高中化学竞赛题--铬族及其化合物

中学化学竞赛试题资源库——铬族及其化合物A组1．将硫酸钾、硫酸铬（Ⅲ）和铬矾三种盐溶液于硫酸酸化的水中，测得[K＋]＝0.025mol/L，[Cr3＋]＝0.015mol/L，溶液的pH＝1。假设溶液中硫酸完全电离成H＋离子和SO42－离子，则[SO42－]为A0.035mol/LB0.070mol/LC0.085mol/LD0.140mol/L2．在KOH熔体中大气中的氧可将铬铁矿（FeCr2O4)中Fe和Cr的氧化态都转化为＋6氧化态，1molFeCr2O4在理论上需要多少mol氧气使之氧化A2molB2.5molC3molD4mol3．向Cr2(SO4)3的水溶液中，加入NaOH溶液，当pH＝4.6时，开始现现Cr(OH)3沉淀，随着pH的升高，沉淀增多，但当pH≥13时，沉淀消失，出现亮绿色的亚铬酸根离子（CrO2－）。其平衡关系如下：Cr3＋＋3OH－Cr(OH)3CrO2－＋H＋＋H2O（紫色）（灰绿色）（亮绿色）向0.05mol·L－1的Cr2(SO4)3溶液50mL中，加入1.0mol·L－1的NaOH溶液50mL,充分反应后，溶液中可观察到的现象为A溶液为紫色B溶液中有灰绿色沉淀C溶液为亮绿色D无法判断4．将KCl和CrCl3两种固体混合物共熔制得化合物X，X由K、Cl、Cr元素组成。将1.892gX中Cr元素全部氧化成Cr2O72－，Cr2O72－可过量的KI中氧化出2.667gI2，反应的离子方程式是：Cr2O72－＋6I－＋14H＋＝2Cr3＋＋3I2＋7H2O，如果取溶有1.892gX的溶液，加入过量的AgNO3，可得4.52gAgCl沉淀，则表示Ｘ组成的化学式为AK3Cr2Cl7BK3Cr2Cl5CK3Cr2Cl9DK2CrCl45．将两种硫酸盐按一定质量比混和后制得化合物W，已知W溶于水可电离出K＋、Cr3＋和SO42－。现将2.83gW中的Cr3＋全部氧化成为Cr2O72－后，这些Cr2O72－再和过量的KI溶液反应得到3.8gI2（Cr2O72－＋6I－＋14H＋＝2Cr3＋＋3I2＋7H2O）；另取2.83gW投入到过量的BaCl2溶液中，得到4.66g白色沉淀，由此判断W的化学式为AK2Cr(SO4)3BK3Cr2(SO4)3CKCr3(SO4)3DKCr(SO4)26．两种硫酸盐按一定比例共熔可制得化合物X，X溶于水能电离出K＋、Cr3＋和SO42－。若将2.83gX中的Cr3＋全部氧化成Cr2O72－离子后，溶液中的Cr2O72－离子和过量的KI溶液反应，得到3.81g单质碘（反应的离子方程式为：Cr2O72－＋6I－＋14H＋＝2Cr3＋＋3I2＋7H2O），若向溶有2.83gX的溶液中加入过量的BaCl2溶液，可得到4.66g白色沉淀，由此推断X的化学式为①KCr(SO4)2②K2SO4·2Cr2(SO4)3③2K2SO4·Cr2(SO4)3④K2SO4·Cr2(SO4)3⑤K3Cr(SO4)3⑥KCr3(SO4)5A①③B②⑥C①④D③⑤7．在特定条件下，K2CrO4与H2O2发生氧化还原反应，生成化合物A，A中含有Cr17.49%，K39.46%，则A的化学式为，A中Cr的氧化数为，A在化学性质上最大的特点为，K2CrO4与H2O2反应的离子方程式为。8．写出铬铁矿（FeO·Cr2O3）与碳加热反应的化学方程式9．已知在水溶液中Cr2O72－离子呈橙色，CrO42－离子呈黄色，Cr3＋离子呈绿色，当K2Cr2O7，晶体溶于水时，存在下列平衡：Cr2O72－＋H2O2CrO42－＋H＋（1）往K2Cr2O7溶液中滴加H2SO4溶液时，观察到的现象是；（2）再往上述所得溶液中通入H2S气体，观察到溶液呈绿色，并有黄色沉淀生成，此反应的离子方程式是；（3）另取一部分K2Cr2O7溶液，往其中滴加NaOH溶液，其现象是，这时原溶液中数目减少的离子是。10．某工厂生产中产生含Cr2O72－酸性工业废水。Cr是严重的致癌物质，绝不允许随意排放。一种治理含Cr2O72－酸性工业废水的方法是向废水中加入适当的NaCl，用Fe作电极进行电解，Cr2O72－被还原为Cr3＋然后生成Cr(OH)3沉淀除去，废水则可以达到排放标准。请回答下列问题：（1）电解时发生的电极反应为：阳极反应：_____________________________________________________阴极反应：_____________________________________________________（2）写出Cr2O72－转变为Cr3＋的离子方程式：（3）与Cr(OH)3沉淀同时生成的沉淀还有____________。（4）电解过程中这些沉淀是怎样产生的？B组11．对于由CrO42－转化为Cr2O72－的下列各叙述中，正确的是A这是Lewis酸碱反应B这是氧化还原反应C加酸，该反应向右移动D加酸，该反应向左移动12．CrO5中的Cr为＋6价，假如CrO5为共价化合物，则其分子结构示意图为ABCD13．在CrCl3和K2CrO4混合的起始液中加入足量NaOH，浓度最大的离子对是ACr3＋和Cr2O72－BCr(OH)4－和Cr2O72－CCr3＋和CrO42－DCr(OH)4－和CrO42－14．请完成Na2O2与NaCrO2的反应。15．铬（Cr）位于周期表中ⅥB族元素，化合价可以是O→＋6的整数价态。H2CrO2可写成(HO)2O2Cr，它与NaOH反应可看作羟基H被NaOH中的Na＋所取代，成为(NaO)2O2Cr，其结构式可写成右图形式。试回答下列问题：（1）今有一铬化合物，化学式为Na3CrO8，请确定Cr的化合价，并画出它的结构式；（2）某含氧酸的化学式为H2XO2n－1，其相对应价态的X氧化物可能是AX2OBXO2CXO3DX2O716．把1.000g钨酸钠（Na2WO4·2H2O）加到50mL水中，又加入0.8g锌粒，并加热，不发生反应。再加入75mL3mol/L硫酸，反应立即发生，生成一种蓝色化合物。用0.044mol/L高锰酸钾溶液滴定这种蓝色化合物，使它氧化成一种黄色化合物，共用了8.33mL高锰酸钾溶液。这种蓝色化合物的化学式是，黄色化合物的化学式是，锌与钨酸钠的反应必须在酸性溶液中进行是因为。17．有一系列单独的固态有色物质，它们都含有同样的一种元素。写出实现如下转变的反应方程式及进行反应和分离产物的条件。每一转变可进行1～3步。18．在硫酸铬溶液中，逐滴加入氢氧化钠溶液，开始生成灰兰色沉淀，继续加碱，沉淀又溶解，再向所得溶液中加溴水，直到溶液的绿色转为黄色。写出各步的化学方程式。19．将黄色晶体A溶于水后通入SO2得到绿色溶液B。向B中加入过量的NaOH溶液得到绿色溶液C。向C中滴加H2O2得到黄色溶液D。将D酸化至弱酸性后加入Pb(NO3)2有黄色沉淀E生成。向B中加入氨水至过量有沉淀F生成。过滤后将F与KClO3和KOH共熔又得到A。请确定各字母所代表的物质。20．暗绿色固体A不溶于水，将A与NaOH固体共熔得到易溶于水的化合物B。将B溶于水后加入H2O2得到黄色溶液C。向C中加人稀硫酸至酸性后转化为橙色溶液D。向酸化的D溶液中滴加Na2SO3溶液得到绿色溶液E。向E中加入氨水得到灰蓝色沉淀F，再加入NH4Cl并微热则F溶解得到紫红色溶液G。请确定各字母所代表的物质并写出有关反应的化学方程式。21．A的水合物为紫色晶体，向A的水溶液中加入Na2CO3溶液有灰蓝色沉淀B生成。B溶于过量NaOH溶液得到绿色溶液已向C中滴加H2O2得到黄色溶液D。取少量D经醋酸酸化后加入BaCl2溶液，则析出黄色沉淀E。将D用硫酸酸化后，通入SO2得到绿色溶液F。将A的水溶液加入硫酸后，加入KI溶液经鉴定有I2生成，同时放出无色气体G。G在空气中逐渐变为棕色。请确定各字母所代表的物质并写出有关反应的化学方程式。22．橙红色晶体A受热剧烈分解得到绿色固体B和无色、无味的气体C。C与KMnO4、KI等均不发生反应。B不溶于NaOH溶液和盐酸，将B与NaOH固体共熔后冷却得到绿色固体D。D溶于水后加入H2O2得到黄色溶液E。将A溶于稀硫酸后加入Na2SO3得到绿色溶液F。向F中加入过量NaOH溶液和溴又得到E。请确定各字母所代表的物质，并写出化合物A分解反应的化学方程式。23．生产重铬酸钠的专业厂是用铬铁矿（主要成分是Cr2O3·FeO，还有一定量的Al2O3等）为原料的，其生产过程如下：（1）在特制熔炉中将铬铁矿和过量纯碱混合，在1100℃左右通空气进行氧化：Cr2O3发生反应的化学方程式：2Cr2O3＋＋3O2＝4Na2CrO4＋4CO2↑Al2O3发生的化学反应方程式为：（2）经过上述过程后的反应料（称熟料），冷却后用水浸取，其中可溶性物质主要有，不溶性杂质经过滤除去。（3）为除去滤液中的铝元素，用稀硫酸将溶液pH调节为7～8，其反应的离子方程式为（4）除去铝元素后的滤液，再用硫酸调至pH为2～3，这时可得Na2Cr2O7溶液，其反应方程式为：Na2CrO4＋H2SO4＝。通过蒸发浓缩，冷却后可除去Na2SO4晶体，从而得到较纯净的Na2Cr2O7溶液。24．K2Cr2O7和H2O2在H2SO4溶液中混合时，可看到下面两个现象：（1）混合后5～10秒内，溶液由橙色变为暗蓝色；（2）在80～150秒内由暗蓝色变为绿色，与此同时放出气泡与之相应的两个反应式为：A．Cr2O72－＋H2O2→CrO5＋H2OB．CrO5＋H＋→Cr3＋＋O2两步反应的速率方程式分别为rA＝K1[Cr2O72－][H2O2]rB＝K2[CrO5]请回答下列问题（1）平衡A、B反应式及由A、B反应组成的总反应式；（2）当要用K2Cr2O7溶液滴定H2O2时，请计算每cm30.020mol·dm－3的K2Cr2O7相当于多少mmol的H2O2？（3）蓝色中间物CrO5中的氧有哪些形式？（4）A、B反应哪个速度快？25．完成下列各题反应方程式：（1）氯化铬酰CrO2Cl2是红色液体，它的制备可由固体红矾K2Cr2O7与KCl混合物和浓硫酸小心加热下制得，写出制备CrO2Cl2的反应方程式。（2）钢铁分析中为消除铬对测定锰含量的干扰，利用其生成CrO2Cl2加热挥发而除去。将气体通入亚硫酸钠溶液吸收。写出吸收反应方程式。（3）Cr(Ⅵ)的化合物是有毒物，严禁在环境中滞留。已知Cr(Ⅲ)盐的毒性只有Cr(Ⅵ)盐的0.5％，所以将废水中Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)是处理Cr(Ⅵ)废水的方向。其方法有化学方法和电解法。电解法：将含Cr(Ⅵ)废水调至酸性，加些NaCl以提高导电率，用铁作电极材料进行电解。阳极反应式：。阴极反应式：。溶液中发生反应的离子方程式：。随着电解和溶液中反应的进行，溶液pH值不断提高，所以在阴极区再发生的沉淀反应：①．；②．。26．铬是一种典型的过渡元素，它能形成许多色彩鲜艳的化合物，并呈现除不同的氧化态。（1）将一种铬(Ⅲ)盐溶于水，加入过量NaOH溶液，得到一种绿色溶液A，在A溶液中添加H2O2，得到黄色的B溶液，再酸化，又得到橙色的C溶液。写出反应方程式。（2）在足量H3O＋离子存在下，在C溶液里再加入H2O2，呈现一种深蓝色，该蓝色物质为CrO5，不久溶液又转变为绿色。蓝色中间物CrO5的结构简式如何？C生成CrO5的反应是否为氧化还原反应？当用C溶液滴定H2O2时，请计算每mL0.020mol/L的C相当于多少mol的H2O2？（3）固体CrCl3·6H2O溶于水可能有几种不同组成的配离子。今用以下离子交换实验，测定属于哪种组成的配离子。实验将含0.219gCrCl3·6H2O的溶液通过H—离子交换树脂，交换出来的酸用0.125mol/L的NaOH溶液滴定，用去NaOH溶液6.57mL。已知配离子呈八面体结构，试确定该配离子，并画出它的所有可能结构式。27．制革厂排放的污泥中约有1/3是有机物和大量的有毒元素铬（六价铬化合物水溶性很强；三价铬化合物水溶性很低）。一年多前，国外科学