化学竞赛物质推断专题一

物质推断专题一第一题金属X被喻为“含在口中就熔化的金属”，是1871年俄国化学家门捷列夫在编制化学元素周期表时曾预言的“类铝”、1875年法国化学家布瓦博德朗从闪锌矿中离析出的金属。近年来，X成为电子工业的新宠，其主要用途是制造半导体材料，被誉为“半导体材料的新粮食”。1．X的元素符号是，电子构型是。呈现的化合价可能是和。2．X的化学性质不活泼，在常温下几乎不与氧和水发生反应，但溶于强酸和强碱。写出离子反应方程式。3．X的熔点为（请估计），沸点却高达2403℃，更奇妙的是X有过冷现象（即熔化后不易凝固），它可过冷到－120℃，是一种低熔点、高沸点的液态范围最大的金属，是金属制造材料中的千古绝唱。并分析X做该材料时还可能具有哪些性质。4．X不能像普通金属那样任意堆放，也不能盛装在玻璃容器内，试分析可能原因，并提出保存方案。第二题有强烈气味的无色液体A在100℃蒸馏时，其组成不变。此液体的蒸气密度（相对于空气）随温度而改变，100℃时为1.335，20℃时为1.50。若将液体加到新制的氢氧化铜（取化学计量的碱）中，沉淀溶解，形成淡蓝色溶液。将1g液体A与过量浓硫酸在一起加热时，放出密度（相对于空气）为0.966的气体360mL，若将1g液体A加到含过量MnO2的硫酸溶液中，则放出同样体积的、比前一种气体重1.57倍的另一种气体（体积均以标准状态计）。1．确定液体A的组成，并以必要的计算和反应的化学方程式证明答案。2．为什么蒸馏时此液体的组成不变？为什么它的蒸气的相对密度随温度的变化而变化？第三题某配位化合物的相对分子质量为250.4，它是由Co、N、H、Cl等元素组成，其中N和H组成氨，作为配位体，经下列测定步骤：（1）取此配位化合物晶体2.504g，以水溶解，配成100.0mL溶液（以下称A液）；（2）取A液3.00mL，用硝酸及氢氧化钠调至pH＝7，以铬酸钾作指示剂，用0.0500mol·L－1硝酸银滴至砖红色铬酸银沉淀出现，消耗硝酸银溶液12.00mL；（3）取A液3.00ml，用硝酸调至pH＝1，加入30.00mL0.0500mol·L－1硝酸银溶液，振荡后，再加入硝基苯，使硝基苯在AgCl上形成薄膜，阻止氯化银沉淀转化为硫氰化银沉淀，然后以铁离子作指示剂，用0.0500mol·L－1硫氰化钾溶液滴至红色出现，消耗硫氰化钾溶液12.00mL；（4）取A液10.0mL，加入10.0mL3.00mol·L－1氢氧化钠溶液，加热蒸馏，馏出物用50.00mL0.200mol·L－1盐酸吸收，蒸馏半小时后，用0.200mol·L－1氢氧化钠溶液滴定盐酸吸收液至甲基红变黄，消耗氢氧化钠溶液25.00mL；（5）取A液5.00mL，用硝酸调至pH＝5～6，加入10mL、pH＝5.5的缓冲溶液，以二甲酚橙作指示剂，用0.0200mol·L－1EDTA溶液滴至终点，消耗EDTA溶液25.00mL（钴离子与EDTA形成1︰1配位化合物）。求此配位化合物的分子式。第四题化合物A可以用作火箭的燃料，其水溶液呈碱性，用硫酸酸化一定浓度A溶液，可得到白色沉淀物B（是一种类似于水合物一水合氨的结构组成）。在浓NaOH介质中将A溶液作氧化剂，可放出气体C。气体C的水溶液可以使Cu2＋溶液变成深蓝色溶液D。C的水溶液不能溶解纯净的Zn(OH)2，但若加入适量的NH4Cl固体后，Zn(OH)2溶解变成含E的溶液。将气体C通过红热CuO粉末，可得到一个固体单质F和气体单质G，A的水溶液也有很强的还原能力，它能还原Ag＋，本身被氧化成G。试判断A→G各为何物，并写出各个化学反应方程式。第五题只含两种元素的某有机化合物A是曾经名噪一时的杀虫剂但由于毒性大，容易在生物体内积累，通过食物链传播，现在已经禁用。将A与NaOH的甲醇溶液反应，经酸化后生成强毒性的化合物B（27.06%C，0.38％H，66.56％Cl，其它都是氧元素）。化合物B以前用作木材防腐剂、抗藻剂、杀虫剂、除草剂。化合物B毒性的增大是与其中所含的多氯化合物杂质有关。化合物B也可由其他方法比如化合物D与卤素C直接反应而制得。1.2548g化合物D与金属钠反应，放出149.3mL（在0℃和1atm下）氢气。写出化合物A～D的结构式第六题配位化合物X，（1）由四种元素、11个原子组成；（2）由一个中心金属离子和四个配体组成；（3）中心金属离子是Ⅷ族元素，且测得质量分数是65.10%；（4）其中一种配体是卤素离子，且测得质量分数是23.55%；（5）X有顺式和反式两种异构体。1．配合物X的空间构型是；2．配合物X的化学式是；并给出推理过程：3．试画出顺式－和反式－X的结构，并分别在结构式下边标注顺－或反－。4．还有若干种离子化合物的实验式和X的化学式相同。它们每个还满足如下条件：是由分立的、单核的离子配合物实体构成的；仅含1种阳离子和1种阴离子。写出符合上述条件的所有可能的离子化合物的精确的分子式（清楚给出在每个化合物中每个分立的配合物实体的组成，至少写两个离子化合物）。第七题A和B均为无色晶状物，且在水中溶解度很大。如果在一个长颈瓶中用211.0g化合物A加入100.0mL水，配制成溶液，在另一长颈瓶中，用162.9g化合物B加入100.0mL水配制成溶液。用这两种溶液来做一个令人吃惊的实验：两种溶液倒在一起，产生265.9g沉淀和纯净的水。灼烧这些沉淀，其重量减少至139.0g。灼烧化合物A，得到由构成易变的化合物组成的混合物。在铂坩埚中灼烧化合物B，按精细的化学计量得到化合物C。1．写出A、B和C的化学式2．写出混合A和B的水溶液时和灼烧化合物A时所发生反应的化学方程式。第八题二元化合物A，在一段时间里曾被建议作为炸药用在炮弹的火帽上。A的相对分子质量为184，A热分解时形成一种固体物质X和气体物质Y，后者与烧红的铜丝不起作用，而且由2.05g的物质A可得到500mL气体Y（标准状况）。在标准状况下，物质A在氧气中燃烧时，只生成气态产物，在减压下小心加热物质A，则生成室温下不稳定的物质B，B的相对分子质量要比A小一半。物质B逐渐地转变为物质A和具有半导体性质的高分子化合物C的混合物。1．试确定地B、C、X和Y的组成，并写出上述反应的化学方程式。2．写出A与氯化亚锡（Ⅱ）醇溶液反应的化学方程式和产物D的结构式。已知在反应过程中组成A的各元素原子数目之比不变。D的分子含氢2.1％（质量分数），不含锡，而且是高度对称的分子。第九题化合物A是具有腐蚀性的挥发性红色液体，称取A465mg，使之溶于水中，溶液具有明显的酸性。需要6mmol的Ba(OH)2才能中和它，同时溶液中产生沉淀B。过滤出沉淀并洗涤后用稀HClO4处理，沉淀B转化为一橙红色溶液C，与此同时又产生一白色的新沉淀D。加入过量的KI后、用S2O32－滴定所生成的I3—离子，耗去9.0mmolS2O32－，终点时生成一绿色溶液，经中和可产生葱绿色沉淀E。过滤E，使之溶于过量的NaOH溶液中变成F，再与H2O2共沸，变成黄色溶液G，酸化时进一步变成橙红色溶液H。向H中加入少许H2O2，有蓝色I生成，静置时又变成了J并放出气体K。1．试确认各符号所代表的化合物2．并写出最后一步化学反应的反应式3．在含有Ag＋的溶液中，先加入少量的C，再加入适量的Cl－，最后加入足量的S2O32－，估计每一步有什么现象出现？第十题M的氯化物A为无色液体，将A加入水中加热后冷却有白色固体B生成。向A的水溶液中通入H2S有黄色沉淀C生成，C不溶于盐酸而易溶于氢氧化钠溶液（反应Ⅰ）。向B中加入稀盐酸和锌粉有气体D（含M96.1%）生成，D与硝酸银作用得到黑色沉淀E和物质B（反应Ⅱ）。1．请写出M、A、B、C、D、E所代表的物质。2．写出反应Ⅰ、Ⅱ的化学方程式第十一题无机化合物A由同主族的短周期元素X、Y及Cl组成，其中Cl元素的质量百分含量为61.18%，可由氯化物B（含氯85.13%）和C（含氯66.27%）以物质的量1︰1反应得到。用冰点测定仪确定其摩尔质量为（340±15）g/mol。A只有两种键长：X－Y160pm，Y－Cl198pm。A显示出非常有趣的物理性质：速热可在114℃时熔化，256℃时沸腾；而缓慢加热，约在250℃时才观察到熔化。缓慢加热所得到的熔化物冷却固化时得到橡皮状树脂（D，线形高分子化合物）。256℃蒸馏该熔化物，得一液体，它可在114℃固化。1．写出元素X、Y的符号；2．写出化合物A、B、C、D的化学式；3．画出A、D的结构简式；4．估算相邻氯原子间的距离；5．预测聚合物D是否有导电性，说明理由。第十二题据最近的文献报道，以(Ph3P)2Cu(OOCCH2COOH)（式中Ph－为苯基）与正丁酸铜（Ⅱ）在某惰性溶剂中及氦气氛下反应1h，然后真空除去溶剂，得到淡紫色的沉淀物。该沉淀被重新溶解，真空干燥，如此反复4次，最后在CH2Cl2中重结晶，得到配合物A的纯品，产率为72%。元素分析：A含C（64.88%）、H（3.78%）、P（8.58%），不含氯。红外谱图显示，A中－COO－基团vCOO-（CH2C12中）有两个吸收峰：1633cm－1和1344cm－1，表明它只有单氧参与配位；核磁共振谱还表明A含有Ph－、－CH2－，不含－CH3基团，Ph的结合状态与反应前相同。单晶X射线衍射数据表明有两种化学环境的Cu（且配位数都是4），且A分子有很好的对称性。1．写出配合物A的化学式。2．写出配合物A生成的化学方程式。3．淡紫色沉淀物被重新溶解，真空干燥，如此反复操作多次的目的是除去何种物质？4．画出配合物A的结构式。第十三题化合物A和B的元素组成完全相同。其中A可用CoF3在300℃时与NO2反应制得；B可用AgF2与NO反应制得。其中，A与NO3－是等电子体。1．确定A和B的化学式，指出A中中心原子的杂化形态。2．上述反应中，CoF3和AgF2起什么作用？3．A可用无水硝酸和氟代磺酸反应制备。试写出其化学反应方程式，并指明化学反应类型。4．B也可用潮湿的KF与无水N2O4反应制得。试写出其化学反应方程式，并指明化学反应类型。5．A和B都能发生水解反应。试分别写出B与NaOH和乙醇反应的化学方程式。6．A能与BF3反应，试写出其化学反应方程式，并预测B－F键长变化趋势，简述其原因；同时阐述A反应前后中心原子的杂化形态。第十四题某白色粉末A为含一份金属的盐，难溶于水。灼烧6.90gA到300℃，生成金属B5.40g和两种气体C、D组成的混合物0.84L，其中C的式量大于D的式量。将此混合气体通过灼热铜粉，充分反应，铜粉变黑，气体体积减少到0.56L。所有气体体积都已换算为标准状况下的值。试通过计算确定上述注字母的物质。并写出所发生的热分解方程式。物质推断专题一参考答案第一题1．Ga（1分）[Ar]3d104s24p1（1分）＋1＋3（1分）2．2Ga＋6H＋＝2Ga3＋＋3H2↑2Ga＋2OH－＋2H2O＝2GaO2－＋3H2↑（各1分）3．30℃（只要高于一般室温，低于体温即可，实际熔点29.78℃）（1分）高温温度计（2分，写温度计只给1分）X的液体受热时能膨胀，且随温度呈线性膨胀。（2分）4．当气温高于29.78℃时，固体像就熔化为液体“逃之夭夭”，故要用容器盛装镓，防止固体爆镓化为液体“潜逃”。（1分）另外，嫁具有反常膨胀的性质，当镓由液态凝固成固态时，体积要膨胀3％，这样盛装镓的容器的材料就不能装在玻璃容器里注意。（1分，答出大意即可）要装在具有弹性的塑料袋或橡胶袋中（1分）第二题1．A溶液是含HCOOH74%的恒沸溶液（3分）HCOOH浓硫酸CO↑＋H2O（1分）2HCOOH＋Cu(OH)2＝(HCOO)2Cu＋2H2O（1分）HCOOH＋MnO2＋H2SO4＝MnSO4＋CO2↑＋2H2O（1分）2．一定压力下，恒沸溶液有恒定的组成，不能用蒸馏法分离。在溶液或蒸气中存在二聚甲酸(HCOOH)2，随着温度的升高，二聚甲酸不断解离成HCOOH，故蒸气密度逐渐减小。（3分）第三题[Co(NH3)5Cl]Cl2第四题A：N2