高中化学竞赛试题2

第1页（共5页）成都实外高2012级化学竞赛训练题（八）H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc[98]Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La－LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po[210]At[210]Rn[222]Fr[223]Ra[226]Ac－LaRfDbSgBhHsMtDs第一题（12分）银以游离态单质银或以硫化矿的形式存在于自然界。无论以何种形式存在的银矿，都可用氰化钠溶液浸取，而获得银氰配合物的溶液，再在溶液中用锌还原即可得粗银。1．试写出上述有关的三个配平的化学方程式。2．银器使用日久逐渐变黑而失去美丽的外观。对变黑的银器多用抛光的方法使之恢复光泽，但这样黑绣中的银也随之损失掉。一种化学除银黑锈的简便方法是：含食盐的稀溶液于铝容器内，将变黑银器浸入溶液中，并使银器与铝容器接触，放置一段时间后，黑锈就会褪去，而银却极少损失。写出除锈的化学反应方程式。3．金属金常常可以在铝硅酸盐岩石中发现，它很细地分散在其他矿物之中。从金矿中提取金，传统的且效率极高的方法也是氰化法。试写出配平的化学方程式。第二题（6分）汞有一种化合物X，室温下是无气味、白色结晶粉末，不溶解于水，400～500℃时升华，光照能分解，常用做电极材料。X俗名轻粉，可由水银、明矾、食盐等混合炼制，有攻毒杀虫消水肿之功效。1．写出X的化学式和电子式；2．写出制备X的化学方程式；3．从反应体系中分离出X的方法。第三题（25分）铜是一种重要的导电金属，含铜最丰富的自然资源是黄铜矿（CuFeS2）。一般铜的冶炼以黄铜矿为原料。1．常规冶炼方法是①通入适量氧气，将金属转化为低价硫化物；②通入适量氧气，将金属转化为低价氧化物；③加入SiO2将铁以矿渣形式除去；④将铜的硫化物和氧化物按适当比例混合反应得到单质粗铜。（1）写出各步反应方程式和总反应方程式。（2）上述方法得到的是粗铜，如何得到精铜？2．除上述干法外，另一种用湿法冶炼的技术是：①用FeCl3、CuCl2的混合液处理富铜矿砂，使其中的Cu元素转变为难溶物A，S元素转变为硫磺沉淀；②将沉淀分离出来，用NaCl溶液处理所得的沉淀物，使A溶解变成化合物B，从而和硫黄分离；③控制条件使B在溶液中通过歧化反应生成铜，并得到母液C。（1）指出化合物A、B各是什么物质；（2）写出①②③步处理的化学方程式；（3）如何处理母液C？3．据最新报道，有一种叫Thibacillusferroxidans的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。反应是在酸性溶液中发生的。（1）试写出配平的化学方程式。（2）细菌法溶解黄铜矿比空气中燃烧硫化铜的方法有何优点？列举三点。第2页（共5页）4．最近我国学者发现，以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和O2（空气）反应，生成物冷却之后经溶解、除铁、结晶，得到CuSO4·5H2O，成本降低了许多。实验结果如下：沸腾炉温度/℃560580600620640660生成物水溶性Cu/%90.1291.2493.5092.3889.9684.23酸溶性Cu/%92.0093.6097.0897.8298.1698.19酸溶性Fe/%8.566.723.462.782.372.28（1）CuFeS2和O2主要反应的方程式为（2）实际生产过程的沸腾炉温度为600～620℃。控制反应温度的方法是（3）温度高于600～620℃生成物中水溶性Cu（%）下降的原因是第四题（18分）金属X的含氧酸钾盐是一种深褐色固体A，其中含钾元素18.9%；A在浓硫酸作用下得到红色晶体B，B是X的氧化物，含氧48.0%；将1.000gA溶于，加入足量酸性KI溶液，然后再用1.200mol/L的Na2S2O3溶液进行滴定，消耗体积25.84mL。1．通过计算确定X的元素符号和B的化学式，并写出X的核外电子排布式；2．通过计算确定A的化学式，并写出A与KI反应的离子方程式3．写出A与浓硫酸作用得到B的化学方程式；4．B也具有强氧化性：①乙醇能在B的固体中燃烧；②乙醇能被B的酸性溶液氧化为乙醛。写出①②的化学方程式；反应②在实际生活中有什么用途。5．被KI还原的A溶液中可析出一种重要的矾，含有7.83%的K＋和10.41%的X离子。请写出该矾的化学式。第五题（12分）化合物A由前四周期的三种元素组成，能与水反应，生成白色沉淀B和无色气体C；B既能溶于强酸，又能溶于强碱，还能溶于氨水；C是非极性分子，能燃烧；1.000gA与水反应后产生的气体C燃烧后，产物经干燥后得到0.923g气体D，D也是非极性分子。1．写出B、C、D的化学式；2．写出A的化学式，判断A是离子化合物还是共价化合物？3．写出A与水反应的化学方程式，该反应能发生的最主要原因是什么？4．写出溶解B的三个方程式第六题（27分）自然界中，许多金属（如Zn、Cu、Pb、Fe）以硫化物矿物形式存在，其中铁的存在形式是FeS2（硫铁矿）。在开采硫铁矿地区，开采出的矿石暴露在空气和水中，逐渐被氧化。有关的反应可表示如右图：1．画出S22－的价键结构，用小黑圆点表示电子；写出存在相同价键结构，但S呈现不同价态的化合物一例。2．硫铁矿在当前工业上的主要用途是什么？写出FeS2参加反应的化学方程式。3．请写出右图中①～④反应的（配平的）方程式。4．如果矿山中水流（或雨水）不断淋洗硫铁矿，总的趋势是什么？为什么？5．如果反应③中途停止（断绝O2供给），但仍有FeS2剩余，将引起什么结果？6．FeS2矿物的氧化对周围的土壤及地下水有何影响？7．在生产中，使Fe3＋水解析出Fe(OH)3沉淀，是除去产品中杂质铁的常用方法。但Fe(OH)3具有胶体性质，沉淀速度慢，分离也困难。现在工业生产中改用加入氧化剂（H2O2）到含Fe2＋的硫酸盐溶液中，使Fe2＋全部转化为Fe3＋，当pH＝1.6～1.8，温度为358K～368K时，Fe3＋水解，水解产物为浅黄色的晶体，俗称黄铁矾。黄铁钒颗粒大，沉淀速度快，容易过滤。请写出氧化剂氧化Fe2＋离子的化学方程式以及逐步水解铁盐［以Fe2(SO4)3为例］得黄铁矾［Na2Fe6(SO4)4(OH)12］的化学方程式。8．如果黄铁矿全部转化成FeO(OH)和氢离子，计算需要多少摩尔的FeS2使1.0L纯水的pH降到3.0？（不考虑HSO4－的形成）第3页（共5页）9．矿物胆矾（CuSO4·5H2O）溶于水渗入地下，遇到黄铁矿，铜将以辉铜矿（Cu2S）的形式沉积下来；而反应得到的铁和硫则进入水溶液，该溶液无臭味，透明不浑浊，绿色，呈强酸性。写出配平的化学方程式。10．FeS2也可溶解在Br2的KOH溶液中，写出化学方程式？11．铁能呈高价态，将Fe2O3、KNO3和KOH混合并加热共融，可得紫红色高价铁盐，写出化学方程式。12．自然界中其它金属（Pb、Cu、Zn）的矿物氧化后是留在原地，还是发生迁移？说明理由。第4页（共5页）《金属》参考答案（08）第一题（12分）1．4Ag＋8NaCN＋2H2O＋O2＝4Na[Ag(CN)2]＋4NaOHAg2S＋4NaCN＝2Na[Ag(CN)2]＋Na2SZn＋2Na[Ag(CN)2]＝Na2[Zn(CN)4]＋2Ag↓（各2分）2．Al＋3Ag2S＋6H2O＝6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S（2分）3．4Au＋8CN－＋O2＋2H2O＝4[Au(CN)2]－＋4OH－Zn＋2[Au(CN)2]－＝[Zn(CN)4]2－＋2Au（各2分）第二题（6分）1．Hg2Cl2（2分）（1分）2．12Hg＋12NaCl＋4KAl(SO4)2＋3O2＝6Hg2Cl2＋6Na2SO4＋2K2SO4＋2Al2O3（2分）3．升华（1分）第三题（25分）1．（1）2CuFeS2＋O2＝Cu2S＋2FeS＋SO2FeS＋O2＝FeO＋SO22Cu2S＋3O2＝2Cu2O＋2SO2FeO＋SiO2＝FeSiO3Cu2S＋2Cu2O＝6Cu＋SO22CuFeS2＋2SiO2＋5O2＝2Cu＋2FeSiO3＋4SO2（各1分）（2）以粗铜作阳极，薄精铜片作阴极，用直流电电解纯硫酸铜溶液（2分）2．（1）A是CuCl；B是NaCuCl2（各1分）（2）CuFeS2＋3FeCl3＝CuCl↓＋4FeCl2＋2S↓CuFeS2＋3CuCl2＝4CuCl↓＋FeCl2＋2S↓NaCl＋CuCl＝NaCuCl22NaCuCl22NaCl＋Cu↓＋CuCl2（各1分）（3）母液可以在处理铜矿砂时循环使用（1分）3．（1）4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2＝4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O（2分）（2）①即使含量较少的矿也可以被利用，这种方法适意于被废弃的损坏矿堆；②与治炼法不同，没有SO2排放到大气中，减少了对环境的污染；③能量成本费用远远低于冶炼法。（各1分）4．（1）4CuFeS2＋17O2＝4CuSO4＋2Fe2O3＋8SO2（2分）（2）控制加入CuFeS2的速度，因CuFeS2与O2反应放热（1分）（3）CuSO4＝CuO＋SO3（2分）第四题（18分）1．设B的化学式为XOn/2，讨论n＝1，2，3，4，5，6……时，X的相对原子质量分别为8.67、17.3、26.0、34.7、43.3、52.0……。所以只有n＝6时存在合理的X元素Cr（2分）B：CrO3（1分）Cr：1s22s22p43s23p63d54s1（1分）2．1.000gA中K＋物质的量是0.00689，1.000gA得到电子的物质的量是ne＝1.200×0.02584×1/2×2＝0.0031，所以nK+︰ne＝2︰9（2分）A是氧化剂，起氧化作用的只有Cr(Ⅵ)，并还原为Cr3＋，则A的化学式为K2Cr3Om，A的摩尔质量是78.2/0.269＝290.7g/mol，m＝10，A的化学式是K2Cr3O10（2分）2Cr3O102－＋18I－＋40H＋＝6Cr3＋＋9I2＋20H2O（1分）第5页（共5页）3．K2Cr3O10＋3H2SO4＝3CrO3＋2KHSO4＋H2SO4·H2O（2分）4．①4CrO3＋C2H6O＝2Cr2O3＋2CO2＋3H2O（2分）②2CrO3＋3C2H5OH＋3H2SO4＝Cr2(SO4)3＋3CH3CHO＋3H2O（2分）检测是否酒后驾车（1分）5．K2SO4·Cr2(SO4)3·24H2O或KCr(SO4)2·12H2O（2分）第五题（12分）1．B：Zn(OH)2C：CH4D：CO2（各1分）2．Zn(CH3)2（2分）共价化合物（1分）3．Zn(CH3)2＋2H2O＝Zn(OH)2＋CH4（2分）强酸制弱酸原理（H2O的酸性CH4强）（1分）4．Zn(OH)2＋2H＋＝Zn2＋＋2H2OZn(OH)2＋2OH－＝Zn(OH)42－Zn(OH)2＋NH3＝Zn(NH3)42＋＋2OH－（各1分）第六题（27分）1．（1分）S2Cl2（1分）2．制硫酸（1分）4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2（1分）3．①2FeS2＋7O2＋2H2O＝2Fe2＋＋4SO42－十4H＋②4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3