高中化学竞赛题铬族及其化合物整理Word文件下载.docx

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Cr2（SO4）3⑤K3Cr（SO4）3⑥KCr3（SO4）5

A①③B②⑥C①④D③⑤

．在特定条件下，K2CrO4与H2O2发生氧化还原反应，生成化合物A，A中含有Cr17.49%，K39.46%，则A的化学式为，A中Cr的氧化数为，A在化学性质上最大的特点为，K2CrO4与H2O2反应的离子方程式为。

．写出铬铁矿（FeO·

Cr2O3）与碳加热反应的化学方程式

．已知在水溶液中Cr2O72－离子呈橙色，CrO42－离子呈黄色，Cr3＋离子呈绿色，当K2Cr2O7，晶体溶于水时，存在下列平衡：

Cr2O72－＋H2O

2CrO42－＋H＋

（1）往K2Cr2O7溶液中滴加H2SO4溶液时，观察到的现象是；

（2）再往上述所得溶液中通入H2S气体，观察到溶液呈绿色，并有黄色沉淀生成，此反应的离子方程式是；

（3）另取一部分K2Cr2O7溶液，往其中滴加NaOH溶液，其现象是，这时原溶液中数目减少的离子是。

．某工厂生产中产生含Cr2O72－酸性工业废水。

Cr是严重的致癌物质，绝不允许随意排放。

一种治理含Cr2O72－酸性工业废水的方法是向废水中加入适当的NaCl，用Fe作电极进行电解，Cr2O72－被还原为Cr3＋然后生成Cr（OH）3沉淀除去，废水则可以达到排放标准。

请回答下列问题：

（1）电解时发生的电极反应为：

阳极反应：

_____________________________________________________

阴极反应：

（2）写出Cr2O72－转变为Cr3＋的离子方程式：

（3）与Cr（OH）3沉淀同时生成的沉淀还有____________。

（4）电解过程中这些沉淀是怎样产生的？

B组

．对于由CrO42－转化为Cr2O72－的下列各叙述中，正确的是

A这是Lewis酸碱反应B这是氧化还原反应

C加酸，该反应向右移动D加酸，该反应向左移动

．CrO5中的Cr为＋6价，假如CrO5为共价化合物，则其分子结构示意图为

A

B

C

D

．在CrCl3和K2CrO4混合的起始液中加入足量NaOH，浓度最大的离子对是

ACr3＋和Cr2O72－BCr（OH）4－和Cr2O72－

CCr3＋和CrO42－DCr（OH）4－和CrO42－

．请完成Na2O2与NaCrO2的反应。

．铬（Cr）位于周期表中ⅥB族元素，化合价可以是O→＋6的整数价态。

H2CrO2可写成（HO）2O2Cr，它与NaOH反应可看作羟基H被NaOH中的Na＋所取代，成为（NaO）2O2Cr，其结构式可写成右图形式。

试回答下列问题：

（1）今有一铬化合物，化学式为Na3CrO8，请确定Cr的化合价，并画出它的结构式；

（2）某含氧酸的化学式为H2XO2n－1，其相对应价态的X氧化物可能是

AX2OBXO2CXO3DX2O7

．把1.000g钨酸钠（Na2WO4·

2H2O）加到50mL水中，又加入0.8g锌粒，并加热，不发生反应。

再加入75mL3mol/L硫酸，反应立即发生，生成一种蓝色化合物。

用0.044mol/L高锰酸钾溶液滴定这种蓝色化合物，使它氧化成一种黄色化合物，共用了8.33mL高锰酸钾溶液。

这种蓝色化合物的化学式是，黄色化合物的化学式是，锌与钨酸钠的反应必须在酸性溶液中进行是因为。

．有一系列单独的固态有色物质，它们都含有同样的一种元素。

写出实现如下转变的反应方程式及进行反应和分离产物的条件。

每一转变可进行1～3步。

．在硫酸铬溶液中，逐滴加入氢氧化钠溶液，开始生成灰兰色沉淀，继续加碱，沉淀又溶解，再向所得溶液中加溴水，直到溶液的绿色转为黄色。

写出各步的化学方程式。

．将黄色晶体A溶于水后通入SO2得到绿色溶液B。

向B中加入过量的NaOH溶液得到绿色溶液C。

向C中滴加H2O2得到黄色溶液D。

将D酸化至弱酸性后加入Pb（NO3）2有黄色沉淀E生成。

向B中加入氨水至过量有沉淀F生成。

过滤后将F与KClO3和KOH共熔又得到A。

请确定各字母所代表的物质。

．暗绿色固体A不溶于水，将A与NaOH固体共熔得到易溶于水的化合物B。

将B溶于水后加入H2O2得到黄色溶液C。

向C中加人稀硫酸至酸性后转化为橙色溶液D。

向酸化的D溶液中滴加Na2SO3溶液得到绿色溶液E。

向E中加入氨水得到灰蓝色沉淀F，再加入NH4Cl并微热则F溶解得到紫红色溶液G。

请确定各字母所代表的物质并写出有关反应的化学方程式。

．A的水合物为紫色晶体，向A的水溶液中加入Na2CO3溶液有灰蓝色沉淀B生成。

B溶于过量NaOH溶液得到绿色溶液已向C中滴加H2O2得到黄色溶液D。

取少量D经醋酸酸化后加入BaCl2溶液，则析出黄色沉淀E。

将D用硫酸酸化后，通入SO2得到绿色溶液F。

将A的水溶液加入硫酸后，加入KI溶液经鉴定有I2生成，同时放出无色气体G。

G在空气中逐渐变为棕色。

．橙红色晶体A受热剧烈分解得到绿色固体B和无色、无味的气体C。

C与KMnO4、KI等均不发生反应。

B不溶于NaOH溶液和盐酸，将B与NaOH固体共熔后冷却得到绿色固体D。

D溶于水后加入H2O2得到黄色溶液E。

将A溶于稀硫酸后加入Na2SO3得到绿色溶液F。

向F中加入过量NaOH溶液和溴又得到E。

请确定各字母所代表的物质，并写出化合物A分解反应的化学方程式。

．生产重铬酸钠的专业厂是用铬铁矿（主要成分是Cr2O3·

FeO，还有一定量的Al2O3等）为原料的，其生产过程如下：

（1）在特制熔炉中将铬铁矿和过量纯碱混合，在1100℃左右通空气进行氧化：

Cr2O3发生反应的化学方程式：

2Cr2O3＋＋3O2＝4Na2CrO4＋4CO2↑

Al2O3发生的化学反应方程式为：

（2）经过上述过程后的反应料（称熟料），冷却后用水浸取，其中可溶性物质主要有，不溶性杂质经过滤除去。

（3）为除去滤液中的铝元素，用稀硫酸将溶液pH调节为7～8，其反应的离子方程式为

（4）除去铝元素后的滤液，再用硫酸调至pH为2～3，这时可得Na2Cr2O7溶液，其反应方程式为：

Na2CrO4＋H2SO4＝。

通过蒸发浓缩，冷却后可除去Na2SO4晶体，从而得到较纯净的Na2Cr2O7溶液。

．K2Cr2O7和H2O2在H2SO4溶液中混合时，可看到下面两个现象：

（1）混合后5～10秒内，溶液由橙色变为暗蓝色；

（2）在80～150秒内由暗蓝色变为绿色，与此同时放出气泡与之相应的两个反应式为：

A．Cr2O72－＋H2O2→CrO5＋H2O

B．CrO5＋H＋→Cr3＋＋O2

两步反应的速率方程式分别为

rA＝K1[Cr2O72－][H2O2]

rB＝K2[CrO5]

请回答下列问题

（1）平衡A、B反应式及由A、B反应组成的总反应式；

（2）当要用K2Cr2O7溶液滴定H2O2时，请计算每cm30.020mol·

dm－3的K2Cr2O7相当于多少mmol的H2O2？

（3）蓝色中间物CrO5中的氧有哪些形式？

（4）A、B反应哪个速度快？

．完成下列各题反应方程式：

（1）氯化铬酰CrO2Cl2是红色液体，它的制备可由固体红矾K2Cr2O7与KCl混合物和浓硫酸小心加热下制得，写出制备CrO2Cl2的反应方程式。

（2）钢铁分析中为消除铬对测定锰含量的干扰，利用其生成CrO2Cl2加热挥发而除去。

将气体通入亚硫酸钠溶液吸收。

写出吸收反应方程式。

（3）Cr（Ⅵ）的化合物是有毒物，严禁在环境中滞留。

已知Cr（Ⅲ）盐的毒性只有Cr（Ⅵ）盐的0.5％，所以将废水中Cr（Ⅵ）转化为Cr（Ⅲ）是处理Cr（Ⅵ）废水的方向。

其方法有化学方法和电解法。

电解法：

将含Cr（Ⅵ）废水调至酸性，加些NaCl以提高导电率，用铁作电极材料进行电解。

阳极反应式：

。

阴极反应式：

溶液中发生反应的离子方程式：

随着电解和溶液中反应的进行，溶液pH值不断提高，所以在阴极区再发生的沉淀反应：

①．；

②．。

．铬是一种典型的过渡元素，它能形成许多色彩鲜艳的化合物，并呈现除不同的氧化态。

（1）将一种铬（Ⅲ）盐溶于水，加入过量NaOH溶液，得到一种绿色溶液A，在A溶液中添加H2O2，得到黄色的B溶液，再酸化，又得到橙色的C溶液。

写出反应方程式。

（2）在足量H3O＋离子存在下，在C溶液里再加入H2O2，呈现一种深蓝色，该蓝色物质为CrO5，不久溶液又转变为绿色。

蓝色中间物CrO5的结构简式如何？

C生成CrO5的反应是否为氧化还原反应？

当用C溶液滴定H2O2时，请计算每mL0.020mol/L的C相当于多少mol的H2O2？

（3）固体CrCl3·

6H2O溶于水可能有几种不同组成的配离子。

今用以下离子交换实验，测定属于哪种组成的配离子。

实验将含0.219gCrCl3·

6H2O的溶液通过H—离子交换树脂，交换出来的酸用0.125mol/L的NaOH溶液滴定，用去NaOH溶液6.57mL。

已知配离子呈八面体结构，试确定该配离子，并画出它的所有可能结构式。

．制革厂排放的污泥中约有1/3是有机物和大量的有毒元素铬（六价铬化合物水溶性很强；

三价铬化合物水溶性很低）。

一年多前，国外科学家研究一种技术，认为能较好地解决废物利用与环境污染问题。

工艺主要如下：

①．污泥与普通粘土以一定比例混合（污泥占25%～30%）后做成砖坯，在窑中850℃～950℃温度灼烧；

②．灼烧的前期，向窑中鼓人补充了氧气的空气；

③．灼烧的后期改用普通空气，且故意限制入窑空气的数量，使是缺氧状态烧制完成后，直至窑温降至200℃以下，才允许空气自由流通。

（1）前期鼓入富氧空气，起什么作用？

（2）后期限制空气流入的量，是否必要？

为什么？

．铬的化学丰富多采，实验结果常出人意料。

将过量30%H2O2加入（NH4）2CrO4的氨水溶液，热至50℃后冷至0℃，析出暗棕红色晶体A。

元素分析报告：

A含Cr31.1%，N25.1%，H5.4%。

在极性溶剂中A不导电。

红外图谱证实A有N－H键，且与游离氨分子键能相差不太大，还证实A中的铬原子周围有7个配位原子提供孤对电子与铬原子形成配位键，呈五角双锥构型。

（1）以上信息表明A的化学式为：

；

可能的结构式为：

（2）A中铬的氧化数为：

（3）预期A最特征的化学性质为：

（4）生成晶体A的反应是氧化还原反应，方程式是：

．某化学元素M，其常见化合价是＋2、＋3、＋6；

其单质银灰色，硬而脆，硬度9，熔点1857±

20℃；

立方体心晶格，原子半径1.25×

10－10米；

标准电极电位（E0M3＋/M）－0.74伏。

不溶于水、硝酸、王水，溶于稀硫酸、盐酸。

在空气中生成抗腐蚀性的致密氧化膜；

在加热条件下能与卤素、硫、氮、碳、硅、硼及一些金属化合。

主要矿物有Fe（MO2）2矿等。

M用于制备电热丝、不锈钢、特种钢等，也用于电镀。

M能形成许多色彩鲜艳的化合物，可用于做颜料；

M（Ⅲ）的氢氧化物难溶于水，可溶于强酸和强碱。

（1）M的元素符号是，列举M的＋3、＋6常见化合物各一例。

（2）利用M的原子半径，计算其单质的密度。

（3）为什么M能溶于稀硫酸、盐酸，却不溶于硝酸、王水？

（4）写出M（Ⅲ）的氢氧化物溶于强酸和强碱时的离子方程式：

（5）M有一种重要的矾，属于复盐，含有10.41%的M（Ⅲ）和7.83%的另一种金属离子。

请确定该矾的化学式。

（6）Fe（MO2）2矿在Na2CO3碱性介质中，利用高温灼烧氧化，可以实现实现M（Ⅲ）向M（Ⅵ）转化，写出化学方程式。

．铂系金属是最重要的工业催化剂。

但其储藏已几近枯竭，上小行星去开采还纯属科学幻想。

研究证实，有一类共价化合物可代替铂系金属催化剂。

它们是坚硬的固体，熔点极高，高温下不分解，被称为“千禧催化剂”（millenniumcatalysts）。

下面3种方法都可以合成它们：

①在高温下将烃类气体通过钨或钼的氧化物的表面。

②高温分解钨或钼的有机金属化合物（即：

钨或钼与烃或烃的卤代物形成的配合物）。

③在高度分散的碳表面上通过高温气态钨或钼的氧化物。

（1）合成的化合物的中文名称是______和__________。

（2）为解释这类化合物为什么能代替铂系金属，提出了一种电子理论，认为这些化合物是金属原子与非金属原子结合的原子晶体，金属原子周围的价电子数等于同周期的铂原子或钌原子的价电子数。

这类化合物的化学式（即最简式或实验式）是_______和_______。

．钨是我国丰产元素。

白钨矿CaWO4是一种重要的含钨矿物。

在80～90℃时，浓盐酸和白钨矿作用生成黄钨酸。

黄钨酸在盐酸中溶解度很小，过滤可除去可溶性杂质。

黄钨酸易溶于氨水，生成钨酸铵溶液，而与不溶性杂质分开。

浓缩钨酸铵溶液，溶解度较小的五水仲钨酸铵从溶液中结晶出来。

仲钨酸铵是一种同多酸盐，仲钨酸根含12个W原子，带10个负电荷。

仲钨酸铵晶体灼烧分解可得WO3。

（1）写出上述化学反应方程式：

A：

B：

C：

D：

（2）已知（298K下）：

WO3（s）

ΔH

＝－842.9kJ/mol

ΔG

＝－764.1kJ/mol

H2O（g）

＝－242kJ/mol

＝－228kJ/mol

问：

在什么温度条件下，可用H2还原WO3制备W？

（3）钨丝常用作灯丝，在灯泡里加入少量碘，可延长灯泡使用寿命，为什么?

（4）三氯化钨实际上是一种原子簇化合物W6Cl18，其中存在W6Cl18－nn＋离子结构单元，该离子中含有W原子组成的八面体，且知每个Cl原子与两个W原子形成桥键，而每个W原子与四个Cl原子相连。

试推断W6Cl18－nn＋的n值。

．阅读下文：

（Ⅰ）＋6价铬易被人体吸收，可致癌；

＋3价铬不易被人体吸收，毒性小

（Ⅱ）由主成分为Fe（CrO2）2的铬铁矿制红矾钾（K2Cr2O7）和铬酐（CrO3）的剩余废渣（称为铬渣），其成分为：

SiO24％～30％，Al2O35％～10％；

CaO26％～44％，MgO约1％；

Fe2O32％～11％，CrO30.6％～0.8％，K2Cr2O7约1％

（Ⅲ）铬酐和红矾钾都易溶于水，这是造成铝污染的主要原因。

它们都是强氧化剂，显酸性

（Ⅳ）一些金属氢氧化物沉淀的pH参照右表所示

回答下列问题：

（1）分别写出下列氧化物的对应水化物的化学式：

Cr2O3；

CrO3。

（2）将铭渣用水浸取，在浸出液中加入适量的绿矾加入续研的目的是什么？

（3）然后再向浸出液中加入烧碱，至pH＝4.7，过滤，再调节至5.6过滤。

两次生成的沉淀是（写化学式）：

最后滤液中所含金属离子是。

（4）将从（3）得到的滤液内加入硫酸调节至溶液呈强酸性、过滤，蒸发浓缩，得到晶体此晶体中两种主要成分是；

欲将它们精制成镁盐，采取的措施是。

．铁氧体法是处理含铬（Ⅵ）有毒废水的常用方法。

其原理是：

用FeSO4把废水中Cr2O72－离子还原为Cr3＋离子，并通过调节pH，使生成物组成符合类似于Fe3O4（铁氧体）的复合氧化物Crx3＋Fe2－x3＋Fe2＋O4。

（1）处理废水时，需加废水中铬（用Cr2O3表示）的质量多少倍的固体FeSO4？

实际处理时可能怎样？

（2）还原后，通常是控制pH＝8～10，使有关离子沉淀，为什么？

．工业上为了处理含Cr2O72－离子的酸性废水，采用以下处理方法：

①往工业废水中加入适量食盐。

②以铁作为阳极进行电解。

③鼓入空气。

经过一段时间后，使废水中含铬量降到可排放的标准。

请用已学过的化学知识解释处理含Cr2O72－离子的工业废水的原因。

注：

Fe（OH）3开始沉淀的pH为2.7，沉淀完全的pH为3.7。

Fe（OH）2开始沉淀的pH为7.6，沉淀完全的pH值为9.6，并且Fe（OH）2呈絮状，不易从溶液除去。

．用FeSO4·

7H2O处理含铬有毒废水是目前工业上常用的方法，它的优点是经过加配料比后可使最终的固体产物成为制备铁氧体复合氧化物（可用Crx3＋Fe2－x3＋Fe2＋O4表示）的原料，此原料经烧结后就得到铁氧体复合氧化物。

这是一种变害为利的方法。

（1）在pH＜4的含铬（VI）废水中，加入FeSO4·

7H2O的质量应为废水中CrO3质量的多少倍，才能使得到的固体产物符合铁氧体复合氧化物的组成？

（2）要使这些金属离子完全沉淀下来（当溶液中某种离子浓度小于10－5mol/L时，就认为该种离子已沉淀完全），对溶液的pH值有什么要求？

（提示：

难溶金属氢氧化物在水中存在如下沉淀一溶解平衡：

M（OH）n

Mn＋＋nOH－，在平衡时，溶液中离子浓度的乘积是一个常数，叫溶度积常数。

溶度积常数Ksp＝[Mn＋][OH－]n。

当溶液中组成沉淀的离子浓度的乘积大于Ksp时，就会有固体析出。

（已知：

Ksp[Fe（OH）3]＝10－37.4；

Ksp[Fe（OH）2]＝10－15）

（3）若pH过大，会有什么现象？

．使碳酸钙和未知盐A的混合物分解，生成43.2g固态混合物和7.2水，并放出13.44L（STP）（24.8g）两种气体混合物，其中一种气体B不溶于水且化学性质不活泼，用过量的水处理分解产物后，剩下15.2g不溶于水含68.5％金属（Ⅲ）的氧化物。

A盐的相对分子质量等于252，通过计算确定A盐的化学式。

（1）写出确定最简式的简要过程。

（2）写出确定化学式的简要过程。

C组

．利用还原势表推测CrO42－与过量的下列各离子反应产物：

①Fe2＋、②Zn、③Fe、④H－

．在K2Cr2O7的饱和溶液中加入浓硫酸，并加热到200℃时，发现溶液的颜色变为蓝绿色，经检查反应开始时溶液中并无任何还原剂存在，试说明上述变化的原因。

．化合物A是具有腐蚀性和挥发性的红色液体。

称取665mg化合物A使之溶于水中，溶液具有明显的酸性，此溶液约需6mmol的Ba（OH）2才能中和，同时溶液产生沉淀从过滤出沉淀，洗涤后用稀HClO4处理，沉淀B转化为一橙红色溶液C，与此同时又产生一种白色沉淀D，加入过量的KI后，用S2O32－滴定产生的I3－离子，耗去S2O32－9.0mmol，终点时生成一绿色溶液，经中和可产生翠绿色沉淀E，过滤后使E溶于过量的NaOH溶液中，形成了溶液F，再与H2O2共沸，变成黄色溶液乙酸化后进一步变成橙红色溶液H。

向H中加入少许H2O2，有蓝色I生成，静置时I又变成J并放出气体K。

试确定各符号所代表的化合物，写出相应的反应方程式。

．根据下列实验现象，写出有关反应的离子方程式。

（1）向酸性VOSO4溶液中滴加KMnO4溶液，则溶液由蓝色变为黄色。

（2）向Cr2（SO4）3溶液中滴加NaOH溶液，先有灰蓝色沉淀生成，后沉淀溶解得到绿色溶液。

再加入H2O2，溶液由绿色变为黄色。

（3）在酸性介质中，用Zn还原Cr2O72－时，溶液由橙色经绿色最后变为蓝色，放置一段时间后又变为绿色。

（4）向酸性K2Cr2O7溶液中通入SO2时，溶液由橙色变成绿色。

（5）向MnSO4溶液中滴加NaOH溶液有白色沉淀生成，在空气中放置沉淀逐渐变为棕褐色。

（6）向酸性KMnO4溶液中通入H2S，溶液由紫色变成近无色，并有乳白色沉淀析出。

．钼是我国丰产元素，探明储量居世界之首。

钼有广泛用途，例如白炽灯里支撑钨丝的就是钼丝；

钼钢在高温下仍有高强度，用以制作火箭发动机、核反应堆等。

钼是固氨酶活性中心元素，施钼肥可明显提高豆种植物产量，等等。

（1）钼的元素符号是42，写出它的核外电子排布式，并指出它在元素周期表中的位置。

（2）钼金属的晶格类型为体心立方晶格，原子半径为136pm，相对原子质量为95.94。

试计算该晶体钼的密度和空间利用率（原子体积占晶体空间的百分率）。

ρ＝；

η＝。

（3）钼有一种含氧酸根[MoxOy]z－（如右图所示），式中x、y、z都是正整数；

Mo的氧化态为+6，O呈－2。

可按下面的步骤来理解该含氧酸根的结构：

（A）所有Mo原子的配位数都是6，形成[MoO6]6－，呈正八面体，称为“小八面体”（图A）；

（B）6个“小八面体”共棱连接可构成一个“超八面体”（图B），化学式为[Mo6O19]2－；

（C）2个”超八面体”共用2个“小八面体”可构成一个“孪超八面体”（图C），化学式为[Mo10O28]4＋；

（D）从一个“挛超八面体”里取走3个“小八面体”，得到的“缺角孪超八面体”（图D）便是本题的[MoxOy]z－（图D中用虚线表示的小八面