高中化学竞赛-《元素化学》综合练习1-5

元素化学综合练习 1 一、 和 （过二硫酸根离子）结构中，硫原子均位于由氧原子组成四面体的中心，且所有原子的最外层电子均满足 8 电子结构。已知 中两个硫原子间存在过氧键， 有强氧化性。 分步水解产生过氧化氢。 （ 1）请在右边方框中画出 的立体结构图，分别用实心圆点 “”和空 心圆点“”描出氧原子和硫原子的位置。 （ 2 ）写出过二硫酸的结构简式，并确定氧、硫元素的化合价_ _。 （ 3）分析 有强氧化性的原因是 _。 （ 4）写出 第一步： _。 第二步： _。 二、 次磷酸（ 一种强还原性的弱酸，它能发生下列反应： 主要性质如下： 一种红棕色、难溶于水的物质； 稳定，温度超过 60 时分解成金属铜和一种气体；在氯气中能燃烧； 酸性条件下可发生反应 2= + 据以上信息，结合所学知识，回答下列问题： （ 1） X 是表示一种元素，这种元素是 _。 （ 2）反应 (a)的化学方程式为 _。 （ 3）反应 (c)的离子方程式为 _。 （ 4）反应 (b)中，当有 1氧化时，转移的电子数目为 _个。 （ 5 ）如果把 解在足量的稀硝酸中产生的气体只有 则有关反应的离子方程式为_。 三、 近年来，镁在汽车、航天、航空、机械制造、军事等产业中的应用 迅猛发展。 （ 1）新型镁合金可被大量应用于制造笔记本电脑外壳、竞赛自行车框架 等，这是由于镁合金具有 _等优 异性能。 （ 2）某研究性学习小组探究以镁条、铝片为电极，以稀 液为电 解质溶液构成的原电池（如右图所示）时发现，刚开始时，电流表指针向右偏转，镁 条做负极；但随后很快指针又向左偏转，镁条表面有极少量的气泡产生。 开始阶段，负极发生的反应是 _。 随后阶段，铝片发生的电极反应式是 _；镁条表面只有极少量的气泡产生，其原因是： 2 2e = 2 ，则镁电极发生的主要反应 的电极反应式为_。 （ 3）经研究测定，镁与不同浓度的硝酸反应，生成气体产物的含量随 度变化曲线如右图所示，溶液中的产物有 、 某同学拟用 与 100酸反应制取二氧化氮，硝酸的物质的量浓度至少为 _。 960在 1 的 完全溶解，并可收集到 224准状况下）气体，有关反应的化学方程式为 _。 四、 氯酸是一种强酸，其浓度若超过 40%就会迅速分解，产生一种比它酸性更强的酸，同时放出两种气体 的混合气体，该气体干燥后的平均相对分子量为 可以使湿润的淀粉 纸变蓝后又褪色。试写出 （ 1）氯酸分解的方程式 。 （ 2）气体与淀粉 纸反应的化学方程式 。 五、某研究性学习小组研究 氧化性，设计了如下实验： 在盛有新配制的 液的试管中滴入 2 滴 液，观察现象，然后再加入浓 液的颜色变红，但是将红色溶液放置一会儿则发现溶液由红色快速变为蓝色，并产生红棕色气体，这一奇特现象激起了同学们的好奇心与求知欲望，他们对此现象设计了探究性实验。 （ 1）甲同学认为是溶液中的 干扰造成的，大家经过理性分析，认为可以排除 干扰，理由是 。 （ 2）乙同学认为红色消失，说明 被破坏，红棕色 明了某些离子与 生了氧化还原反应，推测可能是 用。根据 C、 S、 N 的原子结构和共价键的相关知识推断 。 (3)根据乙同学的，观点，设计了实验方案 1，往浓 逐滴加入 液，实验开始时无明显现象，一段时间后溶液慢慢变红色至深红色，突然剧烈反应产生大量气泡，放出红棕色气体，而溶液红色消失变为浅绿色，溶液温度升高；继续滴入 液变为浅蓝色，最后变为无色。将产生的气体通入过量的 H)2 溶液，产生浑浊，并剩余一种非极性气体；向反应后的溶液中加入 液产生白色沉淀。 (此过程中溶液颜色 变化不必细究 ) 写出向浓 滴入 子的方程式： 。 (4)丙同学认为 还可进一步探究，设计了方案 2，向 3中分别滴加过量的氯水、溴水，溶液的红色均消失变为黄色，而加入过量的碘水时溶液的颜色基本不变。丙同学的设计意图是 。 (5)通过本次探究，可知 用 应注意 。 六、 向 水溶液通入 溶液呈微酸性，生成白色沉淀 Q(化学式 将 Q 与足量 的 l0 硫酸混合微热，生成金属单质 A、有刺激性气味的气体 B 和溶液 C。 （ 1）写出生成 Q 的化学方程式： _ （ 2） Q 晶体中呈正四面体的原子团是： _， Q 中 _(填“有”或“没有” )未成对电子； （ 3）溶液 C 的颜色是 _色的； 金属单质 A 是 _色的，其重要用途之一是 _； （ 4）写出 Q 与足量 10 硫酸混合微热反应的化学方程式： _ 七、 化学家 2006 年新制得的一种只由两种元素构成的化合物。这两种元素一种是有机 物中必不可少的，而另一种则是大气中含量最高的元素。制备 一种方法是由含锑盐 A 与一种钠盐 B 在一 定条件下发生复分解反应。盐 A 的阳离子为三角锥形，含氮质量分数约为 阴离子为 。钠盐 B 的阴离子和 等电子体。 一种高沸点的液体，含氮质量分数约为 有一定的危险性。 （ 1）与 有相同元素的二元化合物可能有着截然不同的性质，比如按照化合价一般规律组 成的最简单形式的化合物 X 在材料科学中有着特殊的研究意义。其化学式为 _。 （ 2）已知 的中心原子上的价电子都用于形 成共价键了，则 的立体构型为 _； B 的阴离子的立 体构型可能为 _； （ 3） B 与 合，点燃后产生相当慢的爆炸，分两步进行反应，首先是 B 分解，产生金属和一种气体； 该金属再与 应，释放出一种气体，同时得到两种用一般点燃法无法制备的金属氧化物。请写出可能发 生反应的化学方程式： _ _ (4)硝化甘油是丙三醇与硝酸形成的酯，它分解能释放氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气。请写出反应的化学方程 式，并配平： _ 。化甘油与 B 均易发 生爆炸反应的主要原因是： _ _。 八、艾哈迈德泽维尔因在飞秒化学反应动态学研究中突出贡献，而获得 1999 年诺贝尔化学奖。利用飞秒技术，人们可直接测量在化学反应中 最短寿命的过渡态。人们发现在飞秒化学领域中，有一种无机物 (白色钠盐 )有关实验是带有转折性的范例，为飞秒化学动态学建立了若干新概念。 已知： 于水呈中性。在 水溶液中滴加碱性盐 液时，溶液变成棕黄色。若继续加过量 液，溶液又变成无色。 液与 液变成棕色浑浊。 液与 液作用，有黄色沉淀析出。 浓盐酸反应，有黄绿色刺激性气体生成。此气体同冷 液作用，可得到含 溶液。 在 粒的反应中 (如右图所示 )。用 飞秒化学实验结果，人们首次证明有化学键的共振行为。在实时观测中发现，化学键的转化是沿反应坐标从共价键到离子键 (曲线 1、 2，文献报道 从此实验，人们可以得到动态学的若干关键参数，如化学键断裂的时间、共价键 /离子键的偶合量值，反应轨迹的分支等。问题： （ 1） 核间距为多少时，有成钠原子分离 ? _ （ 2） 是何种物质 ? _ （ 3）写出下列反应的化学方程式： _ _ _ 九、38)( 1043 ( ( 1063 = =理含铬（）废水的一种方法是用 铬（）还原为铬（）並同时转化为铁氧 体 2 为了把废水中 原并转化为铁氧体 2 ，至少需加 量 多少倍的 7体？ 如果含铬废水为酸性，按铬（）在废水中 实际存在形式，计算还原反应的 在何范围？（其它离子浓度均按标准状态计算） 沉淀出组成和铁氧体相当的沉淀， 在 8 10 间进行 ,为什么 ? 参考答案（ 1） 四、 (1)2615+8+102)22. 20、 （ 1）体系中 出说明 量，不可能在溶液中残留有 （ 2 分） （ 2） S C N （ 2 分） （ 3） 2+22+20H+ 24+2+22+103 分 ） （ 4）验证 的还原性强于 、 而弱于 I （ 2 分） （ 5）加入的氧化剂不能过量（ 2 分） 六、 (1) 2+3(2 分 ) (2) (1 分 ) 没有 (1 分 ) (3) 蓝 (1 分 ) 紫红 (1 分 ) 作导线 (1 分，其他合理答案亦可 ) (4) 2u+(2 分 ) 七、 (1) 1 分 ) (2) 正八面体 (1 分 ) 直线形 (1 分 ) (3) 2(2 分 ) 102O+52 (2 分 ) (4) 4 6+12+10 (2 分 ) 他们的分解产物中都有 氮分子中有叁键 ， 形成时要放出大量的热 ， 以致于产生的气体迅速膨涨 ， 引起爆炸 (2 分 ) 八、 (1) (1 分 ) (2) (1 分 ) (1 分 ) (3) 22O= 分 ) 22+2(2 分 ) 2O (2 分 ) 九、 1. 3 + 6H = + 3 + 3 3 3278/100=2 分 ） 按铁氧体组成需 23 （ + ） 1 由上式得 1 生 1 、 3 , 因此需 2 2 2278/100=以至少需加 （ =质量的 2 分 ） 首先保证 不沉淀 162 （ 1分 ） 因 受 H 影响 ,必须保证 在 =上 10 5 （ 2 分 ） 所以 应小于 （ 1 分 ） 较高 ,保证 能够完全沉淀 ,但 又不能太高 ,防止 H)3 将溶解生成 H) 4 ， 因此控制 8 10 。 （ 2 分 ） 元素化学综合练习 2 一、 汞蒸气有毒 ,为了检查室内汞含量是否超标 ,可用含某一化合物 A 的试纸悬挂于室内 ,室温下若三小 时内试纸变色 ,则表明室内汞超标。化合物 难溶于水 ,其阳离子在水中不稳定 ,可发生歧化反应 , 歧化产物之一可与 A 的阴离子作用並 生成化合物 A 。 为 键型 。 2. A 的阳离子在水溶液中的歧化反应 。 3. 歧化产物之一与 A 的阴离子反应 。 4. 检测汞蒸气时，試纸颜色由 色变成 色。其反应方程式为： 。 二 、 二氯化钯是乙烯氧化制乙醛的工业催化剂 ,这是一种重要的配位络合催化反应。 两种结构形式，即 - - 。 - 扁平的链状结构， - 以 结构单元。在这两种结构中钯（）都具有正方形配位特征。试画出结构的示意图。 酸溶液中可生成 4 ， 4 络合乙烯生成 2 络离子。 处于四边形的中央，问：（ 1）该络离子的 是以什么杂化形式。（ 2）该络离子中 之间形成的是什么键，试画出该络合的结构示意图。 鉴定体系中 存在（写出反应式） 。 三 、 40 年前，美国 学的， 授实验室中的研究人员 意中将圣诞节晚会上用过的蜡烛扔进 X 与 混合溶液中， 1图显示该溶液中竟然稳定的存在 叔 丁基碳正离子，实在魔力无穷，于是将此类溶液命名为 即魔酸或超强酸，其酸性比 100%浓硫酸强几千亿倍。 X 可由 发烟硫酸在 523K 下反应，经蒸馏制得， X 中含 F 元素为 19%， 1、 液态的 X 中存在自偶电离平衡，写出电离的方程式 2、 X 与 B( 作用，可以得到产物 Y 和一种常见酸 Z， Y 为平面结构，写出反应方程式 3、 应得到产物 W， W 在碱性条件下水解可得到 X， X 进一步水解可以得到两种常见酸 Z 和 E。写出涉及的三个反应方程式 丁醇溶于 X 与 成的超强酸中，可形成稳定的 叔 丁基碳正离子，试用方程式表示此过程。在水溶液中 叔丁基碳正离子能稳定存在吗？ 四、 以下是某一类重要的铂配合物的生产方法，用 节氯铂酸溶液至 2, 煮沸 2 小时，冷却到室温，缓慢滴加硝酸溶液，调节 5，得到黄色沉淀（ A），洗涤，干燥后备用。原子吸收光谱测量配合物（ A）中铂含量为 失重分析实验得到两个阶段， 120 - 300 之间失重为 300 1 写出该铂配合物的化学式和合成该配合物的方程式。 2 通过计算，写出第一次失重和第二次失重后的含铂产物的化学式。 3 X 射线电子能谱分析表明，该配合物中存在两种 ，试画出该配合物的结构 五 、 软锰矿是最重要的锰矿石，主要成为为 但在工业上有重要用途，如合金工业，干电池制造等等，在中学化学中也用途广泛，如制备氧气，氯气的催化剂。为了分析软锰矿中 含量，科研人员称取 锰矿矿石，与氧化剂 和，在 质中加强热，得到一种绿色的化合物，加水溶解，通 到紫红色溶液和黑色不溶物，过滤，用 的 标准溶液滴定该溶液，用去 认为软锰矿中的杂质不参与反应 ) 1 写出上述过程中涉及的反应方程式 2 操作中通 目的 是什么？ 3 计算该软锰矿中 含量 。 六、化学物质的制备方法种类繁多，千差万别，下面涉及到几种物质的制备。请回答提出的问题： 1 原子序数小于 10 的几种元素组成的两种气态化合物分子式均为 式，将他们在常温下通入真空瓶中，生成一种白色粉末，除此之外没有其他生成物，试推断生成该白色化合物的反应方程式。 2 为了得到铬 ( )的乙二胺 (合物，我爱奥赛网的一位网友在 水溶液中边搅拌边加入乙二胺，结果得到一种灰蓝色的沉淀，沉淀中并无乙二胺配体。试用方程式解释实验现象，并提出实验的改进方法 3 某些羰基化合物也可以由氧化物与 铁为同一族的锇的四氧化物与 出反应方程式 七、化合物 A 能发生如下列框图的转化关系（ 含相同元素）， 化合物 A 是一种黑色固体，不溶于水、稀醋酸 及稀 液中，而易溶于热 液中，红色沉淀 可溶于热 判断框图中AJ 各物质中该元素的主要存在形式 的化学式。 热盐酸 水稀释 黑色固体 A 蓝色沉淀 J 绿色溶 液 B 土黄色溶液 C 白色沉淀 D 无色溶液 E 溶于 氨水 煮沸 铜丝 过滤 强热 A B C D E F G H I J 八、 为了减少污染，使实验绿色化，学生按下列操作做一个实验： 在一块下衬白纸的玻璃片的不同位置分别滴加浓度为 L 1 的 淀粉溶液）、 酚酞）、 液各 1 滴， 每种液滴彼此分开，围成半径小于表面皿的圆形（如右图所示），在圆心处 放置2 粒芝麻大小的 体，盖 好表面皿。 打开表面皿，向 体滴加一滴浓盐酸，再立即将表面皿盖 好，试描述反应的现象，并写出相应的化学方程式。 e 处： ； a 处： ； b 处： ； c 处： ； d 处： 。 九、 十、 参考答案（ 2） 一、 为 （ 1 分）键型 共价键 （ 1 分）。 2. A 的阳离子在水溶液中的歧化反应 2 = + 。（ 1 分） 3. 歧化产物之一与 A 的阴离子反应 2 + 4I = 2+ 。（ 1 分） 检测汞蒸气时，試纸颜色由 白 色变成 红 色。（ 2 分）其反应方程式为： 4 = + 2 。（ 2 分） 二、 1. （ 2 分） （ 2 分） 2.（ 1） 1 分） （ 2） （ 3 分） 3. + + 2 （ 2 分） 黑色 三、 1、 2 + (1 分 ) 2、 B( + 3 3 (1 分 ) 3、 (3 分 , 每个一分 ) 4. （ 3 （ 3 （ 3C+(2 分 ,方程式表达意思对即可 ) 不能稳定存在，易被水溶剂化，或和水结合，或水解 四 、 1、 H)6 或 ( 2 3 五、 1 3 6 3 3 2 + 2 4 3 2 2 + 2 5+ 8H+ = + 5+ 4 （ 3 分 ， 各 1 分 ） 使锰酸根歧化 （ 2 分） + 1 1 2/3 10/3 + 1 10/3 = （ 4 分 ） 六、 1、 3B （ 2 分 ）（ 或写成 3B 给分 ） 2、乙二胺水溶液为碱性，铬 ( )易发生水解 2O)63+ + 3= H)3 + 3+ 3或反应物写成 生成物为 给分（ 2 分） 改进方法：用 无水盐，以乙醚（其他合理有机溶剂亦可）为溶剂，加入乙二胺搅拌（ 2分） 3、 9=O)5 + 4（ 2 分） 七、 A： B： C： D： E： +; F： 2+; G： N)2-; H： I： 2O)62+; J： H)2 八、 九、（ 1） 66 6 32 分） +2 分） （ 2）操作 I 和操作 是过滤（ 1 分） 操作 操作 V 都是晶体洗涤（ 1 分） （ 3）母液全部滤出后，再在滤纸上加蒸馏水至恰好浸没晶体，静置让其滤出。重复操作出 23次，以除去晶体表面的杂质（ 2 分） （ 4）必须保证 全部反应，防止生成 淀（ 2 分） 十、 （ 1） B 是 H)3， D 是 F 是 个化学式 2 分） （ 2）铬铁矿 A： 4+8 1 分） 1 分） 或 ： 4+100 2 分 ） E F： 4 2 分 ） 元素化学综合练习 3 一、 到一种二元化合物 A，元素分析可知， A 中含 S 元 素 A 进行如下反应： A 在 加 S B（含 B 元素 N 元素为 C（含 S 元素 C（含 S 元素 A、 B、 C、 D 的分子量范围在 150 190 之间，各元素含量都是质量分数。试回答下列各问题： 写出 A、 B、 C、 D 的化学式。 写出生成 A 的化学方程式。 写出 A B 的化学方程式。 D 与一种无色液体（该液体是由常见的红棕色气体在加压下形成的）为等电 子体，但 D 与无色液体的几何构型完全不同，试画出 D 的最稳定的 构式。并说明它是最稳定 构式的理由。 （ 5）在 D 的最稳定的 构式中， S 原子的电子构型分别是多少？从电子构型看， D 属于哪一类化合物？ 二、 A 是一种盐。它能发生下列转化（某些次要的生成物已略去）。其中 B 是红棕色固体， J 是不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀。 请回答下列问题： 写出 B、 D、 J、 B ， D ， J ， I ； 写出反应的化学方程式，并注明反应条件： ； 工业上用水、氧气和黄铁矿作用制取 A，同时得到 E，写出此过程的化学方程式： 。 三、高温超导材料的研究是 21 世纪材料领域的热点问题， 系一直是此领域的研究重点之一。将钇 (Y)、钡、铜的氧化物按一定的物质的量之比混合 (Y 为 B 族元素 )，再经高温煅烧可得到复合氧化物 ，实 验证明：该物质具有超导性能，其零电阻温度可达 90K，化学式中的 大小与超导性能密切相关。有一种观点认为的产生源于体系中产生了 。 经测定一般不大于 此推算， 占物质中总铜量的质量分数最大为多少？ 已知可用间接碘量法测出体系中 的质量分数，该法涉及