2001-2010年十年化學(xué)賽題重組卷答案14（元素化學(xué)）

1、2001-2010年十年化學(xué)賽題重組卷14 元素化學(xué)【初賽要求】1、離子方程式的正確書寫。2、鹵素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、錫、鉛、硼、鋁。堿土金屬、堿金屬、稀有氣體。鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、銀、金、鋅、汞、鉬、鎢。過渡元素氧化態(tài)。氧化物和氫氧化物的酸堿性和兩性。常見難溶鹽。氫化物的基本分類和主要性質(zhì)。常見無機(jī)酸堿的形態(tài)和基本性質(zhì)。水溶液中的常見離子的顏色、化學(xué)性質(zhì)、定性檢出（不使用特殊試劑）和分離。制備單質(zhì)的一般方法?！緵Q賽要求】元素化學(xué)描述性知識(shí)達(dá)到國際競賽大綱三級(jí)水平。Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo1.008Ds Rg Cn Uut Uuq Uu

2、p Uuh Uus Uuo1.008Zr NbMo Tc RuRhPdAgCdInSnSbTe I Hf TaW Re OsIrPt AuHgTl PbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLaLu-6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.322322644.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8

3、204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6210210210 126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrXeRn元素周期表RfDbSgBhHsMt2009年第3題 (5分) 用化學(xué)反應(yīng)方程式表示：3-1 用濃氨水檢查氯氣管道的漏氣；(1) 2NH3 + 3Cl2

4、 = N2 + 6HCl (2) NH3 + HCl = NH4Cl (白煙)每個(gè)反應(yīng)式各1分，不配平不給分 (2分)合并成一個(gè)反應(yīng)也得分。得到N2 得1分，得到NH4Cl得1分。3-2 在酸性介質(zhì)中用鋅粒還原離子時(shí)，溶液顏色經(jīng)綠色變成天藍(lán)色，放置后溶液又變?yōu)榫G色。(1) 3Zn +Cr2O72- + 14H+ = 3Zn2+ + 2Cr3+(綠) + 7H2O (2) Zn + 2Cr3+ = Zn2+ + 2Cr2+(天藍(lán))(3) 4Cr2+ + O2 + 4H+ = 4Cr3+(綠) + 2H2O 或2Cr2+ + 2H+ = 2Cr3+(綠) + H2每個(gè)反應(yīng)式各1分，不配平不給分 (

5、3分)2000年第7題（5分） 最近，我國某高校一研究小組將0.383g AgCl，0.160g Se和0.21g NaOH裝入充滿蒸餾水的反應(yīng)釜中加熱到115，10小時(shí)后冷至室溫，用水洗凈可溶物后，得到難溶于水的金屬色晶體A。在顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)A的單晶竟是六角微型管（如右圖所示），有望開發(fā)為特殊材料?，F(xiàn)代物理方法證實(shí)A由銀和硒兩種元素組成，Se的質(zhì)量幾近原料的2/3；A的理論產(chǎn)量約0.39g。1寫出合成A的化學(xué)方程式，標(biāo)明A是什么。（3分）4AgCl3Se6NaOH2Ag2SeNa2SeO34NaCl3H2O (2分)A 是Ag2Se（1分）溶于水的物質(zhì)有哪些？ NaCl、NaOH、Na2

6、SeO3、Na2S（2分，Na2Se獨(dú)得1分）注：Na2Se是由于原料中過量的Se歧化產(chǎn)生的。2002年第6題（8分） 化合物A俗稱“吊白塊”，年產(chǎn)量上萬噸，主要用于染色工藝，具還原性和漂白性，對(duì)熱不穩(wěn)定，有毒。近年報(bào)道，我國一些不法商人違章地將A添加到米、面、腐竹、食糖等食品中增白，導(dǎo)致多起嚴(yán)重食物中毒事件，如某地曾發(fā)生五所學(xué)校400余名學(xué)生食用含A食品一次性中毒事件。已知： 固體A2H2O的摩爾質(zhì)量為154g/mol； A的晶體結(jié)構(gòu)及其水溶液的電導(dǎo)證實(shí)A是鈉鹽，每摩爾A含1摩爾鈉離子。 A在水中的溶解度極大，20飽和溶液A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)45%。 A的制備方法之一是，在NaOH溶液中分甲醛與N

7、a2S2O4（連二亞硫酸鈉）反應(yīng)（摩爾比11），反應(yīng)產(chǎn)物為A和亞硫酸鈉。 A在化學(xué)上屬于亞磺酸的衍生物，亞磺酸的通式為RSO2H，R為有機(jī)基團(tuán)。1畫出A的陰離子的結(jié)構(gòu)（簡）式。MA32316311223118 11836154（或HOCH2SO2或或等）（3分） 2寫出上述制備A的“分子方程式”。 Na2S2O4CH2ONaOHHOCH2SO2NaNa2SO3 （3分）（或Na2S2O4CH2ONaOHHOCH2SO2NaNa2SO3或Na2S2O4CH2ONaOHNaSO2CH2OHNa2SO3）注：寫不寫結(jié)晶水都可以3給出A的化學(xué)名稱?！傲u甲亞磺酸鈉”（或“羥甲基亞磺酸鈉”）（2分）北京2

8、007年第五題（共10分） Si3N4是一種新型陶瓷。請(qǐng)寫出下列制備方法的反應(yīng)方程式（1）SiH4和NH3反應(yīng)：3SiH4 + 4NH3 = Si3N4 + 12H23SiO2 + 2N2 + 6C = Si3N4 + 6CO（若產(chǎn)物為CO2要扣一定分。另，只寫一種制備方法也不扣分。）（2）Si3N4分別和濃H2SO4、KOH（熔融）的反應(yīng)方程式（都不是氧化還原反應(yīng)）：Si3N4 + 2H2SO4 + 9H2O = 3H2SiO3 + 2(NH4)2SO4（產(chǎn)物為H4SiO4、SiO2均可） Si3N4 + 6KOH + 3H2O = 3K2SiO3 + 4NH3 （3）按lewis酸堿理論，

9、給出電子對(duì)的物質(zhì)是堿；接受電子對(duì)的物質(zhì)是酸，請(qǐng)寫出Ca3N2（堿）和Si3N4（酸）間的反應(yīng)方程式： Ca3N2 + Si3N4 = 3CaSiN2（產(chǎn)物為Ca5(SiN3)2也可，需配平）2009年第2題 (6分) 下列各實(shí)驗(yàn)中需用濃HCl而不能用稀HCl溶液，寫出反應(yīng)方程式并闡明理由。2-1 配制SnCl2溶液時(shí)，將SnCl2(s) 溶于濃HCl后再加水沖稀。 SnCl2 + 2HCl = SnCl42- + 2H+ 不配平不給分 (1分) 濃HCl的作用是形成SnCl42-，可防止Sn(OH)Cl的形成，抑制SnCl2水解。 (1分)寫配平的水解方程式，加濃鹽酸平衡向左移動(dòng)，抑制水解 也

10、得分2分 加熱MnO2的濃HCl溶液制取氯氣。 MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O 不配平不給分 (1分)加濃HCl利于升高M(jìn)nO2的氧化電位，降低Cl-的還原電位，使反應(yīng)正向進(jìn)行。表述為提高M(jìn)nO2 氧化性，同時(shí)提高HCl 還原性，也可以。二個(gè)理由各0.5分 (1分)2-3 需用濃HCl溶液配制王水才能溶解金。Au + HNO3 + 4HCl = HAuCl4 + NO + 2H2O (1分)加濃HCl利于形成AuCl4-，降低Au的還原電位，提高硝酸的氧化電位，使反應(yīng)正向進(jìn)行。表述為提高Au的還原性，提高硝酸的氧化性，有利于反應(yīng)向右進(jìn)行，也得滿分。二個(gè)理由各0

11、.5分 (1分)北京2007年第四題（共9分） S和Na2SO3溶液反應(yīng)生成Na2S2O3。另一種制備Na2S2O3的方法是：持續(xù)通SO2入Na2S和Na2SO3的混合液，不久有黃色沉淀生成，沉淀量逐漸增多，溶液pH相應(yīng)下降，反應(yīng)方程式： 2SO2 + 2HS = 3S + SO32 + H2O * （2分）（*在pH 7時(shí)生成S，所以不宜寫成H2SO3 + 2H2S = 3S + H2O，若寫成此式建議扣0.5分。），而后沉淀量減少并消失成無色溶液得Na2S2O3，此時(shí)溶液pH7。反應(yīng)方程式： S + Na2SO3 = Na2S2O3 * （2分）（*問題是制備Na2S2O3，若寫成SO32

12、 + S = S2O32不扣分。）。繼續(xù)通入SO2，又有黃色沉淀生成，反應(yīng)方程式為： S2O32 + 2H = S + H2SO3 （2分） 。原混合物中Na2S和Na2SO3的物質(zhì)的量比為 1：2 （1.5分） ，生成Na2S2O3最有利。若用Na2S和Na2CO3混合液為原料，通入SO2制備Na2S2O3，方法和現(xiàn)象同上，原料液中Na2S和Na2CO3最佳物質(zhì)的量比為 1：2 （1.5分） 。2005年備用第5題（10分）氯化鈀是一種重要的催化劑，在石油化工和汽車尾氣轉(zhuǎn)化中應(yīng)用廣泛，從工業(yè)廢料中提取鈀通常得到的物料是二氯二氨合鈀，然后再用復(fù)雜的工藝得到氯化鈀，并且環(huán)境污染嚴(yán)重，轉(zhuǎn)化率低。2

13、005年有人報(bào)道制取的新工藝，過程較簡單，無污染，直收率99%，產(chǎn)品純度99.95%。1在二氯二氨合鈀中加入一定量的水和鹽酸，加熱至100得澄清溶液A。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：Pd(NH3)2Cl22HCl(NH4)2PdCl4 （2分）2于上述A的熱溶液中加入一定量的氯酸鈉溶液，繼續(xù)加熱溶液有氣體逸出，得溶液B，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，此時(shí)鈀以何形式存在？6ClO310NH43Cl25N218H2O4H（2分）鈀以H2PdCl4形式存在（1分） 3在溶液B中加入10% NaOH溶液調(diào)節(jié)pH10，保持溶液溫度在100左右得沉淀C。如溶液PH10，上清液中鈀含量升高。分別寫出溶液B中生成沉淀C及

14、上清液中鈀量又升高的化學(xué)反應(yīng)方程式。 H2PdCl44NaOHPd(OH)24NaCl2H2O（2分）過量NaOH與部分Pd(OH)2發(fā)生反應(yīng)：Pd(OH)22NaOHNa2Pd(OH)4（2分）在C中加入濃鹽酸加熱至100濃縮直至蒸干，再在120下烘5小時(shí)。寫出發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式。 Pd(OH)22HClPtCl22H2O（1分）2001年第6題（8分） Mn2離子是KMnO4溶液氧化H2C2O4的催化劑。有人提出該反應(yīng)的歷程為：Mn（）Mn（）Mn（）Mn（）Mn(C2O4)n32nMn2CO2請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)2個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證這個(gè)歷程是可信的（無須給出實(shí)驗(yàn)裝置，無須指出選用的具體試劑，只需給出設(shè)

15、計(jì)思想）。 1對(duì)比實(shí)驗(yàn)：其一的草酸溶液中加Mn2+離子，另一不加。在滴加KMnO4溶液時(shí)，加Mn2+者反應(yīng)速率快。（4分）尋找一種試劑能與Mn(VI)、Mn(IV)或Mn(III)生成配合物或難溶物；加入這種試劑，反應(yīng)速率變慢。（4分）（注：表述形式不限。其他設(shè)計(jì)思想也可以，只要有道理都可得分。）2010年第6 題（8分） 在我國青海、西藏等地有許多干涸鹽湖盛產(chǎn)一種鈉鹽Q。Q為一種易溶于水的白色固體。Q的水溶液用硫酸酸化，得到弱酸X。X為無色小片狀透明晶體。X和甲醇在濃硫酸存在下生成易揮發(fā)的E。E在空氣中點(diǎn)燃呈現(xiàn)綠色火焰。E和NaH反應(yīng)得到易溶于水的白色固態(tài)化合物Z（分子量37.83）。B4O

16、5(OH)42 + 3 H2O + 2 H+4 H3BO3 寫B(tài)4O72-配平的方程式也得滿分。 (1分)6-1寫出由Q得到X的離子方程式。6-2 寫出X在水中的電離方程式。B(OH)3 + H2O B(OH)4 + H+ (1分)6-3 寫出X和甲醇在濃硫酸存在下生成E的化學(xué)方程式。B(OH)3 + 3 CH3OH B(OCH3)3 + 3H2O (1分)6-4 寫出E燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式。2 B(OCH3)3 + 9 O2B2O3 + 6 CO2 + 9 H2O (1分)6-5 寫出由E和NaH制備Z的化學(xué)反應(yīng)方程式。 B(OCH3)3 + 4 NaHNaBH4 + 3 NaOCH3 (1

17、分) 6-6 Z在水溶液里的穩(wěn)定性與溶液pH有關(guān)，pH越大越穩(wěn)定。為什么？水溶液的pH越大，H3O+越低，BH4 和H3O+ 的反應(yīng)越難，因而NaBH4越穩(wěn)定。 (1分)6-7近年來，用Z和過氧化氫構(gòu)建一種新型堿性電池已成為熱門的研究課題。該電池放電時(shí)，每摩爾Z釋放8摩爾電子，標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢大于2 V。寫出這種電池放電反應(yīng)的離子方程式。 BH4 + 4 H2O2 B(OH)4 + 4 H2O (2分)2010年北京第6題（ 13 分）銅有如下的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(E/V)圖：且Cu(NH3)42+的累積穩(wěn)定常數(shù)為2.11013。則：Cu(NH3)2+的累積穩(wěn)定常數(shù)(填 、 或 =) 2.11013；（1

18、分）無色的Cu(NH3)22SO4、NH3混合溶液常用于氣體中的氧含量分析。a）寫出混合液與氧氣發(fā)生反應(yīng)的離子方程式；指出混合液怕酸的原因是(用離子方程式表示) 4Cu(NH3)2+ + O2 + 2H2O + 8NH3 = 4Cu(NH3)42+ + 4OH 2Cu(NH3)2+ + 4H+ = Cu2+ + Cu + 4NH4+ （4分）b) 為保存混合液不因密封性不好而變色，會(huì)在其中放一些銅屑，此做法的理由是：如萬一密封性不好，體系中進(jìn)入少量空氣，會(huì)發(fā)生部分Cu(NH3)2+氧化成Cu(NH3)42+的反應(yīng)，加入銅屑，Cu可把Cu(NH3)42+ 還原成Cu(NH3)2+。即：Cu(NH

19、3)42+ + Cu = 2 Cu(NH3)2+ （3分）（3）對(duì)于Cu(NH3)42+，中心形成體采用的雜化軌道是dsp2 ，其顯色的原因是二價(jià)銅的電子構(gòu)型是3d 9，可以d-d躍遷，它的溶液在外磁場中能否增重能 （填能或否）（3分） 。（4）向Cu(NH3)4SO4溶液中加入過量的KI硫酸溶液，則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 2Cu(NH3)4SO4 + 5KI + 4H2SO4 = 2CuI+ KI3 + 2K2SO4 + 4(NH4)2SO4 （2分） 北京2009年第3題（8分）稱取2.379 g金屬化合物（化學(xué)式為MaXbcH2O），用過量SOCl2（bp 78C）脫去其結(jié)晶水，得到MaXb，逸出氣體（過量SOCl2已冷凍除去）溶于HCl和H2O2的混合液，加沉淀劑得到