2012湖南师范大学无机化学培训试题1

湖南师范大学无机化学培训试题第一题（12分）、据《科学时报》报道俄罗斯科学家最近合成了质量数为381的第166号化学元素，这项成果又填补了门捷列夫元素周期表上一个空白。据国际文传电讯社报道，第166号化学元素是设在莫斯科郊区的杜布纳核联合研究所的科学家合成的。该研究所所长弗拉基米尔·卡德舍夫斯基近日向媒体宣布说，新元素是7月19日在加速器上通过20782Pb和4421Sc获得的，它存在了千分之50秒的时间，后迅速发生衰变成稳定的20983Bi。则该元素（1）在周期表中的位置（周期、族）？（2）是金属还是非金属？（3）最高氧化态？（4）电子构造？（原子实用原子序数代替）（5）合成该元素的方程式？（6）该元素变成稳定的20983Bi的过程中发生了多少次α和β衰变？第二题（6分）、画出下列含氮化合物的结构，并指出氮原子的杂化方式。（1）C6H12N4S4；（2）B3N3H6；（3）P3N3Cl6。第三题（14分）、A是磷的氧化物，它溶于水时生成等摩尔的磷酸与亚磷酸。3-1写出A的化学式并画出A的结构。3-2缩聚磷酸的分子式一般可用xH2O•yP2O5来表示，令x/y=R，试讨论（1）当R=2时，该酸的分子式和名称分别是什么？（2）当R=1时，该酸的分子式和名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－LaRfDbSgBhHsMtDsLa系La138.9Ce140.1Pr140.9Nd144.2Pm144.9Sm150.4Eu152.0Gd157.3Tb158.9Dy162.5Ho164.9Er167.3Tm168.9Tb173.0Lu175.0称分别是什么？（3）当1R2时，该酸的分子式和名称分别是什么？（4）当R=1.2时，该酸中磷原子个数至少是多少？3-3焦磷酸盐用于电镀铜，Cu2+与P2O74-反应生成浅蓝色沉淀Cu2P2O7，沉淀溶于过量焦磷酸盐溶液生成深蓝色的[Cu(P2O7)2]6-。电镀铜时，铜板作阳极，镀件作阴极，在阴极区存在如下反应：[Cu(P2O7)2]6-[Cu(P2O7)]2-+P2O74-（1）画出[Cu(P2O7)2]6-离子的结构。（2）在阴极是何种离子放电，简述其理由。（3）写出阴极和阳极所发生的电极反应。第四题（6分）、纯硫酸表现出强烈的自电离作用：H2SO4+H2SO4H3SO4++HSO4-K=1.7×10-4(mol/Kg)2由于脱水作用，因而还有几个附加平衡存在：H2O+H2SO4H3O++HSO4-K=1.0(mol/Kg)H2SO4+H2SO4H3O++HS2O7-K=3.5×10-5(mol/Kg)2H2S2O7+H2SO4H3SO4++HS2O7-K=7.0×10-2(mol/Kg)因此，浓硫酸具有较高的导电性。试估算出在100%硫酸中，H2O、H3O+、H3SO4+、HSO4-、HS2O7-和H2S2O7的浓度，并求算反应：H2SO4+H2SO4H2O+H2S2O7的平衡常数。第五题（8分）、锰的氧化物通常氧化态为+2、+3和+4，今有一样品为锰的氧化物构成的化合物，相对分子质量小于265，进行了如下实验来对其组成进行分析。（1）取废料样品0.1051g，加入适量稀硫酸，再加入过量KI溶液，然后用0.1000mol/L硫代硫酸钠溶液滴定碘，消耗硫代硫酸钠溶液16.00mL。（2）同样取样品0.1051g，加入适量稀硫酸后，再加入过量NaOH溶液，在空气中放置，使其充分反应。然后再加入稀硫酸酸化，接下来的操作与（1）的相同，达终点时，消耗硫代硫酸钠溶液24.00mL。5-1写出所涉及的化学方程式。5-2推断出该样品的组成，要有推理过程。第六题（16分）、在一些比较简单的无机配合物中可以观察到类似金属蛋白（氧载体）的吸氧、放氧现象。Co(II)与双水杨醛缩乙二胺反应能形成四配位双水杨醛缩乙二胺合Co(II)[Co(II)(Salen)]。由于制备条件不同，可以生成两种不同固体形态的双聚体产物，一种是褐棕色粘状产物A（活性型），在室温能吸收氧气，在高温放出氧气。另一种是暗红色晶体B（非活性型），在室温下稳定，不吸收氧气。6-1水杨醛与乙二胺反应生成亮黄色片状晶体，写出反应方程式。6-2双水杨醛缩乙二胺与四水醋酸钴在N2气氛下反应可生成Co(II)(Salen)，写出方程式。6-3试画出A和B的结构。6-4非活性Co(II)(Salen)配合物在某些溶剂，如DMF（二甲基甲酰胺）中，能与溶剂配位而形成活性型，后者能迅速吸氧而形成一种2:1型加合物{[Co(II)(Salen)]2(DMF)2O2}，画出该加合物的结构。6-5加合物{[Co(II)(Salen)]2(DMF)2O2}是细颗粒暗褐色沉淀，在其中加入氯仿或苯后，将慢慢溶解，不断放出细小的氧气流，并生成暗红色溶液，写出反应方程式。6-6试解释加入氯仿后放出氧气的原因。6-7配合物的吸氧测定用如下装置：量气管内装水至略低于刻度“0”的位置。上下移动水准调节器，然后检查装置是否漏气。6-7-1上下移动水准调节器的目的是什么，如何检查装置是否漏气？准确称取一定量的[Co(Salen)]，放进干燥的三口瓶中，量取5mLDMF于密封弯管中，塞紧备用。打开活塞1和2，使反应瓶、量气管和氧气瓶系统相通，赶尽空气并使氧气充满反应瓶及量气管，关闭活塞2的氧气进口而使量气管与反应瓶相通，把水准调节器移至量气管右侧，使两者的液面保持在同一水平，读出量气管中的液面位置V1mL。旋转密封弯管，使密封弯管中的DMF全部加入反应瓶中。开动搅拌器，观察反应瓶内反应物的变化。每隔2分钟记录一次量气管中的液面位置，直至吸收氧气反应完全止（量气管中的液面位置连续两次的读数接近V2mL）。已知[Co(Salen)]配合物的摩尔质量（325.233g/mol），实验时温度25oC，压力1.00atm。6-7-2要使V2-V1≤5.0mL，在本实验条件下，[Co(Salen)]配合物与吸收的氧气的摩尔比为2:1。则加入的[Co(Salen)]配合物质量不大于多少？第七题（12分）、在一个容积固定的反应器中有一可左右滑动的密封隔板，如下图所示，在左边存在高效催化剂的平衡体系：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；在右边存在平衡体系：Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)。反应器处于一恒温操作箱中，通过调节恒温操作箱的温度使两边都达到平衡且隔板恰好处于反应器正中位置。各物质的起始浓度列于下表：左边右边物质(g)N2H2NH3H2Cl2HCl浓度/mol.L-13.0n1.01.02.02.07-1左侧反应正向移动的n值应取什么范围？7-2左侧反应逆向移动的n值应取什么范围？7-3当n值由1.0变到2.0时，右侧体系中Cl2的平衡浓度如何变化，请说明理由。7-4在不同n值下，N2的最大转化率应小于？7-5密闭钢制容器中，NH4I固体在一定条件下首先发生分解反应并达平衡：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)，然后缓慢进行反应②2HI(g)H2(g)＋I2(g)，亦达平衡。它们的压力平衡常数K（K只随温度的变化而变化）分别为K1与K2，式中p指平衡时气体的分压。用K1、K2表示NH3的平衡分压：p(NH3)＝。第八题（6分）、摩尔电导率Λm（molarconductivity)是指把含有1mol电解质的溶液置于相距为单位距离的电导池的两个平行电极之间，这时所具有的电导。已知无限稀的HCl、NaCl和NaA溶液的摩尔电导率Λm分别为4.262×10-2、1.266×10-2、8.6×10-3S.m2.mol-1。实验测得2.0×10-3mol.L-1的HA溶液的电导率为6.16×10-3S.m-1，求弱酸HA的解离平衡常数。第九题（20分）、（1）化合物A是具有腐蚀性的挥发性红色液体，称取A415mg，使之溶于水中，溶液具有明显的酸性。需要6.0mmol的Ba(OH)2才能中和它，同时溶液中产生沉淀B。（2）过滤出沉淀并洗涤后用适量稀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。（3）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，I不稳定，静置时又变成了J并放出气体K。9-1．通过计算说明A为何种物质？9-2．写出（3）中涉及的化学反应的方程式。9-3．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？9-4将H的饱和溶液加入适量KCl固体，搅拌1小时，得到一用途广泛的试剂L。L是检测司机酒后驾车的活性成分，用文字描述H转化为L的原理，用方程式说明检测司机酒后驾车的原理并标明反应现象。9-5化学需氧量（COD）是用L处理一定量水样时所消耗氧化剂的量，并换算成以O2为氧化剂时，1L水样所消耗氧气的mg数（mg/L）。某废水样品20.00mL，加入10.00mL0.0400mol/L的L溶液，充分反应后，用0.100mol/L的硫酸亚铁铵溶液进行反滴定，终点时消耗硫酸亚铁铵溶液12.00mL。计算该废水样品的COD。