主要参考文献习题解析.PDF

三、 习题解析 363 ８９ Ac～ １０２ No 共２８ 种元素。 　 　 早在２０ 世纪 ７０ 年代，国外书刊的周期表中已采用了上述镧系、锕系的界 定。 近十几年来，国内也开始采用了这种界定。 并且，国内外采用这种界定方式 的越来越多，逐渐被普遍接受。 主要参考文献 　 　 JensenWB． ThePositionsof Lanthanum （Actinium） and Lutetium （Lawrencium） in the Periodic Table． J Chem Educ，１９８２ ，５９ （８） ：６３４． 三、 习题解析 　 　 1（18 1）畅 选择一种镧系金属，写出其与稀酸反应的方程式，并用有关电极 电势和镧系元素形成最稳定氧化态的规律说明所得结论。 譟 ３ ＋ 譟 　 　 解： 镧系金属的 EA B ３ （Ln ／Ln） ≤ － １畅９８ V，E （Ln（OH） ／Ln）从镧为 － ２畅９０ V依次增加到镥的－ ２畅７２ V。 这表明镧系金属在酸性和碱性溶液中都 是较强还原剂，其还原能力仅次于碱金属，远比铝、锌的还原能力强。 镧系元素 ０ ７ １４ 的特征氧化值为＋ ３（ 由４f ，４f ，４ f 的电子构型相对比较稳定，使得镧系中某些 元素的＋ ２ ，＋ ４ 氧化值物种也是稳定的） 。 因此，它们与稀酸反应除生成氢气 ３ ＋ 外，以生成Ln 产物为特征。 例如： ＋ ３ ＋ ２ ２La（s） ＋ ６H （aq） ２ La （aq） ＋ ３H （g） 　 　 2（18 2）畅 在镧系元素中哪几种元素最容易出现非常见氧化态，并说明出现 非常见氧化态与原子的电子层构型之间的关系。 　 　 解： 镧系元素的常见（又称特征）氧化态为＋ ３ ，除此之外，为非常见氧化态。 镧系元素中 Ce，Pr，Tb 还有＋ ４ 氧化态，Sm，Eu，Yb 还有＋ ２ 氧化态。 这与它们 ４ ＋ ０ ４ ＋ ７ ２ ＋ ７ ２ ＋ １４ ０ 的电子构型有关。 例如，Ce （４f ） ，Tb （４f ） ，Eu （４f ） ，Yb （４f ） 。 ４f ， ７ １４ ４ ＋ １ ４f ，４f 均属稳定的电子构型，相应各物种能够稳定存在。 然而，Pr （４f ） ， ２ ＋ ６ ０ ７ Sm （４f ） ，不属于f ，f 等稳定的电子构型，这表明了电子构型是影响物种稳定 存在的重要因素，而不是惟一因素。 　 　 3（18 3）畅 根据有关化学性质的知识推测铈和铕为什么在离子交换等现代 分离技术发展起来之前是镧系元素中最易分离出来的元素？ 　 　 解： 由于镧系元素化学性质极为相似，分离困难，目前多采用离子交换法和 溶剂萃取法。 但铈与铕可用化学方法分离出来，必须依据两者化合物的特殊性， 364 第十八章　 f 区元素 特别是铈、铕与共生元素的性质上的差别。 １ １ ２ ３ ＋ ４ ＋ ４ ＋ 　 　 铈具有４f ５d ６s 的电子构型，除能形成Ce 外，还能形成Ce ；Ce 在水 ４ ＋ ３ ＋ 溶