高中化学竞赛元素训练一.docx

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高中化学竞赛元素训练一

高中化学竞赛模拟试题（十一）

第1题（6分）

写出下列化学反应方程式：

1．Na4[Co（CN）6]晶体，加入NaOH溶液中，在微热条件下有氢气放出。

2．K3[Fe（CN）6]晶体加入KOH溶液中，加热，有氧气放出。

3．固体KMnO4在200℃加热，失重10.8％。

4．固体KMnO4在240℃加热，失重15.3％。

5．TiCl3溶液与CuCl2溶液混合后稀释，有白色沉淀析出。

6．将NH4Cl加入TiCl4的浓HCl溶液中，有白色沉淀析出。

经分析该沉淀中仅含有正四面体和正八面体离子。

第1题（8分）

1．1941年Anderson用中子轰击196Hg和198Hg，实现了把廉价的金属转变为金的梦想，前者形成了稳定的197Au后者形成核发生β衰变后得到199Hg，写出以上3个反应式。

2．某金属能形成几种氧化物，它在其中一种氧化物中的氧化态为“n”，在另一种氧化物中为“n＋5”。

后者转化为前者时失36.1％（质量）的氧。

确定金属种类及其氧化物。

第3题（12分）

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。

第4题（10分）

配位化学是化学的一个重要分支。

在十九世纪，维尔纳的老师认为：

六配位化合物是一种链式结构，如：

M—A—B—C—D—E—F或M—B—A—C—D—E····；而维尔纳认为：

六配位化合物是一种八面体。

1．请你设想一下：

维尔纳是如何否定老师的论断得出他的正确结论的？

在配合物中，乙酰丙酮（CH3COCH2COCH3）是常见的一种配体。

试回答：

2．乙酰丙酮（

）可作双齿配体。

请从有机化学的角度加以解释。

3．某同学用乙酰丙酮与CoCl2、H2O2在一定条件下反应得到一晶体A。

为测定晶体组成，该同学设计以下实验：

准确称取A晶体0.4343g，煮沸溶解后，用氢离子交换树脂（即HR型）充分交换至看不出有Co2＋的红色，过滤；用0.1013mol/L的NaOH标准溶液滴定，用去24.07mL。

（原子量请用：

Co：

58.93、H：

1.01、C：

12.01、O16.00、CI：

35.45）求：

（1）A中Co的质量分数。

（2）预测A的化学式，画出A的结构并写出Co的杂化形态。

（3）写出制备A的化学反应方程式。

（4）在铁粉的催化下，A能与液溴发生取代反应。

试写出其化学反应方程式。

阐述其原因。

第5题（12分）

使4.9052g金属M的氯化物和过量的微带颜色的液体A作用，放出气体，同时形成无色结晶化合物B。

B十分温和地加热到170℃时转变为中性盐C，同时放出密度以氢计为24.9的褐色气体D。

盐C继续加热转变为含金属64.04％的产物E。

E继续加热时得到3.2582g金属氧化物。

此外还知道1mol化合物B在水溶液中能与7mol氢氧化钾反应。

1．M为何种金属？

2．气体D是单一的化合物吗？

确定它的组成。

3．B和E属于哪类化合物？

4．写出上还所有反应的化学方程式。

5．钙钛矿型复合氧化物是小分子物质氧化还原反应很有效的催化剂。

研究表明在测定温度范围内，MNiO3具有金属导电性，M2NiO4和MSrNiO4为P型半导体，电导率与CO氧化活性存在相互对应关系，其大小顺序为：

MNiO3＞MSrNiO4＞M2NiO4。

结构研究表明MNiO3为正常钙钛矿结构。

（1）MNiO3属于何种晶系？

晶胞中各原子（离子）的位置如何？

试画出一个晶胞。

（2）M2NiO4结构可视为MO岩盐层与MNiO3交互出现的层状结构，MO插入使得MNiO3的三维同性转变为具有一定二维平面特性。

CO在这类材料上首先吸附于Ni3＋上的配位活化，然后与表面氧结合生成CO2，试写出离子方程式（可用最简单离子表示反应各物种）。

（3）与MSrNiO4相似，钇钡铜氧化物是具有钙钛矿构型和相关的一种晶体结构，且晶体中Y、Ba、Cu的原子个数比为1︰2︰3，试写出其化学式。

第6题（6分）

试剂厂在制备分析试剂醋酸锰[Mn（CH3COO）2·4H2O]时，常用MnO2作为主要原料，并控制pH在4～5以除去溶液中的杂质Fe3＋。

1．写出制备过程的有关反应式；

2．通过计算说明控制pH在4～5时，即可除去溶液中的杂质Fe3＋，而无其他影响。

（KspFe（OH）3＝1.1×10－36；KspMn（OH）2＝4.0×10－14）

第7题（8分）

仅由两种位于不同周期的元素组成的化合物X，在气态时是非极性分子，而其熔体却能导电，经测定其中存在一种四面体型的离子和一种简单离子。

将X溶于稍过量的NaOH中得一无色透明溶液，且无气体和沉淀产生。

向所得溶液中加入AgNO3溶液，生成浅黄色沉淀，经分析知道该沉淀为两种银盐的混合物。

1．写出A的化学式以及中心原子的杂化形态。

2．X熔体为什么导电？

写出电离方程式。

3．写出所有涉及到的化学反应方程式。

第8题（6分）

某绿色固体A可溶于水，在其水溶液中通入CO2即得到棕黑色沉淀B和紫色溶液C。

B与浓HCl共热时放出黄绿色气体D，溶液近乎无色。

将此溶液和溶液C混合，即得沉淀B。

将气体D通入A溶液，可得C。

试判断A是哪种钾盐，写出有关反应式。

第9题（10分）

20世纪90年代初发现了碳纳米管，它们是管径仅几纳米的微管，其结构相当于石墨结构层卷曲连接而成的。

近年来，人们合成了化合物E的纳米管，其结构与碳纳米管十分相似。

气体A与气体B相遇立即生成一种白色的晶体C。

已知在同温同压下，气体A的密度约为气体B密度的4倍；气体B易溶于水，向其浓水溶液通入CO2可生成白色晶体D；晶体D的热稳定性不高，在室温下缓慢分解，放出CO2、水蒸气和B；晶体C在高温下分解生成具有润滑性的白色晶体E1；E1在高温高压下可转变为一种硬度很高的晶体E2。

E1和E2是化合物E的两种不同结晶形态，分别与碳的两种常见同素异形体的晶体结构相似，都是新型固体材料；E可与单质氟反应，主要产物之一是A。

1．写出A、B、C、D、E的化学式。

2．写出A与B反应的化学反应方程式，按酸碱理论的观点，这是一种什么类型的反应？

A、B、C各属于哪一类物质？

3．分别说明E1和E2的晶体结构特征、化学键特征和它们的可能用途。

4．试写出E与氟气反应生成A的化学反应方程式。

5．化合物A与C6H5NH2在苯中回流，可生成它们的1︰1加合物；将这种加合物加热到280℃，生成一种环状化合物（其中每摩尔加合物失去2molHF）；这种环状化合物是一种非极性物质。

写出它的化学式和结构式。

第10题（9分）

元素A和B的价电子构型相同，且都是稀有的非金属元素，又都是半导体元素。

元素A是人体必需的微量元素，但它的化合物有毒。

（1）元素A的二氧化物是固体，其沸点为588K。

在773K温度下，测知其气体的密度为同温下氢气的55.59倍，并发现有1.00%是双聚分子。

试通过计算说明A为何种元素。

（2）BO2的氧化能力弱于AO2，BO2能被酸性重铬酸钾溶液氧化成B的最高价的含氧酸根离子。

AO2虽不能被酸性重铬酸钾溶液氧化，但能被酸性高锰酸钾溶液氧化成A的最高价的含氧酸根离子。

现有0.1995gBO2以适量的NaOH溶液溶解后再用酸中和，直至溶液呈酸性，加入10.00mL0.05000mol·L－1的重铬酸钾溶液，然后再加入10.00mL0.05000mol·L－1的硫酸亚铁溶液，可恰好使重铬酸钾溶液完全被还原成Cr3＋离子。

试通过计算说明B为何种元素。

（3）AO2和BO2相对应的含氧酸的混合溶液，试叙述通过什么样的分析才能得知这两种含氧酸各自的浓度（要写明相应的实验步骤）

（4）根据（3）中设计的实验写出两种含氧酸浓度的计算式（表达式中只需出现浓度c和体积V，分别在右下脚指明你需要的物质。

第11题（13分）

1951年，化学家首次在实验室中合成了一种无色的四面体分子气体A。

A是由KClO3在－40℃时与F2反应氟化而成的。

1．写出制备A的化学反应方程式。

2．在300℃时将A通入浓NaOH溶液中，在高压下的密封管中发生非氧化还原反应。

试写出该化学反应方程式。

3．A能与足量的NH3发生非氧化还原反应，生成等物质的量的两种铵盐B和C。

试写出化学反应方程式。

4．在B的水溶液中，加入过量的NaOH溶液，可得盐C。

经研究表明，盐C与K2SO4类质同晶。

试写出化学反应方程式。

5．在有机化学反应中，A广泛用作温和的氟化剂。

试写出A与苯基锂发生反应的化学方程式。

高中化学竞赛模拟试题（十一）

第1题（12分）

1．2Na[Co（CN）6]＋2H2O＝H2↑十2Na3[Co（CN）6]＋2NaOH

2．4K3[Fe（CN）6]＋4KOH＝4K4[Fe（CN）6]＋O2↑＋2H2O

3．2KMnO4

K2MnO4＋MnO2＋O2↑

4．4KMnO4

2K2MnO3＋2MnO2＋3O2↑

5．TiCl3＋CuCl2＋H2O＝TiOCl2＋CuCl↓＋2HCl

6．2NH4CI＋TiCl4＝（NH4）2TiCl6（各2分）

第2题（12分）

1．

Hg＋

n→

Au＋

e

Hg＋

n→

Au＋

e（3分）

Au→

Hg＋

e（2分）

2．R2On＋5→R2On＋5/2O2↑

设R2On＋5摩尔质量为X，则0.361X＝80（5/2O2）

X＝221.8g·mol－1

R2On摩尔质量141.8g·mol－1

若n＝1　　　　　X＝63.1g·mol－1　　　　　（Cu？

）

n＝2　　　　　X＝55.1g·mol－1　　　　　（Mn？

）

n＝3　　　　　X＝47.1g·mol－1　　　　　（Ti？

）

其中只有Mn符合题意

2Mn2O7→4MnO＋5O2↑（7分）

第3题（14分）

1．Cr（2分）Cr2O3、K2Cr2O7（2分）

2．7.18（2分）

3．因标准电极电位（E0M3＋/M）－0.74V＜0，可以和稀酸反应置换出H2；因在表面能被强氧化剂氧化得到抗腐蚀性的致密氧化膜，不能被硝酸、王水进一步反应。

（2分）

4．Cr（OH）3＋3H＋＝Cr3＋＋3H2OCr（OH）3＋OH－＝Cr（OH）4－（2分）

5．K2SO4·Cr2（SO4）3·24H2O或KCr（SO4）2·12H2O（2分）

6．4Fe（CrO2）2＋8Na2CO3＋7O2＝8Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2↑（2分）

第4题（10分）

1．链式结构无旋光异构体，而八面体具有旋光异构关系。

若发现某配合物用旋光仪测得有旋光性，且配位数为6，则该配合物一定是八面体结构。

（2分）

2．乙酰丙酮之所以可作为双齿配体，是因为该物质始终存在烯醇式和酮式的互变异构：

（1分）

3．

（1）n（Co）＝

n（H＋）＝

×

＝

＝0.001219mol；

MA＝

，Co%＝

（2分）

（2）由MA推出应为Co（C5H7O2）3；注意不能写为Co（C5H8O2）3。

Co：

sp3d2。

（2分）

（3）CH3COCH2COCH3＋CoCl2＋2H2O2→Co（CH3COCHCOCH3）3＋H2O＋2HCl＋1/2O2（1分）

（4）

＋3Br2

＋3HBr。

螯环的中央氢原子在两端羰基的作用下，呈现出部分酸性，可以在明显亲电条件下被Br＋取代。

（2分）

第5题（16分）

1．金属M是La，起始氯化物为LaCl3。

（2分）

2．D是NO2或N2O4；气体D的摩尔质量为49.72g/mol。

对于NO2，M＝46g/mol，因此D是NO和N2O4的混合物。

二聚体的物质的量分数为0.081。

即在混合物中有0.081molN2O4和0.919molNO2。

（2分）

3．LaCl3＋N2O4→La（NO3）3或结晶溶剂合物La（NO3）3·nN2O4。

根据所给条件，C是容易放出NO2的La（NO3）2·nN2O4。

1molB能和7molKOH反应，其中的3mol结合NO3－，4mol结合N2O4，于是n＝2。

E是硝酸盐分解的中间产物，含有La，O，N。

O的质量分数为29.33（N的氧化数为＋5）。

La︰O︰N＝1︰4︰1。

这是LaNO4——氧络硝酸盐。

当氮的氧化数为个3对无解。

（2分）

4．LaCl3＋5N2O4＝La（NO3）3·2N2O4＋3NOCl；

La（NO3）3·2N2O4

La（NO3）3＋2N2O4；N2O4

2NO2；

La（NO3）3

LaONO3＋2NO2＋1/2O2；

2LaONO3

La2O3＋2NO2＋1/2O2；（4分）

5．

（1）面心立方：

Ca2＋位于顶点，Ti4＋位于体心，O2－位于棱心。

（3分）

（2）Ni3＋＋6CO＝[Ni（CO）6]3＋；Ni3＋＋O2＝Ni（O2）3＋；3Ni（O2）3＋＋[Ni（CO）6]3＋＝4Ni3＋＋6CO2（2分）

（3）YBa2Cu3O7。

（1分）

第6题（6分）

1．MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2＋2H2O

MnCl2＋Na2CO3＝MnCO3↓＋2NaCl

MnCO3＋2HAc＝Mn（Ac）2＋CO2↑＋H2O（3分）

2．pH＝4

[Fe3＋]＝1.1×10－36/（10－10）3＝1.1×10－6mol/L

[Mn2＋]＝4.0×10－14/（10－10）2＝4.0×106mol/L

可以除净Fe3＋，而不损失Mn2＋。

（3分）

第7题（8分）

1．A：

PBr5（2分）；sp3d（1分）。

2．PBr5＝PBr4+＋Br－（2分）

2．PBr5＋8NaOH＝5NaBr＋Na3PO4＋4H2O；

AgNO3＋NaBr＝AgBr↓＋NaNO3；

3AgNO3＋Na3PO4＝Ag3PO4↓＋3NaNO3。

（3分）

第8题（6分）

A：

K2MnO4（2分）

3K2MnO4＋2CO2＝2KMnO4（C）＋MnO2↓（B）＋2K2CO3。

MnO2＋4HCl（浓）＝MnCl2＋Cl2＋（D）＋2H2O

2KMnO4＋3MnCl2＋2H2O＝MnO2↓＋2KCl＋4HCl

2K2MnO4＋Cl2＝2KMnO4＋2KCl（各1分）

第9题（21分）

1．A：

BF3；B：

NH3；C：

F3BNH3；D：

NH4HCO3；E：

（BN）n。

（各1分）

2．BF3＋NH3＝F3BNH3；酸碱加合反应；BF3为Lewis酸，NH3为Lewis碱，F3BNH3为酸碱加合物。

（5分）

3．E1的结构与石墨相似，为六方晶系，层状结构，层中B原子与N原子通过sp2杂化轨道成键，B和N之间的共价键长小于其共价半径之和；有部分双键特征，层与层之间通过分子间力结合。

E2与金刚石相似，为立方晶系，B原子与N原子以sp3杂化轨道形成共价单键，交替连接形成三维结构。

E1可用作耐高温材料、高温润滑材料和绝缘材料；E2因与金刚石的硬度相似，可以代替金刚石作磨料、切割材料等。

（6分）

4．2BN＋3F2＝2BF3＋N2。

（2分）

5．生成的环状化合物的化学式为（C6H5NBF）3，结构式：

（2分）

第10题（11分）

（1）AO2气态时的摩尔质量为（MA＋2MO）×99%＋2（MA＋2MO）×1.00%＝55.59×1.008×2；MA＝78.96，A原色为Se（2分）

（2）

设0.1995g的BO2的mmol数为x，则2x＋0.05000×10.00＝6×0.05000×10.00，

x＝1.250mmol

MB＝127.6B是Te（3分）

（3）a、取一定体积的混合溶液（V混）加入过量的酸性高锰酸钾溶液（cKMnO4和VKMnO4），然后再用草酸钠（cNa2C2O4）滴定到溶液呈无色，消耗体积为VNa2C2O4，以测得SeO3和H2TeO3的总浓度

b、另取一定体积的混合溶液（V混）加入过量的酸性重铬酸钾溶液（cK2Cr2O7），然后再用

标准溶液滴定到溶液呈亮绿色，消耗体积为

，以测得H2TeO3的浓度。

c、用总浓度减去H2TeO3的浓度即求得H2SeO3的浓度（3分）

（4）

（3分）

第11题

1．KClO3＋F2＝KF＋FClO3；（3分）

2．FClO3＋2NaOH＝NaClO4＋NaF＋H2O；（3分）

3．FClO3＋3NH3＝[NH4][HNClO3]＋NH4F；（3分）

4．[NH4][HNClO3]＋2NaOH＝Na2NClO3＋NH3＋2H2O；（3分）

5．FClO3＋PhLi→PhClO3＋LiF；（3分）