2021高中化學(xué)競賽-《元素化學(xué)》綜合練習(xí)1

《元素化學(xué)》綜合練習(xí)1

一、S04?一和S2O8?一(過二硫酸根離子)結(jié)構(gòu)中，硫原子均位于由氧原子組成四面體的中心，且所有原子的最

外層電子均滿足8電子結(jié)構(gòu)。已知S2OF-中兩個硫原子間存在過氧鍵，S2CV一有強(qiáng)氧化性。H2s能分步水解產(chǎn)生

過氧化氫。------------------------

(1)請在右邊方框中畫出SOM-的立體結(jié)構(gòu)圖，分別用實(shí)心圓點(diǎn)“?”和空心圓點(diǎn)

“?！泵璩鲅踉雍土蛟拥奈恢谩?/p>

(2)寫出過二硫酸的結(jié)構(gòu)簡式，并確定氧、硫元素的化合價

(3)分析SzCV一有強(qiáng)氧化性的原因是______________________________________

(4)寫出H2s208在D：0中水解的兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式。

第一步:。

第二步：0

二、次磷酸(H3P02)是一種強(qiáng)還原性的弱酸，它能發(fā)生下列反應(yīng)：

■W+B，——?白色況淀

紇反應(yīng)警(C)

,CUS。*溶液

?H3P04

反應(yīng)(邕)

+a-----喉色團(tuán)體，^球色培液

,CuX--------

反應(yīng)C)------?無色氣體白羽

CuX的主要性質(zhì)如下：CuX是一種紅棕色、難溶于水的物質(zhì)；CuX不穩(wěn)定，溫度超過60℃時分解成金屬銅和

一種氣體；在氯氣中能燃燒；Cu+在酸性條件下可發(fā)生反應(yīng)2cu+=CM，+Cu。根據(jù)以上信息，結(jié)合所學(xué)知識，回答

下列問題：

(1)CuX中X是表示一種元素，這種元素是。

(2)反應(yīng)(a)的化學(xué)方程式為。

(3)反應(yīng)(c)的離子方程式為。

(4)反應(yīng)(b)中，當(dāng)有ImolCuX被氧化時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為個。

(5)如果把CuX溶解在足量的稀硝酸中產(chǎn)生的氣體只有NO,則有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為

三、近年來，鎂在汽車、航天、航空、機(jī)械制造、軍事等產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用迅猛發(fā)

展。

(1)新型鎂合金可被大量應(yīng)用于制造筆記本電腦外殼、競賽自行車框架等，這是

由于鎂合金具有等優(yōu)異性能。

(2)某研究性學(xué)習(xí)小組探究以鎂條、鋁片為電極，以稀NaOH溶液為電解質(zhì)溶

液構(gòu)成的原電池(如右圖所示)時發(fā)現(xiàn)，剛開始時，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，鎂條做負(fù)

極；但隨后很快指針又向左偏轉(zhuǎn)，鎂條表面有極少量的氣泡產(chǎn)生。

①開始階段，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是°

②隨后階段，鋁片發(fā)生的電極反應(yīng)式是;鎂條表面只有極少量

的氣泡產(chǎn)生，其原因是：2H20+2e=H21+20H,則鎂電極發(fā)生的主要反應(yīng)的電極反應(yīng)式為

(3)經(jīng)研究測定，鎂與不同濃度的硝酸反應(yīng)，生成氣體產(chǎn)物的含量隨HN03濃度變化曲線如右圖所示，溶液

中的產(chǎn)物有Mg(NCh)2、NHaNCh和HzO。

①某同學(xué)擬用1.2g鎂與100mL硝酸反應(yīng)制取二氧化氮，硝酸的物質(zhì)的量濃度至少為。

②960mgMg能在IL4moi/L的HNCh中完全溶解，并可收集到224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方

程式為

____________________________________O

四、氯酸是一種強(qiáng)酸，其濃度若超過40%就會迅速分解，產(chǎn)生一種比它酸性更強(qiáng)的酸，同時放出兩種氣體

的混合氣體，該氣體干燥后的平均相對分子量為45.57,它可以使?jié)駶櫟牡矸垡籏I試紙變藍(lán)后又褪色。試寫出

(1)氯酸分解的方程式?

(2)氣體與淀粉一KI試紙反應(yīng)的化學(xué)方程式。

五、某研究性學(xué)習(xí)小組研究HNCh的氧化性，設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)：

在盛有新配制的FeSOa溶液的試管中滴入2滴KSCN溶液，觀察現(xiàn)象，然后再加入濃HNCh,溶液的顏色變紅，

但是將紅色溶液放置一會兒則發(fā)現(xiàn)溶液由紅色快速變?yōu)樗{(lán)色，并產(chǎn)生紅棕色氣體，這一奇特現(xiàn)象激起了同學(xué)們的好

奇心與求知欲望，他們對此現(xiàn)象設(shè)計了探究性實(shí)驗(yàn)。

(1)甲同學(xué)認(rèn)為是溶液中的Fe2+的干擾造成的，大家經(jīng)過理性分析，認(rèn)為可以排除Fe2+的干擾，理由

是。

(2)乙同學(xué)認(rèn)為紅色消失，說明Fe(SCN)3被破壞，紅棕色NCh說明了某些離子與HNCh發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，

推測可能是KSCN與HNCh作用。根據(jù)C、S、N的原子結(jié)構(gòu)和共價鍵的相關(guān)知識推斷SCN?的結(jié)構(gòu)式

為。

(3)根據(jù)乙同學(xué)的，觀點(diǎn)，設(shè)計了實(shí)驗(yàn)方案1,往濃HNO?中逐滴加入KSCN溶液，實(shí)驗(yàn)開始時無明顯現(xiàn)象，一段

時間后溶液慢慢變紅色至深紅色，突然劇烈反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡，放出紅棕色氣體，而溶液紅色消失變?yōu)闇\綠色，溶

液溫度升高；繼續(xù)滴入KSCN溶液變?yōu)闇\藍(lán)色，最后變?yōu)闊o色。將產(chǎn)生的氣體通入過量的Ba(OH”溶液，產(chǎn)生渾濁，

并剩余一種非極性氣體；向反應(yīng)后的溶液中加入BaCh溶液產(chǎn)生白色沉淀。(此過程中溶液顏色變化不必細(xì)究)

寫出向濃HNO3中滴入KSCN離子的方程式：。

(4)丙同學(xué)認(rèn)為SCN-的性質(zhì)還可進(jìn)一步探究，設(shè)計了方案2,向Fe(SCN)3中分別滴加過量的氯水、溟水，溶液

的紅色均消失變?yōu)辄S色，而加入過量的碘水時溶液的顏色基本不變。丙同學(xué)的設(shè)計意圖

是。

(5)通過本次探究，可知用SCN間接檢驗(yàn)Fe?+時應(yīng)注意?

六、向CU(NH3)“SO4的水溶液通入SCh至溶液呈微酸性，生成白色沉淀Q(化學(xué)式NHaCuSCh)。將Q與足量

的10mol/L硫酸混合微熱，生成金屬單質(zhì)A、有刺激性氣味的氣體B和溶液C。

(1)寫出生成Q的化學(xué)方程式：________________________________________________

(2)Q晶體中呈正四面體的原子團(tuán)是：,Q中(填“有”或“沒有”)未成對電子；

(3)溶液C的顏色是色的；金屬單質(zhì)A是色的，其重要用途之一是；

(4)寫出Q與足量10moi/L硫酸混合微熱反應(yīng)的化學(xué)方程式：

七、Tetraazidomethane是化學(xué)家2006年新制得的一種只由兩種元素構(gòu)成的化合物。這兩種元素■種是有機(jī)

物中必不可少的，而另一種則是大氣中含量最高的元素。制備Tetraazidomethane的一種方法是由含睇鹽A與一種鈉

鹽B在一定條件下發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。鹽A的陽離子為三角錐形，含氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為91.30%；陰離子為SbChT。鈉

鹽B的陰離子和CCh是等電子體。Tetraazidomethane是一種高沸點(diǎn)的液體，含氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為93.33%,有一定的危

險性。

(1)與Tetmazidomethane含有相同元素的二元化合物可能有著截然不同的性質(zhì)，比如按照化合價一般規(guī)律組

成的最簡單形式的化合物X在材料科學(xué)中有著特殊的研究意義。其化學(xué)式為。

(2)已知SbCk,的中心原子上的價電子都用于形成共價鍵了，則SbCk的立體構(gòu)型為一；B的陰離子的立

體構(gòu)型可能為一；

(3)B與KNO3混合，點(diǎn)燃后產(chǎn)生相當(dāng)慢的爆炸，分兩步進(jìn)行反應(yīng)，首先是B分解，產(chǎn)生金屬和一種氣體；

該金屬再與KNO3反應(yīng)，釋放出一種氣體，同時得到兩種用一般點(diǎn)燃法無法制備的金屬氧化物。請寫出可能發(fā)

生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

①____________________________________________________________________

②__________________________________________________________________________________

(4)硝化甘油是丙三醇與硝酸形成的酯，它分解能釋放氮?dú)?、氧氣、二氧化碳和水蒸氣。請寫出反?yīng)的化學(xué)方程

式，并配平：。

Tetraazidomethane、硝化甘油與B均易發(fā)

生爆炸反應(yīng)的主要原因是：。

八、艾哈邁德?澤維爾因在飛秒化學(xué)反應(yīng)動態(tài)學(xué)研

究中突出貢獻(xiàn)，而獲得1999年諾貝爾化學(xué)獎。利用飛

秒技術(shù)，人們可直接測量在化學(xué)反應(yīng)中最短壽命的過

渡態(tài)。人們發(fā)現(xiàn)在飛秒化學(xué)領(lǐng)域中，有一種無機(jī)物(白

色鈉鹽)NaX。其有關(guān)實(shí)驗(yàn)是帶有轉(zhuǎn)折性的范例，為飛

秒化學(xué)動態(tài)學(xué)建立了若干新概念。

梗間分離的距鳥

NaX過渡態(tài)分解的飛秒動態(tài)學(xué)過程示意圖

已知：①NaX溶于水呈中性。②在NaX的水溶液中滴加堿性鹽NaY溶液時，溶液變成棕黃色。③若繼續(xù)加

過量NaY溶液，溶液又變成無色。④NaX溶液與FeCb溶液作用，溶液變成棕色渾濁。⑤NaX溶液與AgNCh溶

液作用，有黃色沉淀析出。⑥NaY與濃鹽酸反應(yīng)，有黃綠色刺激性氣體生成。⑦此氣體同冷NaOH溶液作用，可

得到含NaY的溶液。

在NaX微粒的反應(yīng)中（如右圖所示）。用飛秒化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，人們首次證明有化學(xué)鍵的共振行為。在實(shí)時觀測

中發(fā)現(xiàn)，化學(xué)鍵的轉(zhuǎn)化是沿反應(yīng)坐標(biāo)從共價鍵到離子鍵（曲線1、2,文獻(xiàn)報道R尸2.70；R2=6.93）O從此實(shí)驗(yàn)，人

們可以得到動態(tài)學(xué)的若干關(guān)鍵參數(shù)，如化學(xué)鍵斷裂的時間、共價鍵/離子鍵的偶合量值，反應(yīng)軌跡的分支等。問題：

（1）NaX*在核間距為多少時，有成鈉原子分離？

（2）NaX和NaY各是何種物質(zhì)？

（3）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：

②____________________________________________

④____________________________________________

⑥_____________________________________________

九、&P（F‘（OH）3）=4X1038勺"/。*）？）=80X1016左即（a（oH）3）—6x101

Cr2O72/Cr3，=1.33v￡&1%3+/Fe2'=0.77v

處理含格（VI）廢水的一種方法是用FeSCh把銘（VI）還原為銘（III）加同時轉(zhuǎn)化為鐵氧

2+3+3+

體FeCrxFe2-xO4

2+33+

1.為了把廢水中CrOa還原并轉(zhuǎn)化為鐵氧體FeCr\Fe2-xO4,至少需加CrOa含量多少倍的FeSOa-7H2O固體？

2.如果含鋁廢水為酸性，按銘（VI）在廢水中實(shí)際存在形式，計算還原反應(yīng)的pH應(yīng)在何范圍？（其它離子濃度均按

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)計算）

3.沉淀出組成和鐵氧體相當(dāng)?shù)某恋?，pH需在8~10間進(jìn)行,為什么？

參考答案（1）

23.（12分）

乳元索的化合價有-1、-2（1分）硫元京的化合價為+6（1分）

（3）8,0；-中存在過氧鍵，其中氧元索的化合價為-1,故有強(qiáng)氧化性（2分）

（4）g0.+哨0=HS0；'0D+IIS0，D（2分）

HSOjD+Dj*O■—HSO；*OD+D&（2分）

24.（每空2分，共8分）

HH

II

7兇一B<%.

（1）B1MH.（2）%%（3）C,HS（4）H-BN-1I

、N=B，

II

HH

25.（每空2分，共10分）

（1）氮（2）6為0+3%陽）2+4CUSO4=3H!K）4+4G.H+4H?S0.

（3）S0；+Ba"=BaSO.1（4）1.806X101,

（5）CuH+3fT+NO；=CJ++N01+2H2O

26.（14分）

（1）密度小、強(qiáng)度大（2分）

（2）①M(fèi)g+20H--2e--M乳OH）2（2分）

②A1+4OH--3e=A10；+2H2O（2分）O2+2^0+4e=?OH（2

⑶①12moi/L（2分）

（2M0Me+!OOHNO.=5NOt+ILT+N0.t+3N"+4NH.N0.+40M“NO.）、+41H,O（4分）

四、（1）26HC1O3==15O2t+8C12t+1OHCIO4+8H2O

（2）Cb+2HI==2KC1+HI2+5C12+6H2O==2HI03+10HC1

五、（1）體系中N02逸出說明HNC>3過量，不可能在溶液中殘留有Fe2+。（2分）

（2）[S-C三N「（2分）

-+

（3）2SCN+22NOJ+20H=2SO+2CO2I+22NO2t+N2t+10H2O（3分）

（4）驗(yàn)證SCN一的還原性強(qiáng)于C「、Br一而弱于廣（2分）

（5）加入的氧化劑不能過量（2分）

六、⑴2CU（NH3）4SO4+3SO2+4H2O=2NH4CUSO3I+3（NH4）2SO4（2分）

+

（2）NH4（1分）沒有（1分）（3）藍(lán)（1分）紫紅（1分）作導(dǎo)線（1分，其他合理答案亦可）

（4）2NH4CUSO3+2H2SO4=CU+（NH4）2SO4+2SO2+CUSO4+2H2O（2分）

七、⑴C3N4（1分）（2）正八面體（1分）直線形（1分）⑶①2NaN.?=2Na+3N2t（2分）

②10Na+2KNO3=K2O+5Na2O+N2t（2分）

（4）4c3H5（NCh）3f6N2t+02t+12CO2t+10H2Ot（2分）他們的分解產(chǎn)物中都有N"氮分子中

有叁鍵，形成時卷放出大量的熱，以致于產(chǎn)生的氣體迅速膨漲，引起爆炸（2