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高中化学竞赛补充练习(无机部分)
1、铅放入稀硫酸中,由于生成不溶于稀硫酸的硫酸铅,覆盖在铅的表面而使反应中止。
但在实验中却发现铅可溶于过量的浓硫酸,其原因是,
有关化学方程式是。
2、制备纯镍曾以加热分解Ni(CO)n的方法进行:
Ni(CO)n
Ni+nCO。
今称取0.8535g的Ni(CO)n,加热分解后,测得生成CO为0.5600g,则n的值等于。
在上述配位化合物中,中心原子的外围电子数是。
据此推测,Cr(CO)n中的n值最大可以为。
3、顺铂是抗癌药物之一,其分子式为Pt(NH3)2Cl2,分子构型是平面正方形。
它有两种几何异构体(即由于配位体在中心离子周围排列位置不同而形成的异构体),这两种几何异构体如下图所示:
顺铂(顺式)(反式)
若Pt(NH3)(py)ClBr也为平面正方形构型(py为吡啶),请绘出它的全部几何异构体:
4、世界上首次合成含有化学键的稀有气体化合物是英国青年化学家N·Bartlett在加拿大完成的。
他用氙气和PtFx(气体)在室温下混合反应,得到一种橙黄色的氙化合物。
在某次实验中,密闭容器中PtFx的起始压强为10.10kPa,通入氙气后,容器中的总压强为22.22kPa,反应生成橙黄色固体XeyPtFx。
此时PtFx已完全反应,容器中的压强变为2.02kPa。
向此密闭容器中滴入极少量的水,橙黄色固体迅速分解,产物为氙气、氧气、氟化氢和PtO2(固体)。
此时容器中的总压强为49.69kPa(水的体积和水的饱和蒸气压均忽略不计),其中氧气的压强为5.05kPa,另有28.08kPa的氟化氢溶于水中。
试从上述数据求出橙黄色固体的化学式并写出它的名称。
(实验过程中的数据均在同一温度下测得)。
X
Y
5、元素X和Y在周期表中的位置如图所示,已知Y原子最外电子层上的
电子排布为nsn-1npn+1,那么X元素的原子序数应是()
(A)8(B)9(C)15(D)16
6、下列情况下,加入的试剂即使过量,经静置后上部溶液仍不为无色透明的()
(A)在滴有KSCN的FeCl3溶液中加入铁粉(B)在滴有酚酞的石灰水中通入CO2
(C)在CuSO4溶液中加入浓氨水(D)在明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液
7、PtCl2(NH3)2的中心离子Pt2+以dsp2杂化轨道与配位体成键,成平面四方结构。
它可以形成两种固体,一种为硫黄色,在水中溶解度小,一种为绿黄色,在水中溶解度较大。
硫黄色固体分子的几何构型是(画出分子构型);绿黄色固体分子的几何构型是。
绿黄色固体在水中溶解度比硫黄色固体大的原因是
。
8、ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO4-中,中心原子都以sp3杂化轨道与氧原子成键,则ClO-是型,ClO2-是型,ClO3-是型,ClO4-是型几何构型。
9、现有两种易溶于水的白色固体A和B,两者水溶液可完全作用,生成沉淀C和溶液D。
C可溶于Na2S2O3溶液中,得新溶液E。
在D溶液中加入Na2SO4溶液可得一种既不溶于水,也不溶于稀酸的白色沉淀F,F常以天然矿物存在于自然界中。
在高温下,F与碳作用可得一物质G,G易溶于水。
E、G两种溶液反应得一黑色沉淀H,此沉淀H溶于热的浓硝酸中又得到含B的溶液。
G与盐酸反应复得含A的溶液。
在仔细审题后,写出A――H的化学式并填写以下三个反应的化学方程式:
ABCDEF
GH
(1)高温下F与碳反应生成G:
(2)E溶液与G溶液反应生成H:
(3)H溶于热的稀硝酸中:
10、某溶液中含有VO2+、MnO4-、Cr2O72-离子,今往此溶液中滴入29.00cm3、0.1000mol·dm-3
的绿矾溶液,恰好使VO2+→VO2+、MnO4-→Mn2+、Cr2O72-→2Cr3+。
再滴入2.00cm3、0.02000mol·dm-3高锰酸钾溶液后,又恰好使VO2+→VO2+,而溶液中的Mn2+、Cr3+不变。
继续加入适量的焦磷酸钠(Na2H2P2O7)后,再滴入4.25cm-3、0.02000mol·dm-3的高锰酸钾溶液,正好使溶液中所有的Mn2+全部转化成[Mn(H2P2O7)3]3-。
试问此溶液中含V、Mn、Cr各多少毫克?
11、我国曾报导合成的一种含铊的超导材料,铊(Tl)原子的价电子构型为3nsn3npn-1,试判断铊的某些性质:
(1)Tl的最高正化合价为,较常见的化合价是+1价,这是造成的。
(2)Tl(能或不能)与盐酸反应,生成氢气。
(3)Tl的低价氧化物是(碱性、酸性、两性或惰性)氧化物。
(4)Tl的熔点比地壳中含量最多的金属元素的单质的熔点(高或低)。
12、试以分子结构理论为基础,从10号以内的元素中找出两种元素形成一种双原子化合物,它既有σ键和∏键,还具有配位键,这种化合物的分子式是,它的结构式是。
13、亚硝酸根NO2-作为配位体有两种配位方法:
其一是氮原子提供孤对电子与中心原子配位,另一是氧原子提供孤对电子与中心原子配位。
前者称为硝基(合),后者称为亚硝酸根(合)。
试画出这两种配位方式的结构式(可用M表示中心原子)和。
[CO(NH3)5(NO2)]Cl2就有两种存在形式。
当[CO(NH3)5H2O]Cl3与NaNO2反应,得一种红棕色粉末A,这种红棕色粉末在热盐酸溶液中转变成棕黄色晶体B,B比A要稳定。
试命名这两种化合物:
A,B。
14、HNO2的分子有两种异构体,它们的结构式是和。
15、H3BO3是一元弱酸,写出它与水反应的电离方程式。
之所以能发生这个反应的原因是,按照酸的定义,H3BO3应为酸。
16、Co与CO形成的羰基化合物是一种配合物,CO是配体,提供电子对的是原子。
中心原子Co的外围电子数是18,所以这种羰基化合物的结构式是
其原因是。
17、四氧化三铁除可用Fe3O4表示外,还可用、等合理的化学式表示。
18、二价铬离子Cr2+能与醋酸钠CH3COONa(NaAc)反应,生成[Cr(Ac)2]2·2H2O:
2Cr2++4Ac-+2H2O→[Cr(Ac)2]2·2H2O这是一种Cr-Cr之间有多重键的化合物,其结构式为:
填写以下空格:
(1)Cr是第周期的元素,其价电子构型为。
(2)Cr2+的电子构型是。
(3)在此化合物中,醋酸根CH3COO-作为齿配体。
(4)在此化合物中,Cr原子的配位数是。
(5)在此化合物中,Cr周围的总价层电子数是个。
(6)Cr原子提供的成键轨道是。
19、1919年Langmuir提出:
“凡原子数与总电子数相等的物质,则结构相同,物理性质相近”,称为等电子原理。
相应的物质,互称为等电子体。
(BN)n是一种新的无机合成材料,它与某单质互为等电子体。
工业上制造(BN)n的方法之一是用硼砂(Na2B4O7)和尿素在800~1000℃时反应,得到α-(BN)n及其他元素的氧化物。
α-(BN)n可作高温润滑剂、电气材料和耐热的涂层材料等。
若在高温、高压条件下反应,可制得β-(BN)n。
β-(BN)n硬度特高,是作超高温耐热陶瓷材料、磨料、精磨刃具的好材质。
试问:
(1)α-(BN)n、β-(BN)n与什么单质互为等电子体?
(2)写出硼砂和尿素的反应方程式。
(3)根据等电子原理,画出α-(BN)n和β-(BN)n的构型。
20、第167号元素R处于第周期,它的最高正化合价是,最低负化合价是。
21、称取45.8g某二价金属M的可溶性氢氧化物的水合晶体与Na2CO3·10H2O晶体的混合物,用蒸馏水全部溶解后过滤,得到的沉淀物经干燥后,称得质量为9.85g。
高温灼烧此沉淀物,得到7.65g固体。
在滤液中加入足量铵盐后加热,得到4.48dm3气体(在标况下)。
在此溶液中再加入盐酸,未见气体生成。
求M的原子量及M的氢氧化物的水合晶体的化学式。
22、试推测第八周期的最终的未知稀有气体的原子序数为()
A.168B.176C.170D.169E.186
23、氙和氟气反应,生成含有XeF2和XeF4的混合物。
现用两份等质量的此种固体混合物,用于下面的化学分析:
1.用水处理此固体,获得60.20cm3气体(在17℃和1.00×105Pa条件下),其中有24.1cm3是氧气,其余的是氙气。
水溶液中的XeO3可以氧化30.0cm3、0.100mol·dm-3、Fe2+离子。
2.用KI溶液处理此固体,获得单质碘。
此碘需要35.0cm3、0.200mol·dm-3的S2O32-离子与之完全反应。
试求此固体混合物中XeF2和XeF4的摩尔百分比各为多少?
(提示:
XeF2与H2O仅发生氧化-还原反应,XeF4与H2O反应时,有一半摩尔的XeF4与H2O发生氧化-还原反应,另一半摩尔的XeF4则发生歧化反应。
)
24、按现代原子结构理论,在每个电子层上可以有1个或若干个原子轨道。
现假设每个原子轨道上能容纳1个电子,则下列原子序数中,不属于惰性气体的元素是()
A.1B.9C.10D.27
25、PbSO4沉淀可溶于浓硫酸,是因为;PbCl2沉淀可溶于盐酸中,是因为;碘在有机溶剂中显紫色,这样的溶液具有导电性,可以推测是因为。
26、1992年8月14日,我国研制的“长征2号”火箭将澳星送上太空。
火箭起飞时,可以看到一级火箭的底部冒出一种红棕色气体,该气体的分子式为。
由此推断该级火箭燃料燃烧时的氧化剂是。
上述现象发生的原因是。
我国发射“亚洲一号”卫星,其载体“长征3号”火箭的第三级所用的燃料是。
实际上,最理想的燃料是,这种燃料在地球上不能合成,因为。
27、氢氰酸和氰化物都是剧毒的,用H2O2可以把它们转化为无毒的物质。
写出H2O2与溶液中氰化钾反应的离子方程式。
28、CaCl2很容易在空气中潮解,但漂白粉却不显示出CaCl2潮解的性质,这是因为。
29、具有下列原子结构特征的元素中,可以肯定属于主族元素的是()
A.最外电子层上有2个电子
B.除了最外电子层外,其他电子层上的电子都达到饱和
C.最外电子层上有3个电子
D.次外电子层上比最外电子层上多8个电子
30、当前市场销售的超纯蒸馏水是经过超细过滤后,在不锈钢容器中电热膜蒸馏出的水,它必然会含有;若要制真正的超纯蒸馏水,应用容器蒸馏。
31、在双氧水(H2O2)中加入几滴用硫酸酸化的高锰酸钾溶液,开始看不出有什么变化,过一小会,看到高锰酸钾的紫红色迅速消失。
原因是。
32、金属钾在取用时,可以用刀切割,但必须十分小心,新切开的表面不要与未切割的表面接触,否则可能发生剧烈反应而引起爆炸。
爆炸的原因是;反应的化学方程式是。
33、在潮湿的空气中铜会慢慢生成一层,这个反应的化学方程式是。
34、合成新的超铀元素和超重元素是核化学家奋斗目标之一。
这些新元素的合成不仅将填满第七周期,而且还将建造第八、九周期。
根据现有知识来推论,如果按照每一周期末尾应有一个类似稀有气体的元素来推算,则稀有气体的原子序数与每周期的元素数的规律为:
稀有气体的原子序数(填适当的数字)=×(++++++++……)。
第八、九周期的类似稀有气体的元素的原子序数分别为、。
35、在60年代我国曾用电化学的方法处理含铬废水,利用电极产物与废水中的污染物形成沉淀而除去。
将含Cr2O72-的废液放入电解槽中,用铁作阳极、石墨作阴极进行电解,阳极上的电极反应为,阴极上的电极反应为,阳极区反应为,阴极区反应为、,进而达到除去废水中有毒Cr(Ⅵ)的目的。
36、有0.5026g不纯的Sb2S3试样燃烧,把生成的SO2通入FeCl3溶液中,使FeCl3还原为FeCl2,然后用浓度为0.0200mol·dm-3的KMnO4溶液滴定FeCl2,共用去63.6cm3KMnO4溶液,此试样中Sb2S3的百分含量为。
37、N、P两种元素分别存在NCl3和PCl3化合物,P元素还存在PCl5化合物,而NCl5却不存在,其原因是。
38、固体A是由碳、氢、氧、钾四种元素组成的复合物。
每摩尔A中含有1moln元酸(n<3)、1mol该酸的酸式盐和2mol结晶水。
用A配成的溶液,加入少量的酸或碱后,溶液的pH值基本不变(这种溶液称为缓冲溶液)。
现取5.080gA物质,配成100.0cm3溶液。
(1)取25.00cm3的A溶液,加入适量稀硫酸,刚好使40.00cm3、0.1000mol·dm-3的KMnO4溶液褪色。
把反应后的溶液稀释至90.00cm3,经测定溶液中只有K+、Mn2+、SO42-和H+离子,且K+离子的浓度为0.1000mol·dm-3。
在反应过程中有二氧化碳气体放出,收集这些二氧化碳,经干燥后完全被碱石灰吸收,最后使碱石灰增重0.8800g。
(2)另取25.00cm3的A溶液,恰好与30.00cm3、0.5000mol·dm-3的NaOH溶液完全中和并生成E盐。
回答:
(1)推断A的化学式。
(2)说明为什么A的溶液中加入少量的酸或碱后,溶液的pH值基本不变。
(3)写出A与KMnO4溶液反应的化学方程式。
39、根据下列微粒的最外层电子排布,能确定该元素在元素周期表中的位置是()
A.1s2B.3s23p1C.3s23p6D.4s2
40、下列几组能级高低顺序,排列正确的是()
A.4f<5d<6p<7sB.7s<5g<6d<4fC.8s<5g<6f<7dD.4s<3d<4f<4p
41、碱性蓄电池(爱迪生电池)是由Fe电极和镀有Ni2O3的Ni片电极所组成,电池的总反应式为:
Fe+Ni2O3+3H2O
Fe(OH)2+2Ni(OH)2。
充电时,阳极的电极反应式为()
A.Fe+2OH--2e→Fe(OH)2
B.Ni2O3+3H2O+2e→2Ni(OH)2+2OH-
C.Fe(OH)2+2e→Fe+2OH-
D.2Ni(OH)2+2OH–-2e→Ni2O3+3H2O
42、在合成氨工业中,用I2O5来定量测定CO的含量,其反应方程式为;
I2O4和I4O9是离子化合物,试用离子方程式(如Na+Cl-,Mg2+O2-)表示为、。
43、黄绿色ClO2具有漂白、消毒作用。
制备ClO2(沸点为9.90℃)的方法是:
将湿润的KClO3和草酸(固体)混合物加热到60℃,即得ClO2。
其化学方程式为。
用此法制备获得的ClO2和其他生成物的分离方法为。
ClO2的分子构型为。
它的化学性质之所以活泼是因为。
44、当前使用的人造血主要是全氟碳化合物的乳剂,它具有溶解氧能力大(约40cm3O2/100cm3乳剂)、性能稳定、不易挥发、易与水形成稳定的乳剂、无生理毒性等优点,已用于临床。
例如FTPA中含碳20.73%、含氟76.58%、含氮2.7%,它的最简式即为化学式,且分子的空间构型为三角锥型。
则FTPA的化学式为,结构简式为。
45、二硫化钛(TiS2)是一种金属性导体,具有层状结构,而且容易使金属锂夹入,所以TiS2在蓄电池中可作为理想的电极材料。
若把TiS2作为一个电极,把金属锂作为另一个电极,用锂盐溶液作为电解质组成蓄电池,则该蓄电池放电时,负极反应为,正极反应为,总反应方程式为。
46、将铜溶于乙酸乙酯的N2O4溶液中,可制得无水硝酸铜,写出该反应的化学方程式
,并说明你写出的反应产物的理由。
47、纯硫酸的粘度大约是水的50倍,在纯硫酸中,一般的离子迁移速度非常慢,但离子和离子在硫酸中的迁移速度非常快,其速度恰似水中的离子和离子的迁移速度。
这些离子在各自溶剂中之所以迁移速度非常快,是因为。
48、我国有世界上最丰富的稀土矿资源,稀土元素是钇(Y)和镧系元素的总称。
它们在化合物中最稳定的价态是+3价。
稀土化合物中的二氧化铈(CeO2)是强氧化剂,它与硫酸在水溶液中反应的化学方程式是:
。
49、由含砷的白磷制备磷酸时,可以用P2S5试剂来除去磷酸中的亚砷(Ⅲ)酸,试写出相应反应的化学方程式;
(1),
(2)。
50、氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂,可以作为氯化剂和脱水剂。
(1)氯化亚砜分子的几何构型是;中心原子采取杂化方式,是
(等性、不等性)杂化。
(2)写出亚硫酸钙和五氯化磷共热,制备氯化亚砜的反应的化学方程式:
。
(3)氯化亚砜在有机化学中用作氯化剂,写出乙醇和氯化亚砜反应的化学方程式:
。
(4)氯化亚砜可以除去水合氯化物(MCln·xH2O)中的结晶水,用化学方程式表示这一反应为:
。
(5)比较(3)、(4)两个反应的共同之处是;这两种方法的优点是:
。
反应完成后,除去剩余氯化亚砜的方法是。
51、分析化学上常用硫代硫酸钠与单质碘反应来进行元素分析。
硫代硫酸根(S2O32-)离子与I2分子之间的反应进行得迅速、完全,但必须在中性或弱酸性溶液中进行。
因为在碱性溶液中,I2会发生反应,其离子方程式为:
;而且I2与S2O32-也将发生副反应,其离子方程式为:
。
若在强酸性溶液中,Na2S2O3会发生分解,其离子方程式为:
,同时I-离子容易与空气中的氧气发生反应,其反应的离子方程式为:
。
在用碘量法进行测定时,为防止碘的挥发,在实验中首先应该采取的措施是。
52、湿法炼锌研究过程中,以硫酸锌为主要成分的浸出液中,有以下杂质:
Fe3+、Fe2+、Sb3+、Cu2+、Cd2+、Cl-及硅酸,这些杂质对下一道锌的电解工序有妨碍,必须事先除去。
现有下列试剂:
a.KMnO4b.NaOHc.ZnOd.H2O2e.Znf.Feg.AgNO3h.Ag2SO4i.H2SO4
根据要求将合适的试剂的序号填入下面的空格:
(1)用将Fe2+离子氧化成Fe3+离子,相应的离子方程式为。
(2)用调节浸出液的pH=5.2时,、等形成氢氧化物沉淀,同时也有沉淀生成。
(3)用除去Cu2+和Cd2+离子。
(4)用除去Cl-离子。
(5)请提供另一种除去Cl-离子的方法:
(用离子方程式表示,可添加合适的试剂)。
53、氟化学在现代无机化学中占有相当重要的地位。
这一领域的奠基人是法国的Moisso。
他的卓越贡献是1886年用电解法成功地制得单质氟和发明了摩尔电炉,因此获得了1906年诺贝尔化学奖。
请回答下列有关氟化物的问题:
(1)配平下面的化学方程式:
CF3-CCl=CCl2+KMnO4+KOH→CF3COOK+MnO2+K2CO3+KCl+H2O
(2)反应中,元素被氧化,转移的电子总数为。
(3)0.1mol·dm-3的CF3COOH溶液的pH1(填>、<或=)。
(4)(CF)3N的碱性NH3的碱性。
(填>、<或=)
54、已知银锌电池的电池符号为:
Zn(s)∣ZnO(s)∣KOH(40%),K2ZnO2(aq)║Ag2O2∣Ag(s),
其负极反应为
(1);正极反应为;电池反应为。
55、Vcm3、cmol·dm-3Fe2(SO4)3的硫酸溶液,恰好被25.00cm3、0.1000mol·dm-3盐酸羟胺(NH2OH·HCl)还原成FeSO4。
再将此溶液用0.05000mol·dm-3的KMnO4溶液滴到Fe2+离子全部转化成Fe3+离子时,消耗30.00cm3上述KMnO4溶液。
(1)写出用KMnO4溶液滴定时的离子方程式。
(2)以计算结果写出盐酸羟胺与Fe2(SO4)3反应的化学方程式。
(设所有反应都按计量关系进行得很完全。
不通过计算结果,而说明反应生成物的,不给分)
56、下列四种物种中,有1种物种的颜色与另外3种物种的颜色不同,该物种是()
A.[Co(NH3)6]3+B.[Co(NH3)5(NO2)]2+
C.[Co(NH3)5(ONO)]2+D.[Co(NH3)5(NH2OH)]3+
57、稀有气体发现于1894年至1900年间,但稀有气体Xe的化合物却过了六十多年才合成出来。
事实上,Xe与F2的反应是很容易进行的。
你认为这么长时间未能用Xe与F2直接合成XeFn的理由可能是:
(1)
(2)(3)。
高中化学竞赛补充练习(无机部分)答案
1、在过量的浓硫酸中,生成的是可溶于硫酸的硫酸氢铅,故使反应可以继续进行。
Pb+3H2SO4(浓)=Pb(HSO4)2+2H2O+SO2↑
或者可解释为:
Pb与浓硫酸反应,生成硫酸铅后,硫酸铅在过量的浓H2SO4中进一步形成在硫酸中可溶的硫酸氢铅,使反应可以继续进行(两个方程式略)
2、4{〔(0.8535-0.5600)/58.7〕:
(0.5600/28)=1:
4};18;6
3、Pt(NH3)(py)ClBr有三种几何异构体:
4、参加反应的Xe的压强是:
pXe=22.22-10.10-2.02=10.10(kPa)
在温度、体积(处于同一容器中)相同的条件下,参加反应的PtFx与Xe的压强相等(都为10.10kPa),可知PtFx与Xe是等摩尔化合的,所以y=1,生成的橙黄色固体的化学式可表示为XePtFx。
遇水分解后,化合物分子中的F原子全部进入HF,pHF=p总-pO2-pXe+pHF(aq)
=49.69-5.05-12.12+28.08=60.60(kPa)x=60.60/10.10=6
注:
pXe为反应前Xe的压强,所以pXe=22.22-pPtFx=22.22-10.10=12.12(kPa)
因此,该橙黄色的配位化合物的化学式为XePtF6,称为六氟合铂(Ⅵ)酸氙。
5、B6、AC
7、硫黄色固体分子绿黄色固体分子
原因:
硫黄色固体分子中,键的极性抵消,分子无极性,而绿黄色固体中,键的极性不能完全抵消,分子有极性,根据“相似相溶”原理,极性物质在水中的溶解度较大。
8、直线、V型、三角锥、正四面体
9、A:
BaCl2B:
AgNO3C:
AgClD:
Ba(NO3)2E:
Ag(S2O3)23-F:
BaSO4G:
BaSH:
Ag2S
(1)BaSO4+4C
BaS+4CO↑
(2)2Na3[Ag(S2O3)2]+BaS=Ag2S↓+BaS2O3+3Na2S2O3
(3)3Ag2S+8HNO3=6AgNO3+3S↓+2NO↑+4H2O
10、有关的反应方程式如下:
VO2++Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O
MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
MnO4-+5VO2++H2O=Mn2++5VO2++2H+
MnO4-+4Mn2++8H+15H2P2O72-=5[Mn(H2P2O7)3]3-+4H2O
mv=0.02000×2.00×5×50.94=10.19(mg)
mMn=(0.02000×4.25×4-0.02000×2.00)×54.94=16.48(mg)
mCr=(0.1000×29.00-10.19/50.91-5×16.48/54.94)×2×52.00/6=20.80(mg)
11、
(1)+3,6s2惰性电子对效应
(2)能(3)碱性(4)低
注:
惰性电子对效应主要是由于ns2电子的钻穿效应等使s电子能量降低不易失去,而常表现出低