【化学竞赛试题】2001-2010年十年化学赛题重组卷答案14（元素化学）

2001-2010年十年化学赛题重组卷14 元素化学【初赛要求】1、离子方程式的正确书写。2、卤素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、锡、铅、硼、铝。碱土金属、碱金属、稀有气体。钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、银、金、锌、汞、钼、钨。过渡元素氧化态。氧化物和氢氧化物的酸碱性和两性。常见难溶盐。氢化物的基本分类和主要性质。常见无机酸碱的形态和基本性质。水溶液中的常见离子的颜色、化学性质、定性检出（不使用特殊试剂）和分离。制备单质的一般方法。【决赛要求】元素化学描述性知识达到国际竞赛大纲三级水平。Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo1.008Zr NbMo Tc RuRhPdAgCdInSnSbTe I Hf TaW Re OsIrPt AuHgTl PbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLaLu-6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.322322644.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6210210210 126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrXeRn元素周期表RfDbSgBhHsMt2009年第3题 (5分) 用化学反应方程式表示：3-1 用浓氨水检查氯气管道的漏气；(1) 2NH3 + 3Cl2 = N2 + 6HCl (2) NH3 + HCl = NH4Cl (白烟)每个反应式各1分，不配平不给分 (2分)合并成一个反应也得分。得到N2 得1分，得到NH4Cl得1分。3-2 在酸性介质中用锌粒还原离子时，溶液颜色经绿色变成天蓝色，放置后溶液又变为绿色。(1) 3Zn +Cr2O72- + 14H+ = 3Zn2+ + 2Cr3+(绿) + 7H2O (2) Zn + 2Cr3+ = Zn2+ + 2Cr2+(天蓝)(3) 4Cr2+ + O2 + 4H+ = 4Cr3+(绿) + 2H2O 或2Cr2+ + 2H+ = 2Cr3+(绿) + H2每个反应式各1分，不配平不给分 (3分)2000年第7题（5分） 最近，我国某高校一研究小组将0.383g AgCl，0.160g Se和0.21g NaOH装入充满蒸馏水的反应釜中加热到115，10小时后冷至室温，用水洗净可溶物后，得到难溶于水的金属色晶体A。在显微镜下观察，发现A的单晶竟是六角微型管（如右图所示），有望开发为特殊材料。现代物理方法证实A由银和硒两种元素组成，Se的质量几近原料的2/3；A的理论产量约0.39g。1写出合成A的化学方程式，标明A是什么。（3分）4AgCl3Se6NaOH2Ag2SeNa2SeO34NaCl3H2O (2分)A 是Ag2Se（1分）2 溶于水的物质有哪些？ NaCl、NaOH、Na2SeO3、Na2S（2分，Na2Se独得1分）注：Na2Se是由于原料中过量的Se歧化产生的。2002年第6题（8分） 化合物A俗称“吊白块”，年产量上万吨，主要用于染色工艺，具还原性和漂白性，对热不稳定，有毒。近年报道，我国一些不法商人违章地将A添加到米、面、腐竹、食糖等食品中增白，导致多起严重食物中毒事件，如某地曾发生五所学校400余名学生食用含A食品一次性中毒事件。已知： 固体A2H2O的摩尔质量为154g/mol； A的晶体结构及其水溶液的电导证实A是钠盐，每摩尔A含1摩尔钠离子。 A在水中的溶解度极大，20饱和溶液A的质量分数达45%。 A的制备方法之一是，在NaOH溶液中分甲醛与Na2S2O4（连二亚硫酸钠）反应（摩尔比11），反应产物为A和亚硫酸钠。 A在化学上属于亚磺酸的衍生物，亚磺酸的通式为RSO2H，R为有机基团。1画出A的阴离子的结构（简）式。MA32316311223118 11836154（或HOCH2SO2或或等）（3分） 2写出上述制备A的“分子方程式”。 Na2S2O4CH2ONaOHHOCH2SO2NaNa2SO3 （3分）（或Na2S2O4CH2ONaOHHOCH2SO2NaNa2SO3或Na2S2O4CH2ONaOHNaSO2CH2OHNa2SO3）注：写不写结晶水都可以3给出A的化学名称。“羟甲亚磺酸钠”（或“羟甲基亚磺酸钠”）（2分）北京2007年第五题（共10分） Si3N4是一种新型陶瓷。请写出下列制备方法的反应方程式（1）SiH4和NH3反应：3SiH4 + 4NH3 = Si3N4 + 12H23SiO2 + 2N2 + 6C = Si3N4 + 6CO（若产物为CO2要扣一定分。另，只写一种制备方法也不扣分。）（2）Si3N4分别和浓H2SO4、KOH（熔融）的反应方程式（都不是氧化还原反应）：Si3N4 + 2H2SO4 + 9H2O = 3H2SiO3 + 2(NH4)2SO4（产物为H4SiO4、SiO2均可） Si3N4 + 6KOH + 3H2O = 3K2SiO3 + 4NH3 （3）按lewis酸碱理论，给出电子对的物质是碱；接受电子对的物质是酸，请写出Ca3N2（碱）和Si3N4（酸）间的反应方程式： Ca3N2 + Si3N4 = 3CaSiN2（产物为Ca5(SiN3)2也可，需配平）2009年第2题 (6分) 下列各实验中需用浓HCl而不能用稀HCl溶液，写出反应方程式并阐明理由。2-1 配制SnCl2溶液时，将SnCl2(s) 溶于浓HCl后再加水冲稀。 SnCl2 + 2HCl = SnCl42- + 2H+ 不配平不给分 (1分) 浓HCl的作用是形成SnCl42-，可防止Sn(OH)Cl的形成，抑制SnCl2水解。 (1分)写配平的水解方程式，加浓盐酸平衡向左移动，抑制水解 也得分2分 2-2 加热MnO2的浓HCl溶液制取氯气。 MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O 不配平不给分 (1分)加浓HCl利于升高MnO2的氧化电位，降低Cl-的还原电位，使反应正向进行。表述为提高MnO2 氧化性，同时提高HCl 还原性，也可以。二个理由各0.5分 (1分)2-3 需用浓HCl溶液配制王水才能溶解金。Au + HNO3 + 4HCl = HAuCl4 + NO + 2H2O (1分)加浓HCl利于形成AuCl4-，降低Au的还原电位，提高硝酸的氧化电位，使反应正向进行。表述为提高Au的还原性，提高硝酸的氧化性，有利于反应向右进行，也得满分。二个理由各0.5分 (1分)北京2007年第四题（共9分） S和Na2SO3溶液反应生成Na2S2O3。另一种制备Na2S2O3的方法是：持续通SO2入Na2S和Na2SO3的混合液，不久有黄色沉淀生成，沉淀量逐渐增多，溶液pH相应下降，反应方程式： 2SO2 + 2HS = 3S + SO32 + H2O * （2分）（*在pH 7时生成S，所以不宜写成H2SO3 + 2H2S = 3S + H2O，若写成此式建议扣0.5分。），而后沉淀量减少并消失成无色溶液得Na2S2O3，此时溶液pH7。反应方程式： S + Na2SO3 = Na2S2O3 * （2分）（*问题是制备Na2S2O3，若写成SO32 + S = S2O32不扣分。）。继续通入SO2，又有黄色沉淀生成，反应方程式为： S2O32 + 2H = S + H2SO3 （2分） 。原混合物中Na2S和Na2SO3的物质的量比为 1：2 （1.5分） ，生成Na2S2O3最有利。若用Na2S和Na2CO3混合液为原料，通入SO2制备Na2S2O3，方法和现象同上，原料液中Na2S和Na2CO3最佳物质的量比为 1：2 （1.5分） 。2005年备用第5题（10分）氯化钯是一种重要的催化剂，在石油化工和汽车尾气转化中应用广泛，从工业废料中提取钯通常得到的物料是二氯二氨合钯，然后再用复杂的工艺得到氯化钯，并且环境污染严重，转化率低。2005年有人报道制取的新工艺，过程较简单，无污染，直收率99%，产品纯度99.95%。1在二氯二氨合钯中加入一定量的水和盐酸，加热至100得澄清溶液A。写出该反应的化学方程式：Pd(NH3)2Cl22HCl(NH4)2PdCl4 （2分）2于上述A的热溶液中加入一定量的氯酸钠溶液，继续加热溶液有气体逸出，得溶液B，写出该反应的化学方程式，此时钯以何形式存在？6ClO310NH43Cl25N218H2O4H（2分）钯以H2PdCl4形式存在（1分） 3在溶液B中加入10% NaOH溶液调节pH10，保持溶液温度在100左右得沉淀C。如溶液PH10，上清液中钯含量升高。分别写出溶液B中生成沉淀C及上清液中钯量又升高的化学反应方程式。 H2PdCl44NaOHPd(OH)24NaCl2H2O（2分）过量NaOH与部分Pd(OH)2发生反应：Pd(OH)22NaOHNa2Pd(OH)4（2分）4 在C中加入浓盐酸加热至100浓缩直至蒸干，再在120下烘5小时。写出发生的化学反应方程式。 Pd(OH)22HClPtCl22H2O（1分）2001年第6题（8分） Mn2离子是KMnO4溶液氧化H2C2O4的催化剂。有人提出该反应的历程为：Mn（）Mn（）Mn（）Mn（）Mn(C2O4)n32nMn2CO2请设计2个实验方案来验证这个历程是可信的（无须给出实验装置，无须指出选用的具体试剂，只需给出设计思想）。 1对比实验：其一的草酸溶液中加Mn2+离子，另一不加。在滴加KMnO4溶液时，加Mn2+者反应速率快。（4分）2 寻找一种试剂能与Mn(VI)、Mn(IV)或Mn(III)生成配合物或难溶物；加入这种试剂，反应速率变慢。（4分）（注：表述形式不限。其他设计思想也可以，只要有道理都可得分。）2010年第6 题（8分） 在我国青海、西藏等地有许多干涸盐湖盛产一种钠盐Q。Q为一种易溶于水的白色固体。Q的水溶液用硫酸酸化，得到弱酸X。X为无色小片状透明晶体。X和甲醇在浓硫酸存在下生成易挥发的E。E在空气中点燃呈现绿色火焰。E和NaH反应得到易溶于水的白色固态化合物Z（分子量37.83）。B4O5(OH)42- + 3 H2O + 2 H+4 H3BO3 写B4O72-配平的方程式也得满分。 (1分)6-1写出由Q得到X的离子方程式。6-2 写出X在水中的电离方程式。B(OH)3 + H2O B(OH)4- + H+ (1分)6-3 写出X和甲醇在浓硫酸存在下生成E的化学方程式。B(OH)3 + 3 CH3OH B(OCH3)3 + 3H2O (1分)6-4 写出E燃烧反应的化学方程式。2 B(OCH3)3 + 9 O2B2O3 + 6 CO2 + 9 H2O (1分)6-5 写出由E和NaH制备Z的化学反应方程式。 B(OCH3)3 + 4 NaHNaBH4 + 3 NaOCH3 (1分) 6-6 Z在水溶液里的稳定性与溶液pH有关，pH越大越稳定。为什么？水溶液的pH越大，H3O+越低，BH4- 和H3O+ 的反应越难，因而NaBH4越稳定。 (1分)6-7近年来，用Z和过氧化氢构建一种新型碱性电池已成为热门的研究课题。该电池放电时，每摩尔Z释放8摩尔电子，标准电动势大于2 V。写出这种电池放电反应的离子方程式。 BH4- + 4 H2O2 B(OH)4- + 4 H2O (2分)2010年北京第6题（ 13 分）铜有如下的标准电极电势(E/V)图：且Cu(NH3)42+的累积稳定常数为2.11013。则：（1） Cu(NH3)2+的累积稳定常数(填 、 或 =) 2.11013；（1分）（2） 无色的Cu(NH3)22SO4、NH3混合溶液常用于气体中的氧含量分析。a）写出混合液与氧气发生反应的离子方程式；指出混合液怕酸的原因是(用离子方程式表示) 4Cu(NH3)2+ + O2 + 2H2O + 8NH3 = 4Cu(NH3)42+ + 4OH- 2Cu(NH3)2+ + 4H+ = Cu2+ + Cu + 4NH4+ （4分）b) 为保存混合液不因密封性不好而变色，会在其中放一些铜屑，此做法的理由是：如万一密封性不好，体系中进入少量空气，会发生部分Cu(NH3)2+氧化成Cu(NH3)42+的反应，加入铜屑，Cu可把Cu(NH3)42+ 还原成Cu(NH3)2+。即：Cu(NH3)42+ + Cu = 2 Cu(NH3)2+ （3分）（3）对于Cu(NH3)42+，中心形成体采用的杂化轨道是dsp2 ，其显色的原因是二价铜的电子构型是3d 9，可以d-d跃迁，它的溶液在外磁场中能否增重能 （填能或否）（3分） 。（4）向Cu(NH3)4SO4溶液中加入过量的KI硫酸溶液，则发生反应的化学方程式为： 2Cu(NH3)4SO4 + 5KI + 4H2SO4 = 2CuI+ KI3 + 2K2SO4 + 4(NH4)2SO4 （2分） 北京2009年第3题（8分）称取2.379 g金属化合物（化学式为MaXbcH2O），用过量SOCl2（bp 78C）脱去其结晶水，得到MaXb，逸出气体（过量SOCl2已冷冻除去）溶于HCl和H2O2的混合液，加沉淀剂得到14.