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1、中学化学竞赛试题资源库其它过渡元素中学化学竞赛试题资源库其它过渡元素A组植物叶绿素与动物血红蛋白中所含的微量金属元素分别是A 镁和铜 B 镁和铁 C 锌和铜 D 锌和铁下列物质中，不属于合金的是A 硬铝 B 黄铜 C 钢铁 D 水银下列金属中属于有色金属的是A 铁 B 锰 C 钠 D 金利用新技术能将不锈钢加工成为柔软的金属丝，它和棉纤维一起编织成为防辐射的劳防服装，这是利用了金属的 A 耐腐蚀性 B 还原性 C 热传导性 D 延展性下列有关金属元素特征的叙述，正确的是A 金属元素的原子只有还原性而离子只有氧化性B 金属元素的单质在常温下均为固体C 金属元素原子的价电子（参与形成化学键的电子）

2、数都不超过4D 在周期表中，过渡元素都是金属元素下列关于金属元素特征的叙述正确的是A 金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性B 金属元素在化合物中一般都显正价C 金属元素在不同化合物中的化合价均不同D 金属单质在常温下均为固体所谓合金，就是不同种金属（也包括一些非金属）在熔化状态下形成的一种熔合物或冷却后的固体，下表中金属难与表中其他金属形成二元合金的元素是FeCuZnAgAuW熔点/15351083419.5960.810633380沸点/30002595907221227075627A Fe、Ag B Au、Ag C Au、Cu D Zn、W镧（La）是一种活泼性比锌更强的稀土元素，它的

3、氧化物分子式La2O3，La(OH)3是不溶于水的碱；而LaCl3、La(NO3)3都溶于水。现有下列几种组合La2O3HCl LaHCl La(OH)3HClNaClLa(OH)3 LaCl2 La2O3KCl能直接制得LaCl3的反应是A B C D 镧系元素的含水氯化物LaCl3nH2O，加热脱水时，易发生水解。为了制得无水LaCl3，常常加入的脱水剂为A HCl（气流） B NH4Cl（固体） C P2O5（固体） D 浓H2SO4我国拥有世界上最大的稀土矿，品位甚高。若以RE表示稀土元素，则向RE的硫酸盐溶液中加入粉状的Na2SO4，可以使稀土元素转为沉淀，反应方程式为RE2(SO4

4、)3Na2SO4xH2ORE2(SO4)3Na2SO4xH2O（x1，2）。下列有关叙述正确的是A 该反应为复分解反应 B 该反应一定在强碱溶液中进行C 产生的沉淀物为复盐 D 产生的沉淀物一定是难溶物质单质钛的机械强度高，抗蚀能力强，有“未来金属”之称，工业上常用硫酸分解钛铁矿（FeTiO3）的方法制取TiO2，再由TiO2制金属钛，主要反应有FeTiO33H2SO4Ti(SO4)2FeSO43H2OTi(SO4)23H2OH2TiO32H2SO4H2TiO3TiO2H2OTiO22CCl2TiCl42COTiCl42Mg2MgCl2Ti下列叙述错误的是A 反应是非氧化还原反应 B 反应是水

5、解反应C 反应中TiO2是氧化剂 D 反应是置换反应将5mL 0.1mol/L氯化铈（CeClx）溶液分别注入7支各盛有不同体积的0.25mol/L硝酸银溶液的试管中。右图表示生成氯化银沉淀的质量与所用硝酸银溶液体积的关系。则化学式中x的值是A 1 B 2 C 3 D 4V2O3和V2O5按不同摩尔比混合可按计量发生完全反应。试问：为制取V6O13、V3O7及V8O17，反应物摩尔比各是多少？三氧化铀是一种两性氧化物，它在溶液中可以以UO22和U2O72形式存在，按要求写出UO3与强酸、强碱反应的离子方程式：（1）UO3表现酸性：（2）UO3表现碱性：随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了

6、越来越广泛的应用，并被誉为“合金维生素”。已知钒的原子序数为23，回答下列问题：（1）钒被认为是一种稀土元素，广泛分散于各种矿物中，钾钒铀矿中的钒原子最外层已达8电子稳定结构，其化学式为K2H6U2V2O15，若用氧化物的形式表示，该化合物的化学式为_。（2）测定钒含量的方法是先把钒转化成V2O5，V2O5在酸性溶液里转变成VO2，再用盐酸、硫酸亚铁、草酸等测定钒。请配平下列反应式并表示电子转移方向和数目： VO2 H2C2O4 VO CO2 H2O其中还原剂是_；若消耗0.9g草酸，所对应钒元素质量是_g。金属钛的强度大，密度小，外观像钢，被誉为“太空金属”和“未来钢铁”。其单质和化合物的许

7、多性质和金属铝很相似。请根据以上叙述回答下列问题：（1）常温下，钛在空气中具有很好的抗腐蚀性，是因为 。（2）常温下TiCl4是一种无色液体，能发生强烈水解故可以作烟雾弹，请用化学方程式来表示其原理 。（3）TiO2的水化物不溶于水，但在一定条件下既能溶于强酸，又能溶于强碱。请用电离方程式解释TiO2的水化物既能溶于强酸又能溶于强碱的原因 。（4）常温下，钛不与水、稀盐酸、稀H2SO4或稀HNO3作用，但易溶于氢氟酸，推测其原因是 A 氢氟酸的酸性比其他酸强B 氢氟酸的氧化性比其他酸强C 氢氟酸的还原性比其他酸强D 钛离子易与氟离子形成可溶性难电离物质TiO2（二氧化钛）是高级的白色颜料，它可

8、用下列反应制得：FeTiO32H2SO4TiOSO4FeSO42H2O TiOSO42H2OTiO2H2OH2SO4 制取TiO2的关键是步反应。根据平衡移动的原理，为使反应能够顺利进行，应采用 ， ， 等措施。下表是某种常见金属的部分性质：颜色状态硬度密度熔点导电性导热性延展性银白色固体较软2.70g/cm3660.4良好良好良好将该金属投入冷水中无变化，投入稀盐酸中，可产生大量的无色气体。根据上述信息回答：（1）试推断该金属可能的一种用途_，该金属的活动性比铜_（填“强”或“弱”）（2）请自选试剂，设计实验探究该金属与铁的活动性强弱，并完成下表：猜想验证方法实验现象该金属比铁活泼该金属活泼

9、性比铁弱二氧化钛在现代社会里有广泛的用途，它的产量是一个国家国民经济发展程度的标志，我国至今产量不足尚需进口二氧化钛。“硫酸法”生产二氧化钛的原料是钛铁矿（主要成分是FeTiO3，还含有少量Mn、Zn、Cr、Cu等重金属元素及脉石等杂质），主要生产流程是：（1）将钛铁矿与浓H2SO4煮解：FeTiO32H2SO4(浓)TiOSO4（硫酸钛酰）FeSO42H2O（2）加水分解硫酸氧钛：TiOSO4(n1)H2OTiO2nH2OH2SO4（3）煅烧TiO2nH2OTiO2nH2O“硫酸法”生产TiO2排放出的废液对水体有哪些污染，请指出主要的三点。根据废液主要成分，提出一种处理上述废水的方法。四氯

10、化钛是工业上制备金属钛的重要原料。在常温下，它是一种极易水解的无色液体，沸点为136.4。工业制备TiCl4的反应原理为：TiO22C2Cl2TiCl42CO下图是实验室模拟工业生产制备氯化钛的反应装置，其主要操作步骤有：连接好整套装置，在通Cl2前先通入干燥的CO2气体并持续一段时间；当锥形瓶中的TiCl4的量不再增加时，停止加热，改通CO2气体直至电炉中的瓷管冷却为止；将TiO2、炭粉混合均匀后，装入管式电炉中；将电炉升温至800，一段时间后改通Cl2，同时在冷凝管中通冷凝水。试回答下列问题：（1）正确的操作程序是（填写操作步骤的序号） ；（2）装置A中的化学反应方程式为 ；（3）操作的目

11、的是 ；（4）装置D中冷疑管进水口的位置是（填a或b） ，装置E的作用是 ；（5）少量TiCl4露置于空气中，可看到的现象是 ，其化学方程式可表示为 ；（6）钛被誉为“21世纪的金属”，在工农业生产、医疗、国防、科技等方面中有着极其广泛而重要的用途。工业上，常用金属镁在800高温和氩气氛围中还原TiCl4的方法制备钛，试写出该反应的化学方程式 。钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO2）是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿矿储量居世界首位。含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3）制取TiO2的流程如下：（1）Ti的原子序数为22，Ti位于元

12、素周期表中第_周期，第_族。（2）步骤加铁的目的是_；步骤冷却的目的是_。（3）上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是_；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入_处理。（4）由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及到的步骤为：TiO2TiCl4Ti已知：C(s)O2(g)CO2(g)； H393.5 KJ/mol2CO(g)O2(g)2CO2(g)； H566 KJ/molTiO2(s)2Cl2(g)TiCl4(s)O2(g)； H141 KJ/mol则TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)TiCl4(s)2CO(g)的H_。反应TiCl42Mg2MgCl2Ti在Ar气氛中进行的理由是_

13、。B组被誉为“太空金属”的钛在室温下不跟水、稀硫酸、稀盐酸和硝酸发生作用，但很容易溶于氢氟酸，这是因为A 氢氟酸的酸性强 B 氢氟酸的氧化性强C 钛离子和氟离子形成离子化合物 D 钛离子和氟离子形成可溶性的络离子海水中蕴藏了大量的铀（总量约45亿吨），各国科学家拟提取这些铀加以利用。下列使铀富集的方法不正确的是A 用钛酸作吸附剂吸附铀 B 繁殖单细胞绿藻吸附铀C 选择适当的萃取剂萃取铀 D 利用太阳能浓缩海水使铀富集我国有世界上最丰富的稀土矿资源，稀土元素是钇（Y）和镧系元素的总和，它们在化合物中最稳定的价态是3价。稀土化合物的二氧化铈（CeO2）是强氧化剂，它与硫酸在水溶液中反应的化学方程式

14、是 。完成下列各化学反应式，如果不发生反应的则标明。Cu2OMnO4 Cu2OH2SO4（稀） V2I2 WO3I2 ZnHClReO4Bi3 Sn2PbO2 CrO42H3O Cr2O72H2O2 Cr2H2O2金属钽既不溶于硝酸，也不溶于王水，但能溶于浓硝酸和氢氟酸的混合溶液（钽Ta）。写出反应的化学方程式。V2O5是两性氧化物，在强酸性溶液中以钒酸离子（VO2）的形式存在；在强碱性溶液中以钒酸根（VO3）的形式存在。VO2具有强氧化性。能将Cl氧化为Cl2，本身被还原为VO。试写出V2O5溶于下列介质中时发生反应的化学方程式。（1）溶于硫酸 ；（2）溶于盐酸 ；（3）溶于氢氧化钠溶液 。

15、重金属污染，是威胁人类身体健康的“隐形杀手”。1953年日本发生过震惊世界的水俣病事件，就是由工业污染造成了重金属物质汞（甲基汞）在鱼体内积累，人长期食用被污染的鱼后中毒而致的。我们日常所使用的普通干电池中，含有汞、锰、镉、铅、锌等重金属物质，废电池丢弃后，这些重金属会污染环境按每人每月使用一只干电池的保守计算，杭州市区每年就产生 2000万只废电池，合约300吨，其中约合1800千克的汞和汞化合物。（1）干电池丢弃污染环境后，重金属会迁移富集，进入人体。请将下列括号内填上所对应的字母（见右图）。土壤（ ） 地下水（ ） 植物（ ） 畜禽（ ）（2）要解决上述问题，首先要对生活垃圾进行 投放；

16、由专门部门回收后，再从环境角度出发进行 处理。同时，可以进行废物利用。（3）用所学知识说明称重金属污染为“隐形杀手”的原因。解释下列实验现象：（1）TiCl36H2O晶体一般呈紫色，有时也可得到绿色的TiCl3H2O晶体。（2）三氯化钛溶液与氯化铜溶液混合后稀释，有白色沉淀析出。（3）四氯化钛试剂瓶打开后会冒白烟。（4）向K2Cr2O7与H2SO4溶液中加入H2O2，再加入乙醚并摇动，乙醚层为蓝色，水层逐渐变绿色。（5）问BaCrO4固体加浓盐酸时无明显变化，经加热后溶液变绿色。（6）向K2Cr2O7溶液中滴加AgNO3溶液，有砖红色沉淀析出，再加入NaCl溶液并煮沸，沉淀变为白色。化合物A为

17、无色液体，A在潮湿的空气中冒白烟。取A的水溶液加入AgNO3溶液则有不溶于硝酸的白色沉淀B生成，B易溶于氨水。取锌粒投入A的盐酸溶液中，最终得到紫色溶液C。向C中加入NaOH溶液至碱性则有紫色沉淀D生成。将D洗净后置于稀硝酸中得到无色溶液E。将溶液E加热得到白色沉淀F。请确定各字母所代表的物质。白色化合物A在煤气灯上加热转为橙色固体B并有无色气体C生成。B溶于硫酸得到黄色溶液D。向D中滴加适量NaOH溶液又析出橙黄色固体B，NaOH过量时B溶解得到无色溶液E。向D中通人地得到蓝色溶液F，F可使酸性高锰酸钾溶液褪色。将少量C通入AgNO3溶液有棕褐色沉淀G生成，通入过量的C后，沉淀G溶解得到无色

18、溶液出。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。金属Me在其氧化物中的氧化态为V，MeO、Me2O3为碱性，Me2O4、Me2O5呈两性，Me2O5剧毒，溶于碱呈MeO43，后者因溶液pH值减小成聚阴离子。Me2O5溶于热HNO3、热H2SO4成MeO2离子，与HCl反应成MeOCl2和Cl2，这种缺氧（Me与O非整比）氧化物组成为Me2O(5x)（x0.2）。.取2.648g这种样品溶于H2SO4后用0.100mol/L Ce(ClO4)4滴定，耗41.3mL，给出此氧化物的组成。C组完成下列化学反应式，并注明反应条件：（1）由AgCl制备AgNO3（2）由Hg2Cl2得到Hg（

19、3）由Pb5(VO4)3Cl得到V（4）由Fe，氧化钽，氧化铌制备Ta和Nb用“克拉”表示合金Cu3Au的组成？在镧系元素中哪个的3价离子最易于与二氯化铬反应？其产物是什么？并作解释。为什么镧系元素的氧化物Ln2O3不具有同Al2O3一样的酸性？说明为什么镧系元素的3价离子中只有Gd3的磁距与由单自旋公式计算的值相同？过渡元素在离子交换树脂中的洗脱顺序与镧系元素相平行，试作解释。试解释温度的升高将如何影响电子的导电性？大多数金属都具有延展性和可塑性，而其他的多数固体则是正好相反。用电子气模型说明金属的这些性质。金属触摸起来比其他物质凉，这是因为它有很好的导热性。我们如何解释金属的特殊热导性？试

20、解释为什么金属通常都有光泽？大量研究证明：稀土离子对植物确有促进生根发芽、增加叶绿素含量。增强光合强度、改善植物对大量营养元素吸收的作用，从而促进作物干物质的积累，使其产量和质量得到提高与改进。目前有关稀土元素植物光合作用机理的研究取得了一些新进展。我国科学家通过研究提出其中一种机理是，稀土离子替代镁离子而配位到叶绿素（见图1）的卟啉环上，形成叶绿素a一稀土配合物。已合成了镨叶绿素a（PrChla）（见图2），并证明PrChla具有双层夹心结构。Pr（）夹于两个卟啉环之间，与上下卟啉环上共8个N原子配位，PrN键平均键长为0.242nm。 元素名称、离子镁、Mg2镧、La3铈、Ce3镨、Pr3

21、钐、Sm3钙、Ca2离子半径/（pm）66106.1103.4101.396.499一些元素的离子半径如上表所示。有专家提出上述夹心物形成除它们的激发态能量与叶绿素配体三重态能量相当，能量转移效率较高因素外，还与元素的离子势（即离子吸引电子的能力）相关，离子势与离子电荷成正比，与离子半径成反比。请根据本题所给信息和上表中数据，回答下列问题：（1）专家首先选择元素Pr3替代Mg2，且获得了成功，请简述首选Pr3的原因；（2）植物体内有大量钙元素，钙和镁同族，简述Ca2是否容易形成钙叶绿素a（CaChla）？ 钛有未来金属之称，具有超众的性能和储藏量大的特点，应用在飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙

22、飞船、军工、轻工、化工、纺织、医疗以及石油化工等领域。钛有惊人的抗腐蚀性，一般不与稀酸反应；钛在高温下能与非金属碳、氮、硼反应生成TiX型化合物，它们硬、难溶、稳定，被称为金属陶瓷；二氧化钛为白色粉末，俗称钛白，其性质稳定，物理性质优异，兼有铅白的遮盖性能和锌白的持久性能，是重要的高级白颜料；钛酸亚铁FeTiO3是一种天然存在矿物，是重要的钛资源之一。（1）利用金属钛对空气的强大吸收力，几乎可以形成真空。写出钛加热时吸收空气的反应方程式： ；上述产物中的一种外观酷似黄金，但比黄金耐磨，镀在工艺品外，永探其灿烂金光，它的化学式为： 。（2）钛白的化学制法有两种：一种是用干燥的氧气在923K102

23、3K时对TiCl2进行氧化，其反应方程式： ；其二是硫酸法，首先使磨细的钛铁矿用浓硫酸在不断地通入空气搅拌的条件下进行反应，制得可溶性二水合硫酸氧盐，其反应方程式： ；趁热过滤，所得滤液叫钛液，加热钛液，促进水解，制得一水合二氧化钛沉淀。其水解反应方程式： ；把水含氧化钛在1173K1223K煅烧即得钛白。（3）制造钛白过程中，需要测定钛白Ti（）的含量。测定时首先取10mL钛液用水冲稀10倍，加过量铝粉，充分振荡，使其完全反应，Ti（）AlTi3Al3。过滤后，取出滤液20mL，向其中滴加23滴KSCN溶液，再加5 mL蒸馏水振荡，用酸式滴定管滴加0.1mol/L FeCl3溶液，终点到来时

24、，用去了30mL的FeCl3溶液。求原钛液的物质的量浓度。（4）钛白在自然界中以金红石矿存在。目前大规模生产钛的方法是：首先将金红石、炭粉混合，在高温条件下通入氯气制得TiCl4，其反应方程式为： ；第二是氮气氛围中用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛，此步反应方程式： ；如何从上述所得产物中获得纯净金属钛？简述主要步骤： 。铌（Nb）是钢灰色的金属，具有很强的耐腐蚀性，在冶金工业上有广泛应用。（1）铌的元素符号是41，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）将Nb2O5与苛性钾共熔后，可以生成溶于水的铌酸钾，将其慢慢浓缩可以得到晶体KpNbmOn16H2O，同

25、时发现在晶体中存在NbmOnp离子。该离子结构由6个NbO6正八面体构成的。每个NbO6八面体中的6个氧原子排布如下：4个氧原子分别与4个NbO6八面体共顶点；第5个氧原子与5个八面体共享一个顶点；第6个氧原子单独属于这个八面体的。列式计算并确定该晶体的化学式。计算该离子结构中距离最大的氧原子间的距离是距离最短的铌原子间距离的多少倍？（3）晶体Nb6Cl12SO47H2O中阳离子Nb6Cl122的的结构为：6个金属原子构成八面体骨架，每个卤离子形成双桥基位于八面体的每条棱边上。借助右边的立方体，画出氯离子在空间的排布情况（用表示）。另有一种含卤离子Nb6Ixy，6个Nb原子形成八面体骨架结构，

26、碘原子以三桥基与与Nb原子相连。确定x的值，并也在右图上画出I原子的空间分布情况（用表示）。X （4）Nb金属的晶格类型为体心立方晶格，原子半径为143pm，相对原子质量为92.9。试计算该晶体铌的密度。 （5）据最新报导，我国化学家将分子比为615的分析纯K2CO3、Fe2O3、Nb2O5混合研磨强热，通过一系列反应后得到一种新铌酸盐，写出该盐的化学式。 X是由1830年瑞典化学家塞夫斯特姆（Sefstrom）在一种铁矿中肯定了它作为一个新元素，它是多价态元素（由2至5），以5价最稳定，各种氧化态的化合物都有美丽的颜色，五彩缤纷。X是银灰色的金属，纯金属具有延展性，不纯时硬而脆，有高的熔点，

27、是难熔金属。X容易呈钝态，因此在常温下活泼性较低；耐盐酸、碱、氯、盐腐蚀的性能比不锈钢强，但不耐硝酸、硫酸、氢氟酸、王水的腐蚀；高温下能与大多数非金属化合，一般生成非化学计量的化合物。X在现代化工业和国防技术中有着广泛而重要的用途，我国四川攀枝花地区蕴藏着世界上少有的极为丰富的矿藏，为我国四化建设提供了优厚的物质条件。（1）X的元素符号是 ，基态电子构型是 。（2）X的最高价氧化物是棕黄色固体，难溶于水，是化学工业中重要的催化剂，可以由它的一种含氧酸的铵盐加热分解得到，生成氨气的物质的量和铵盐相等，请写出该氧化物的制备化学反应方程式。（3）X的最高价氧化物是两性氧化物，以酸性为主，溶于强碱（如

28、，氢氧化钠）生成最高价含氧酸盐；溶于强酸（如硫酸）生成氧基离子形式的盐。请写出化学方程式；它有一定的氧化性，若将其溶于浓HCl，会发生了氧化还原反应，1mol该氧化物完全反应，转移电子2mol。（4）第3问中与硫酸反应得到的产物阳离子有较强的氧化剂，能与许多还原剂反应，被还原的低价产物都有丰富多彩的颜色。比如和Fe2、I、Zn三种物质在酸性条件下反应，由于还原剂强弱不同，反应产物（溶液）颜色由蓝绿紫，请分别写出反应离子方程式：（5）如果10.00g X的最高价氧化物在酸中溶解并被Zn还原成紫色产物，那么加入多少摩尔I2可将紫色变成蓝色？（6）将X的最高价含氧酸的铵盐溶液于热的草酸铵和草酸溶液中

29、，能制得蓝色络合物晶体，应用下述实验结果，先写出可能发生的离子反应方程式，再计算求其化学式(NH4)aXO(C2O4)b2H2O中的a和b值。称取蓝色络合物237.4mg，溶解在过量的热的稀硫酸中，用0.0194mol/L的KMnO4溶液滴定，需要38.95mL。当再加少量亚硫酸钠晶体于此溶液中，加热，溶液又变成蓝色。使溶液沸腾，以除去过量的SO2，然后冷却。再用0.0194mol/L的KMnO4溶液滴定，只需要7.8mL。4f元素58Ce至71Lu及其化合物通常以三价阳离子方式出现，近年来，发现它们有令人感兴趣的技术应用价值，例如，用于微电子学，作催化剂、发光材料、磁性材料、高温超导体等等。因它们在化学性质上极其相似，在自然界里是共生的，其化学性质的递变可以部分地如同讨论周期系里所有元素那样借助于离子半径得以解释。4f元素的个性对它们的彼此分离和实际使用具有重要意义。经常以氢氧化物沉淀从矿物里得到4f元素。现有镧系元素（Ln）的硝酸盐溶液cLn(NO3)20.1mol/L、298K下各镧系离子的沉淀pH值如下：Ln58Ce60Nd65Tb69Tm70YbpHF7.106.786.475.985.