正确的说法是………………（ ） (A) 三元素都被氧化成 +2价 (B) 三元素都被氧化成 +4价 (C) Ge 和Sn 被氧化成 +4价，但Pb 却被氧化成 +2价 (D) Ge 被氧化成 +4价，但Sn 和Pb 只却被氧化成 +2价 13. (1451) IVA 族元素从Ge 到Pb ；下列性质随原子序数的增大而增加的是…………（ ） (A) +2氧化态的稳定性 (B) 二氧化物的酸性 (C) 单质的熔点 (D) 氢化物的稳定性 14. (7354)从分子轨道理论出发，可以认为在B 2分子中存在的化学键是………………（ ）
第15章碳族元素
第15章 碳族元素习题 1．选择题 15-1 在下列物质中，熔点最高的是……………………………………………..( ) （A ）4SiF （B ）4SnCl （C ）3AlCl （D ）KCl 15-2 下列物质中热稳定性最高的是…………………………………………….( ) （A ）23)Mg(HCO （B ）3MgCO （C ）32CO H （D ）3CaCO 15-3 能与碳酸钠溶液作用，生成沉淀，而此沉淀又能溶于氢氧化钠溶液的是( ) （A ）3AgNO （B ）2FeCl （C ）3AlCl （D ）23)Ba(NO 15-4 下列化合物中，不水解的是……………………………………………….( ) （A ）4SiCl ； （B ）4CCl ； （C ）3BCl ； （D ）5PCl 15-5 下列各对物质中，中心原子的轨道杂化类型不同的是………………….( ) （A ）4CH 与4SiH ； （B ）+O H 3与3NH ； （C ）4CH 与+ 4NH ； （D ）4CF 与4SF 。 15-6 下列物质在水中溶解度最小的是………………………………………….( ) （A ）32CO Na ； （B ）3NaHCO ； （C ）3CaCO ； （D ）3KHCO 15-7 下列分子中，偶极矩不为零的是………………………………………….( ) （A ）3BCl ； （B ）4SiCl ； （C ）5PCl ； （D ）2SnCl 。 15-8 与32CO Na 溶液反应生成碱式盐沉淀的离子是…………………………..( ) （A ）+3Al ； （B ）+2Ba ； （C ）+2Cu ； （D ）+Ag 15.9 碳化铝固体与水作用产生的气体是……………………………………….( ) （A ）22H C ； （B ）COOH CH 3; （C ）2CO ； （D ）4CH 15-10 下列物质中还原性最强的是…………………………………………( ) （A ）4GeH ； （B ）3AsH ； （C ）Se H 2； （D ）HI 15-11 能与CO 生成较稳定配合物的是…………………………………..( ) （A ）Fe 3+； （B ）Fe 2+； （C ）Fe ； （D ）Mg 2+
第13章 硼族元素习题
第13章硼族元素 一、选择题 1、在下列金属中，熔沸点相差最大的是（）. A、Pb B、Al C、Ga D、Ge 2、电解法制备铝时,需加冰晶石,其作用是( ) A. 加快电解速度 B. 降低Al2O3的熔点 C. 作为电解原料 D. 防止制得的铝再次氧化 3、关于铝的化学性质叙述错误的是( ) A. 能溶于稀酸 B. 能与热的强碱反应 C.与氢气直接化合 D. 高温下可与S.P.C.N等直接反应 4、下列硼烷在室温呈气态的是（）. A、B4H10 B、B5H9 C、B5H11 D、B6H10 5、硼砂珠实验产生蓝色表示存在（）. A、Cr B、Ni C、Co D、Fe 6、B的独特性质表现在（）. A、亲氧元素 B、生成正氧化态的化合物 C、能形成离域大 键 D、是缺电子原子 7、下列制备无水三氯化铝的方法，正确的是（）. A、将过量Al加入稀HCl中，反应完毕后蒸干所得溶液. B、往盐酸中加入稀Al（OH）3，反应完毕后蒸干所得溶液. C、在Cl2气流中加热Al箔 D、将AlCl3·6H2O加热脱水 8、金属Ga常用于制造测量高温的温度计，这是利用了Ga的哪种性质（） A、密度大 B、硬度大 C、溶沸点高 D、溶沸点相差大 9、下列金属单质中，熔点最低的是（） A、Cu B、Zn C、Na D、Ga 10、α—Al2O3和γ—Al2O3性质差别很大,不能作出判断的是 ( ) A. 水溶性 B. 在酸碱中的溶解性 C. 表面吸附性 D. 催化活性 11、在铝酸盐溶液中加入足量的氢氧化钠固体则( ) A. 生成白色沉淀 B.有气体放出 C. 先生成白色沉淀,而后沉淀消失 D. 生成白色沉淀,并放出气体 二、填空题 1、写出下列物质的化学式： 冰晶石硼砂刚玉
化学奥赛无机元素化学习题硼族元素含答案
【高中化学奥林匹克竞赛辅导】无机元素化学习题 第十一章硼族元素 1. 下列为有关硼酸的一些反应的图解，试写出其反应方程式，并指出反应条件。 B2H6 ↑ Mg2B2O5·H2O→Na2B4O7·10H2O→BF3→H[BF4] ↓H2SO4 B2O3←HBO2←H3BO3→BPO4 CH2－O (CH3)3BO3 HO－C B－OH CH2－O 2. 试解释下列各术语： (1)缺电子化合物(2)三中心键 3. B2H6的结构怎样？此分子中呈现出什么类型的键？ 4. 为什么BN和BP都能形成石墨型的结构？ 5. 硼酸晶体为什么呈鳞片状？晶体中硼酸分子是怎样结合在一起的？ 6. 硼酸H3BO3有没有象磷酸那样的碱式盐？为什么？ 7. 用盐酸可以溶解难溶的碳酸盐（如碳酸钙），但如用醋酸（K=1.8×10－5）或硼酸（K=7.8×10－10）能溶解碳酸钙吗？为什么? 8. 在焊接金属时，使用硼砂的原理是什么？用反应方程式表示硼砂和下列各氧化物共熔时所发生的化学反应：CaO，Fe2O3，NiO。 9. 为什么不能用AlC13·6H2O加热脱水制备无水的AlCl3? 10. 铝与硫混合，当加热时会剧烈的反应，生成硫化铝，但是此硫化铝不能从混有铝离子和硫离子的溶液中得到，如何解释？写出硫化铝与水的化学反应方程式。 11. 按金属的电极电位，铝的还原性远大于氢，但它不能将水中的H+还原为H2，可是在氢离子浓度比水小得多的碱性溶液中，铝反而可以容易地取代出氢气来，为什么？ 12. 已知A12O3(s)，Fe2O3(s)，MnO2(s)和MgO(s)的标准生成焓分别为： －1672，－823.5，－518.3，－601.9kJ?mol－1 (1) 试求生成1mol铁，铝热剂反应的热效应? (2) 若用MnO2来代替Fe2O3，要得到lmol Mn反应的热效应如何？ (3) 如果用MgO来代替Fe2O3，此反应是放热还是吸热，Al能否把MgO还原到Mg？ 13. 铟能显示＋l和＋3价态，但没有＋2价态，但是它的氯化物中有一种分子式为InCl2，如何解释？ 14. 为什么不能制得TlI3和Tl2S3? 15. 虽然TlI与KI是同晶型的，但为什么TlI不溶于水？ 16. 铊的化学性质，在某些方面相似于铝，在一些方面相似于IA金属，试用化学事实来说明上述叙述。 17. 今有K2SO4、Pb(NO3)2、SnC12、SbC13、A12(SO4)3和Bi(NO3)3等六瓶溶液，如何用
第12章 氮族、碳族和硼族元素 习题参考答案
第12章 氮族、碳族和硼族元素 习题参考答案 1. （1）解： NH 4 (NH 4)2SO 4HSO 4(NH 4)2Cr 2O 2O 3 + N 2 O （2）解： 2KNO 32 + O 2Cu(NO 3) 222 2AgNO 3 2．解：(1) 5NO 2-+ 2MnO 4- + 6H 5NO 3- + 2Mn 2+ + 3H 2O 3NO 2-+ Cr 2O 27 + 8H + →3NO 3- +2Cr 3+ +7H 2O (2) 2NO 2- + 2I - + 4H +2NO↑+ I 2 + 2H 2O (3) HNO 2+NH 2+ 2H 2O 3．解：（1） NH 4(NH 4)2SO 产生白色沉淀(BaSO 4) （2） KNO KNO 产生蓝色溶液(N 2O 3)、红棕色气体(NO 2) （3） AsCl BiCl SbCl 产生黄色沉淀（As 2S 3） Sb 2S 3）产生黑色沉淀（Bi 2S 3） 4．解：（1）S + 2HNO 3(浓) H 2SO 4 + 2NO↑ （2）4Zn + 10HNO 3(很稀) 4Zn(NO 3)2 + NH 4NO 3 + 3H 2 O （3）3CuS + 8HNO 3 3Cu(NO 3)2 + 3S↓ + 2NO↑ + 4H 2O （4）PCl 5+4H 2H 3PO 4+ 5HCl
（5）2AsO 33- + 3H 2S + 6H As 2S 3↓ + 6H 2O （6）AsO 43- + 2I - + 5H +H 3AsO 3 + I 2 + H 2O （7）2Mn 2+ + 5NaBiO 3 + 14H 2MnO 4- + 5Bi 3+ + 5Na + + 7H 2O （8）Sb 2S 3 + 3S 2-2SbS 33- 5．解：（1） NH 4 NH 3 O 2 Pt NO O 2 NO O 2H 2(Fe) N 2 2 2 NH 3 43 H 2SO 4( H 2SO 2 3 NH 3 （2） AsCl H 2As 23 2Na 3AsS 3 H 3AsO 3 H 4 2S(HCl)2S 5 Na 3AsS 4 （3） Na 3SbO Sb(OH) 3 SbOCl 2S 2S Na 3SbS 3 （4） 3 43) 3)3 Bi(OH)BiONO 3 6．解：A 是AsCl 3，B 是AgCl ，C 是[Ag(NH 3)2]Cl ，D 是As 2S 3，E 是(NH 4)3AsS 4，F 是As 2S 5，G 是H 2S 。有关反应式如下：
碳族元素
第十四章 碳族元素 Chapter 14 The Carbon Family Elements Carbon (C) Silicon (Si) Germanium (Ge) Stannum (Sn) Plumbum (Pb) §14-1 碳及其化合物 Carbon and its Compounds 一、General Properties 1．根据σ键的数目，碳可采取sp 、sp 2、sp 3杂化，其最大配位数为4 2．由于碳—碳单键的键能特别大，所以C －C 键非常稳定,具有形成均键(homochains)的 倾向 C －C N －N O －O F －F E (kJ·mol -1) 374 250 210 159 实 例 H 3C －CH 3 H 2N －NH 2 HO －OH 从碳到氮的单键键能的突减，是由于N 2分子中氮原子之间非键电子对排斥的缘故。 二、The Simple Substance 1．在第二周期中，氟、氧和氮都以双原子分子存在：F 2、O 2和N 2；而碳存在多聚物，其理由为：O 2和N 2的多重键要比σ单键（均键）强得多 如： , E (kJ·mol -1) 494 ＞ 210 + 210 , 946 ＞ 250 + 250 而： E (kJ·mol -1) 627 ＜ 374 + 374 即C 2分子中的多重键比均链中的两个σ单键之和小，所以碳往往形成多原子均键，虽然在星际空间存在有C 2(g)分子。 2．Allotropes: diamond 、graphite 、fullerene (C 60、C 70)、carbin (carbon fibers) (1) 熵 S carbin ＞S graphite ＞S diamond (2) d C-C (nm): diamond ＞ graphite ＞ benzene ＞ ethylene ＞ carbin ＞ acethylene (3) C graphite → C diamond ?r H m ＞0，?r S m ＜0 根据平衡，需要高压Pa 100.1106109?-?，(because of the insignificant reduction of volume)，升高温度不利于平衡的移动，但为了达到该过程可以接受 的速率，反应温度大约在2000℃，近来已发明一种低压生产金刚石的方法：把金刚石晶种（seed ）放在气态碳氢化合物（甲烷methane ，ethane ）中，温度升高到1000℃，可以得到金刚石粉末或者crystal whiskers (4) C 60 由12个正五边形和20个正六边形组成，每个碳原子以sp 3、sp 2杂化轨道与 相邻的三个碳原子相连，使∠CCC 小于120?而大于109?28'，形成曲面，剩余的p 轨道在C 60球壳的外围和内腔形成球面π键，从而具有芳香性。 O N N N N N C C C C C O O O
碳族元素和硼族元素
碳族元素和硼族元素 第1题(共6分) 实验室制备少量硅一般采用镁粉还原SiO2的方法，然后用稀盐酸洗涤产品以除去杂质。某同学在进行上述操作时，在制得的产品中加HCl洗涤时突然起火。 (1)请用化学方程式解释： ①稀盐酸洗涤产品可除去哪些主要杂质? ②为什么加HCl洗涤时突然起火? (2)请设计一个实验来验证你的解释。(不必画出装置图，也不必指出具体化学药品，不要写方程式，只要 简明指出方法。) 1．(共6分) (1) ① 2HCl+MgO H2O+MgCl2 2HCl+Mg H2↑+MgCl2 ② SiO2+4Mg Mg2Si +2MgO Mg2Si+4HCl SiH4+2MgCl2 SiH4+2O2SiO2+2H2O (2) 在N2保护下(或惰性气体)，对硅烷气体进行检验。 SiH4+2KMnO4H2+K2SiO3+2MnO2↓+ H2O (不要求) (方程式各1分，检验1分) 第2题(8分) C60的发现开创了国际科学的一个新领域，除C60分子本身具有诱人的性质外，人们发现它的金属掺杂体系也往往呈现出多种优良性质，所以掺杂C60成为当今的研究热门领域之一。经测定C60晶体为面心立方结构，晶胞参数a=1420pm。在C60中掺杂碱金属钾能生成盐，假设掺杂后的K+填充C60分子堆积形成的全部八面体空隙，在晶体中以K+和C60－存在，且C60－可近似看作与C60分子半径相同的球体。已知C的范德华半径为170pm，K+的离子半径133pm。 11-1 掺杂后晶体的化学式为；晶胞类型为； 如果为C60－顶点，那么K+所处的位置是；处于八面体空隙中心的K+到最邻近的C60－中心的距离是pm。 11-2 实验表明C60掺杂K+后的晶胞参数几乎没有发生变化，试给出理由。 11-3 计算预测C60球内可容纳的掺杂原子的半径。 第11题(8分) 11-1 KC60面心立方晶胞体心和棱心710pm (各1分,共4分) 11-2 C60分子形成面心立方最密堆积,由其晶胞参数可得C60分子的半径：
无机化学第三版下册答案第二十一章第十五章_碳族元素(1)
第十五章 碳族元素 1．碳单质有哪些同素异形体？其结构特点及物理性质如何？ 答：碳单质有三种同素异形体：石墨，金刚石和C 60。结构分为层状，网状和球状，见教材p730-732。物理性质主要是石墨能导电，金刚石硬度大，C 60有超导性。 2．实验室里如何制取二氧化碳气体？工业如何制取二氧化碳气体？ 答：实验室法：O H CO CaCl HCl 2CaCO 2223+↑+=+ 工业法： CaCO 3 CaO CO 3．图15－6中，三条直线相交于一点，这是必然的还是偶然的，试讨论其原因。 答：是一种必然。 在Ellingham 图中，以ΔrG θ=ΔrH θ－TΔrS θ作ΔrG θ－T 图，斜率为ΔrS θ，截距为ΔrH θ。 反应：22CO O C =+ ΔrS θ≈ 0，所以为一直线 反应：22CO 2O CO 2=+ ΔrS θ< 0，直线上斜 反应：CO 2O C 22=+ ΔrS θ> 0，直线下斜 所以三线相交于一点是必然的。 3.分别向0.20mol·dm -3的Mg 2+和Ca 2＋的溶液中加入等体积的0.20mol·dm -3的Na 2CO 3溶液，产生沉淀的情况有何不同，试讨论其规律性。 答：有CaCO 3沉淀，也有MgCO 3沉淀。 沉淀： CaCO 3 MgCO 3 Mg(OH)2 K sp 2.9×10－9 3.5×10－8 1.8×10－11 溶液中122L mol 1.02 1 20.0]Mg []Ca [-++?=?== 加入Na 2CO 3后溶液浓度为0.1mol/L 。 溶液中- 23CO []计算： 31[] 4.2210OH mol L ---= = = =?? ∵ -- +=+OH HCO O H CO 32_23 0.1-x x x
第16章-硼族元素
第16章硼族元素 16.1 硼族元素的通性 16.1.1 硼族元素的通性 包括硼、铝、镓、铟、铊五种元素。硼在自然界中有硼镁矿、硼砂等；铝在地壳中的含量仅次于氧和硅，占第三位，主要以长石、云母、高岭土等硅酸盐形式存在。镓、铟、铊比较分散，没有单独矿藏，与其他矿物共生。 硼的原子半径最小，核电荷对外层电子的吸引较强，为非金属，其余四种元素为金属，从硼到铝是由非金属突变到金属，不是逐渐过渡的。 ●硼族元素氧化物的酸碱性递变规律：硼的氧化物呈酸性，铝和镓的氧化物为两性，铟和铊的氧化物是碱性的。 ●硼族元素的价电子构型为ns2np1，一般氧化态为+III。“惰性电子对效应”，随着原子序数的递增，生成低氧化态的(+I)的倾向增强。 镓、铟、铊在一定的条件下能显示出+I氧化态，特别是Tl ，其+I氧化态常见，Tl(+I)的化合物具有较强的离子健特征。 ●硼、铝两元素亲氧特性表现得突出。 ●硼族元素价电子轨道（ns和np）数为4，而价电子仅为3，为缺电子原子，它们所形成的化合物有些为缺电子化合物。 有空的价键轨道，这些化合物有很强的接受电子的趋势，容易形成聚合分子（如：Al2Cl6）和配合物（如：HBF4）。在此过程中，中心原子价轨道由sp2杂化过渡到sp3杂化，相应分子从平面结构过渡到立体结构。硼原子最高配位数为4，而其它元素外层d轨道可参与成键，最高配位数可以为6。 16.2 硼族元素的单质及其化合物 硼在自然界主要以含氧化合物的形式存在。硼的重要矿石有硼砂
Na2B4O7·10H2O，方硼石2Mg3B8O15?MgCl2，硼镁矿Mg2B2O5?H2O等。铝在自 然界分布很广，主要以铝矾土矿形式存在，它是一种含有杂质的水合氧化铝矿。镓、铟、铊在自然界单独矿物，以杂质的形式分散在其它矿物中。 16.2.1 硼族元素的单质 1. 单质硼 (1) 单质硼的结构 单质硼有多种同素异形体，包括无定形硼和晶体硼。无定形硼为棕色粉末，晶体硼呈黑灰色。晶体硼有各种复杂的晶体结构(只有三种测出结构)，但都是以B12 的20面体为基本单元。该20面体有20个等边三角形面和12个顶角硼 原子，每个硼原子与邻近的5个硼原子距离相等，如图16-2(a) 所示。 图16-2 B12 20面体 由于20面体之间的连结方式不同，键型不同，所形成的硼晶体类型不同。 图16-3 在α—菱形硼中的三中心键(虚线三角形表示三中心键) 最普通的一种是α—菱形硼：由B12单元组成的层状结构。在每层中，每个B12单元通过6个硼原子用6个三中心二电子键与在同一平面的6个B12单元
无机化学16硼族元素
第十六章 硼族元素 1． 下表中给出第二、三周期元素的第一电离能数据（单位kJ ·mol 1-）试说明B,Al 的第 一电离能为什么比左右两元素的都低？ 形成全充满的稳定结构。 2． 在实验室中如何制备乙硼烷，乙硼烷的结构如何？ 答：氢负离子置换法： 3LiAlH 4+4BF 3??→?乙醚2B 2H 6+3LiF+3AlF 3 3NaBH4+4BF3?? →?乙醚 2B 2H 6+3NaBF 4 B 2H 6 的结构见课本P 778 3． 说明三卤化硼和三卤化铝的沸点高低顺序，并指出蒸汽分子的结构。 答：三卤化物的熔沸点顺序见课本P780 三卤化硼的蒸气分子均为单分子，AlF 3的蒸气为单分子。而AlCl 3的蒸气为二聚分子，其结构见课本P781 4． 画出B 3N 3H 6（无机苯）的结构。 答： 5． B 10H 14的结构中有多少种形式的化学键？各有多少个？ 答：B 10H 14的结构 6． 为什么硼酸是一种路易斯酸？硼砂的结构应怎样写法？硼砂水溶液的酸碱性如何？ 答：硼酸为缺电子化合物，中心原子B 上还有一个空的p 轨道，能接受电子对，因而为路易斯酸； 硼砂的结构式见课本P787； 硼砂水溶液显强碱性。 7． 试用化学反应方程式表示从硼砂制备下列各化合物的过程： （1）H 3BO 3 (2) BF 3 (3) NaBH 4 答：将硼砂浓溶液与浓硫酸作用后冷却得H 3BO 3 4233242454243])([SO Na BO H O H SO H OH O B Na +=++； 8． 怎样从明矾制备(1) 氢氧化铝，（2）硫酸钾，（3）铝酸钾？写出反应式。 答：将明矾KAl （SO 4）2 12H 2O 溶于水，加入适量KOH 溶液得到Al （OH ）3沉淀； Al 3++3OH -=Al （OH ）3↓
(推荐)硼族元素
硼族元素硼族元素基本性质 第ⅢA族包括硼、铝、镓、铟和铊五种元素。其中除硼是非金属元素外，其余的都是金属元素，且其金属性随着原子序数的增加而增强。 硼族元素的一些基本性质列于下表中。 性质硼(B)铝(Al)镓(Ga)铟(In)铊(Tl)原子序数513314981 原子量10.8126.9869.72114.82204.38价电子构型2s22p13s23p14s24p15s25p16s26p1主要氧化态+3,0+3,0+3,(+1),0+3,+1,0(+3),+1,0共价半径(pm)88125125150155离子半径(pm)M+ M3+ - 23 - 51 - 62 132 81 144 95 第一电离势(kJ/mol)800.6577.6578.8558.3589.3电负性 2.04 1.61 1.81 1.78 2.04 硼族元素的特性 本族元素原子的价电子层结构为ns2np1，常见氧化态为+3和+1，随原子序数的递增，ns2电子对趋于稳定，特别是6s上的2个电子稳定性特别强。使得从硼到铊高氧化数(+Ⅲ)稳定性依次减小，即氧化性依次增强；而低氧化数(+I)稳
定性依次增强，其还原性依次减弱。例如：Tl(Ⅲ)是很强的氧化剂，而Tl(Ⅰ)很稳定，其化合物具有较强的离子键特性。
+Ⅲ氧化态的硼族元素具有相当强的形成共价键的倾向。硼因原子半径较小，电负性较大，使其共价倾向最强，其它的硼族元素成键时表现为极性共价键。 硼族元素的价电子层有4条轨道（ns、np x 、np y 、np z ），而只有3个价电 子，这种价电子层中价轨道数超过价电子数的原子称为缺电子原子，中心原子价轨道数超过成键电子对数的化合物称为缺电子化合物。如本族+Ⅲ价单分子化合 物BF 3、AlCl 3 等。缺电子原子在形成共价键时，往往采用接受电子形成双聚分子 或稳定化合物和形成多中心键（即较多中心原子靠较少电子结合起来的一种离域共价键）的方式来弥补成键电子的不足。 硼族元素电势图 下面列出了硼族元素的标准电极电势图。
硼族和碳族元素习题
一、选择题 1 硼的独特性质表现在: (D) (A) 能生成正氧化态化合物如BN,其它非金属则不能 (B) 能生成负氧化态化合物,其它非金属则不能 (C) 能生成大分子 (D) 在简单的二元化合物中总是缺电子的 2 二氧化硅: (A) (A) 与NaOH共熔反应生成硅酸钠(B) 是不溶于水的碱性氧化物 (C) 单质是分子晶体,与CO2晶体相似(D) 属AB2型的化合物,晶体结构属CaF2型 3 CO与金属形成配合物的能力比N2强的原因是: (D) (A) C原子电负性小易给出孤对电子 (B) C原子外层有空d轨道易形成反馈键 (C) CO的活化能比N2低 (D) 在CO中由于C-←O+配键的形成,使C原子负电荷偏多,加强了CO 与金属的配位能力 6 下列无机酸中能溶解酸性氧化物SiO2的是: (C) (A) HCl (B) H2SO4(浓) (C) HF (D) HNO3(浓) 7 下列元素性质最相似的是: (A) (A) B和Al (B) B和Si (C) B和Mg (D) B和C 二、简答题: 1 为什么SiCl4水解而CCl4不水解? 要点：SiCl4具有空的3d轨道可接受H2O:中的孤电子对而水解，CCl4无空的价轨道不能接受H2O:中的孤电子对，因此不能水解. 2 为什么说H3BO3是一个一元弱酸? 要点：H3BO3是一个一元弱酸，它的酸性是由于B的缺电子性而加合了来自H2O中氧原子上的孤电子对成配键，而释放出H+，使溶液的[H+]大于[OH-]的结果： B(OH)3 + H2O ←→B(OH)4- + H+ 3、等电子原理是什么？与CO互为等电子体的有哪些？与CO2互为等电子体的有哪些？要点：核外电子总数相等的分子或离子; N2, NO+; NO2+ ,N2O,N3- 三、推断题 14mg某黑色固体A，与浓NaOH共热时产生无色气体B 22.4ml(标况下)。A燃烧的产物为
碳族和硼族元素练习
碳族和硼族元素练习 一、选择题( 共17题34分) 1. (7643)与Na2CO3溶液作用全部都生成碱式盐沉淀的一组离子是……………………（） (A) Mg2+，Al3+，Co2+，Zn2+ (B) Fe3+，Co2+，Ni2+，Cu2+ (C) Mg2+，Mn2+，Ba2+，Zn2+ (D) Mg2+，Mn2+，Co2+，Ni2+ 2. (7462)下列说法不正确的是……………………………………………………………（） (A) SiCl4在与潮湿的空气接触时会冒“白烟”(B) NF3因会水解，不能与水接触 (C) SF6在水中是稳定的(D) PCl5不完全水解生成POCl3 3. (3718) 铅蓄电池在充电时，阳极反应是……………………………………………（） (A) PbSO4 + H2O = PbO2 + 4H+ + SO-24+ 2e-(B) Pb + SO-24= PbSO4 + 2e- (C) PbSO4 + 2e-= Pb + SO-24(D) PbO2 + 4H+ + SO-24+ 2e-= PbSO4 + 2H2O 4. (0545) 已知在一定温度下 SnO2(s) + 2H2(g)Sn(s) + 2H2O(g) K c= 21.0 CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) K c= 0.0340 因此下列反应SnO2(s) + 2CO(g)Sn(s) + 2CO2(g) 的K c值………………………（） (A) 21.0 (B) 0.714 (C) 0.0243 (D) 21.1 5. (7476)分离SnS和PbS，应加的试剂为…………………………………………………（） (A) 氨水(B) 硫化钠(C) 硫酸钠(D) 多硫化铵 6. (7475)鉴别Sn4+和Sn2+离子，应加的试剂为……………………………………………（） (A) 盐酸(B) 硝酸(C) 硫酸钠(D) 硫化钠(过量) 7. (7466)下列分子中，C与O之间键长最短的是…………………………………………（） (A) CO (B) Ni(CO)4(C) CO2(D) CH3COOH 8. (7363)将过量SiF4通入NaOH溶液中，主要产物是……………………………………（） (A) H4SiO4，NaF (B) Na2SiO3，NaF (C) Na2SiO3，Na2SiF6(D) SiO2，HF 9. (4370)下列说法不正确的是…………………………………………………………（） (A)HCO3-可通过氢键形成双聚离子(B) NaHCO3的热稳定性不如NaCO3高 (C) BeCO3在热水中就可发生分解(D) 所有碱金属碳酸盐都是易溶于水的 10. (4308) CO32-的几何构型是………………………………………………………（） (A) 平面三角形(B) 三角锥形(C) T形(D) 直线形 11. (1460) 下列硫化物，能溶于Na2S溶液生成硫代酸盐的是…………………………（） (A) SnS (B) SnS2(C) PbS (D) Bi2S3 12. (1456) 试判断Ge、Sn、Pb 分别与浓HNO3作用时，正确的说法是………………（） (A) 三元素都被氧化成+2价(B) 三元素都被氧化成+4价 (C) Ge和Sn被氧化成+4价，但Pb却被氧化成+2价 (D) Ge被氧化成+4价，但Sn和Pb只却被氧化成+2价 13. (1451) IV A族元素从Ge到Pb；下列性质随原子序数的增大而增加的是…………（） (A) +2氧化态的稳定性(B) 二氧化物的酸性 (C) 单质的熔点(D) 氢化物的稳定性 14. (7354)从分子轨道理论出发，可以认为在B2分子中存在的化学键是………………（） (A) 三中心二电子键(B) 一个σ键 (C) 二个单电子π键(D) 一个σ键和一个π键
第16章 硼族元素..
第十六章硼族元素 §16-1 硼族元素的通性 硼族元素：B、Al、Ga、In、Tl 价电子层结构：ns2np1 主要氧化数： B Al Ga In Tl +3 +3 +3,(+1) +1,+3 +1,(+3) 从Al开始为金属，但成键时表现为极性共价键 +3氧化态化合物特点：缺电子，易聚合，易与路易斯碱形成稳定化合物 元素电势图（P769）：所有单质都具有还原 性，无氧化性，碱性 条件下还原性更强。 酸性条件下Tl3+具有 较强氧化性，Ga2+、 In2+、In+易歧化。 §16-2 硼族元素的单质及其化合物 一、硼族元素在自然界中的分布 二、硼族元素的单质
2Al
3.镓、铟、铊 Ga: 银白色光泽的软金属。熔、沸点相差最大，m.p.=302.78K, b.p.=2343K。凝固时体积膨胀。在 干燥的空气中不起变化。两性金 属。 In: 银白略带淡蓝色金属，比铅还软。 在干燥的空气中不起变化。不与 碱作用。 Tl：灰白色，重而软的金属，在空气中生成一层Tl2O膜。不与碱作用。 化学性质：M+O2(或S) 灼热M2O3（或M2S3）（M=Ga,In,Tl） M+X2= MX3（M=Ga,In,Tl）（X=Br,Cl; Tl无三溴化物） M+I MI3(或MI) （M=Ga,In） 2In(粉末)+6H2O=2In(OH)3+3H2↑ M+HCl MCl3(或
MCl)+H2↑ M+HNO3（稀）M(NO 3)3(或MNO3)+NO↑+H2O 2Ga+2NaOH+6H2O=2Na[Ga (OH)4]+3H2↑ 4.单质的提取和冶炼 B的制备： 碱法：Mg2B2O5.H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg (OH)2 4NaBO2+CO2+10H2O=Na2B4O7.10H2 O+Na2CO3 Na2B4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3+Na2S O4 2H3BO3 O3+3H2O B B2O3+3Mg=2B+3MgO 酸法:
碳族和硼族元素练习题
碳族和硼族元素练习 (C) BeCO 3 在热水中就可发生分解 (D) 所有碱金属碳酸盐都是易溶于水的 10. (4308) CO 32 的几何构型是 (A) 平面三角形 (B) 三角锥形 (C) T 形 (D) 直线形 11. (1460) 下列硫化物，能溶于Na 2S 溶液生成硫代酸盐的是 ......................... ( (A) SnS (B) SnS 2 (C) PbS (D) Bi 2S 3 12. (1456) 试判断 Ge 、Sn 、Pb 分别与浓HNO 3作用时，正确的说法是 ................... ( (A) 三元素都被氧化成 +2 价 (B) 三元素都被氧化成 +4 价 (C) Ge 和 Sn 被氧化成 +4 价，但 Pb 却被氧化成 +2 价 (D) Ge 被氧化成 +4 价，但 Sn 和 Pb 只却被氧化成 +2 价 13. (1451) IVA 族元素从Ge 到Pb ;下列性质随原子序数的增大而增加的是 ............... ( (A) +2 氧化态的稳定性 (B) 二氧化物的酸性 (C) 单质的熔点 (D) 氢化物的稳定性 14. (7354)从分子轨道理论出发，可以认为在 B 2分子中存在的化学键是 ........... ( (A) 三中心二电子键 15. (4403) BF 3通入过量的 Na 2CO 3溶液，得到的产物是 ........................ ( ) 一、选择题 ( 共 17 题 34 分 ) 1. (7643)与Na 2CO 3溶液作用全部都生成碱式盐沉淀的一组离子是 ........... (A) Mg 2+，Al 3+，Co 2+，Zn 2+ (B) Fe 3+，Co 2+，Ni 2+，Cu 2+ (C) Mg 2+，Mn 2+， Ba 2+，Zn 2+ (D) Mg 2+，Mn 2+，Co 2+，Ni 2+ 2. (7462)下列说法不正确的是 ................ (A) SiCl 4在与潮湿的空气接触时会冒“白烟” (C) SF 6 在水中是稳定的 3. (3718) 铅蓄电池在充电时，阳极反应是??… (A) PbSO 4 + H 2O = PbO 2 + 4H + + SO 2 4 2 (C) PbSO 4 + 2e = Pb + SO 24 4. (0545) 已知在一定温度下 SnO 2(s) + 2H 2(g)Sn(s) + 2H 2O(g) CO(g) + H 2O(g)CO 2(g) + H 2(g) (B) NF 3 因会水解，不能与水接触 (D) PCl 5不完全水解生成 POCl 3 2 (B) Pb + SO 2 4 = PbSO 4 + 2e (D) PbO 2 + 4H + + SO 24 + 2e = PbSO 4 + 2H 2O + 2e K c = 21.0 K c = 0.0340 因此下列反应 SnO 2(s) + 2CO(g)Sn(s) + 2CO 2(g)的 K c 值??… (A) 21.0 (B) 0.714 (C) 0.0243 (D) 21.1 5. (7476)分离SnS 和PbS,应加的试剂为 .................... (A) 氨水 (B) 硫化钠 (C) 硫酸钠 6. (7475)鉴别Sn 4+和Sn 2+离子，应加的试剂为 ................ (A) 盐酸 (B) 硝酸 (C) 硫酸钠 (D) 多硫化铵 7. (7466)下列分子中， C 与 O 之间键长最短的是 (A) CO 8. (7363)将过量SiF 4通入NaOH 溶液中，主要产物是 (A) H 4SiO 4， NaF (B) Na 2SiO 3， NaF (C) Na 2SiO 3， Na 2SiF 6 (B) Ni(CO) 4 (C) CO 2 (D) 硫化钠 (过量 ) ...... ( (D) CH 3COOH ........ ( 9. (4370)下列说法不正确的是 ......................................... (A) HCO 3 可通过氢键形成双聚离子 (B) NaHCO 3 的热稳定性不如 ) (D) SiO 2，HF ) NaCO 3 高 ) ) ) ) (C) 二个单电子 键 (D) 一个 键和一个 键 (B) 一个 键
第十六章硼族元素
第十六章硼族元素 一、选择题 1 下列化合物属于缺电子化和物的是（） a. BeCl2 b. H[BF4] c. B2O3 d. Na[Al(OH)4] 2 在硼的化合物中，硼原子的最高配位数不超过4，这是因为（） a. 硼原子半径小 b. 配位原子半径大 c. 硼与配位原子电负性差小 d. 硼原子无价层d 轨道 3 下列关于BF3的叙述中，正确的是（） a. BF3易形成二聚体 b. BF3为离子化合物 c. BF3为路易斯酸 d.BF3常温下为液体 4 下列各对物质中，中心原子的轨道杂化类型不同的是（） a. CH4与SiH4 b. H3O+与NH3 c. CH4与NH4+ d. CF4与SiF4 5 下列金属单质中，熔点最低的是（） a. Cu b. Zn c. Na d. Ga 6 下列化合物中，熔点最低的是（） a. BCl3 b. CCl 4 c.SiCl4 d. SnCl4 7 下列物质在水中溶解度最小的是（） a. Na2CO3 b. NaHCO3 c. Ca(HCO3)2 d. KHCO3 8 下列分子中，偶极矩不为零的是（） a. BCl3 b.SiCl4 c. PCl5 d. SnCl2 9 下列金属中，与硝酸反应得到产物价态最高的是: （） a. In b. Tl c. Sb d. Bi 10 下列氧化物中，氧化性最强的是: （） a. SiO2 b. GeO2 c. SnO2 d. Pb2O3 二、简答题 1 炭火烧得炽热时，泼少量水的瞬间炉火烧得更旺，为什么？ 2 C 和O 的电负性相差较大，但CO 分子的偶极矩却很小，请说明原因。 3 N2 和CO 具有相同的分子轨道和相似的分子结构，但CO 与过渡金属形成配合物
第13章 硼族元素
第十三章P区元素（一） 姓名：，学号：，成绩： 一、选择题 1.关于硼族元素所形成的化合物的类型，下列叙述错误的是( ) A. 硼只能形成共价化合物 B. 除硼外，其它元素都可以形成纯离子化合物 C. 除硼外，其它元素都可以形成离子化合物，但M(Ⅲ)化合物有一定程度的共 价性 D. Tl+化合物是稳定的离子化合物 2.硼族元素的原子都属缺电子原子，而硼原子的缺电子性在形成化合物时表现得 尤为突出，其原因是( ) A. 原子的半径最小，电离能最高 B. 原子的半径最小，电负性最大 C. 原子的非金属性最强 D. 原子半径小，电负性大，有空2P轨道 3.电解法制备铝时，需加冰晶石，其作用是( ) A. 加快电解速度 B. 降低Al2O3的熔点 C. 作为电解原料 D. 防止制得的铝再次氧化 4.铝在地壳中含量高，它在自然界的主要存在形式是( ) A. 铝单质 B. Al2O3.2H2O C. NaAlO2 D.明矾 5.在擦净的铝片上滴加数滴HgCl2溶液，2-3分钟后，用滤纸拭去，铝片放热并 有蓬松的铝毛生长，此实验现象说明铝具有( )
A．金属性 B. 两性 C. 亲氧性 D. 缺电子性 6.下列因果关系不成立的是( ) A.由于铝在空气中和水中都很稳定，所以铝的性质不活泼 B.由于△f H?Al2O3 == -1669.7kJ·mol-1，所以铝是一个亲氧元素 C.由于铝既可溶于稀酸，又可溶于强碱，所以它是一个典型的两性元素 D.由于铝表面极易被氧化，生成致密的氧化膜，所以在空气中，水中都很稳 定. 7.下列关于Al(OH)3性质的叙述错误的是( ) A. Al(OH)3是两性的，其酸性与碱性相当 B. Al(OH)3是两性的，其酸性弱于碱性 C. 可溶于酸 D. 可溶于过量的强碱 8.明矾广泛用作净水剂是由于( ) A. 铝离子的凝聚作用 B. 铝离子的水解作用 C. 氢氧化铝的吸附作用 D. 铝离子的一系列水解产物的吸附作用和Al3+的凝聚作用 9.下列关于氯化铝存在形式的叙述，正确的是( ) A. 蒸气状态时为氯化铝分子 B. 在非极性溶剂中是二聚分子Al2Cl6 C. 液态氯化铝都电离为Al3+和Cl- D. 晶体是链状的大分子(AlCl3)n 10.下列铝的卤化物，熔点最高的是( ) A. AlF3 B. AlCl3 C. AlBr3 D. AlI3 11.关于Al2Cl6分子结构的叙述错误的是( ) A. 每个铝原子采用SP3杂化 B. 分子中存在氯桥键