高中化学竞赛训练(三)

高中化学竞赛模拟试题（三）第1题（6分）1．写出Fe3＋和I－在溶液中的反应现象和反应方程式。2．有足量F－时，Fe3＋不和I－反应。请说出原因。3．往1．的溶液中加足量F－，有什么现象？原因何在。4．在足量2mol·L－3HCl溶液中加Fe3＋、I－、F－。请说出反应现象，它可能和实验2．的现象有何不同？第2题（6分）某元素N的高价含氧酸盐A中，氧元素的质量百分含量为32.31%；A是深紫色晶体，易溶于水，在酸性溶液中不稳定，具有强氧化性；其酸根与高锰酸根、铬酸根、硒酸根很相似，遇钡离子即产生沉淀B；B中氧元素的质量百分含量为24.89%。1．N的元素符号是，A的化学式是，B的化学式是。2．列举A在实际生产生活中的应用一例，并说明该物质在应用中的原理和优点。3．A可由N的硝酸盐、碱和氯气在一定条件下制得的，写出该反应的化学方程式；第3题（10分）某金属元素M，其常见化合价是＋2、＋3、＋6；其单质呈银白色，延展性强；密度7.86g/cm3，熔点1535℃，沸点2750℃；立方体心晶格；M溶于稀盐酸、稀硫酸和稀硝酸，但不溶于浓硝酸或冷的浓硫酸；M是一种优良还原剂；含有杂质的M在潮湿空气中能被缓慢腐蚀；在酸雾或含卤素蒸气的湿空气中极易腐蚀；M在150℃时与干燥空气中的氧不发生作用，灼烧至500℃则形成氧化物A，温度再高时可形成氧化物B；在570℃左右与水蒸气作用生成氧化物A和氢；加热时M能同卤素、硫、磷、硅、碳等非金属反应，但同氮不能直接化合；M可缓慢与一氧化碳作用形成化合物C（含28.51%的M）；M有多种矿石；M可由氧化物B用氢气还原制得；M在经济建设中占有重要地位。1．银白色金属M的元素符号是。2．M的氧化物A是，B是，化合物C是。3．M原子子半径是。4．列举三种M的重要矿石：第4题（12分）铁（Ⅵ）酸盐中的Fe具有不寻常的高价态＋6价，可以进行3电子还原放电反应，其还原产物及分解产物无毒无害，具有新一代绿色电池的重要特征。铁（Ⅵ）酸盐合成一个半世纪以来，由于认为它不稳定，至今其化学和电化学性质并不很清楚，直到1999年以色列科学家Licht博士在Science上发表研究结果，表明铁（Ⅵ）酸盐/Zn电池可以获得比常规碱性电池多50%的容量，铁（Ⅵ）酸盐高能电池才又引起深入的研究。1．按照铁元素的核外价电子排布式为；铁的氧化数在理论上可以高达；试说明Fe与Os相比，铁的氧化数达到高氧化态困难的原因是；2．Fe（Ⅵ）酸盐容易按照反应式（如下）发生分解，该反应在任意温度下的△G＜0，因此Fe（Ⅵ）酸盐从热力学上来说是不稳定的。Fe（Ⅵ）酸盐具有很强的氧化性可以氧化有机物和细菌因此将Fe（Ⅵ）酸盐用作水处理剂，以及有机合成试剂的研究较多。完成下列反应式：FeO42－＋H2O＝FeO(OH)＋＋3．Fe（Ⅵ）酸盐不稳定其原因是由于痕量的Ni（II）和Co（II）对以上反应具有很强的催化作用，但是我们可以改变溶液酸碱性来提高其稳定性。Fe（Ⅵ）酸盐具有很强的氧化性，请分别写出酸性和碱性条件下的还原半反应：酸性：碱性：判断电极电势Φ酸Φ碱，使性提高可以增强Fe（Ⅵ）酸盐稳定性，这种方法的另外一个好处是4．MnO2的掺入可降低Fe（Ⅵ）酸盐电池的放电电压，其机理是由于正极掺杂的MnO2也能发生放电反应，其放电产物Mn2O3可以与FeO42－发生化学反应，原来紫黑色粉末中开始出现铁锈色，生成的MnO2可以催化FeO42－发生还原反应，使得其还原电位向MnO2的还原电位靠拢，放电电压降低。请写出上面的所有反应式：第5题（9分）化学元素X，其常见化合价是＋2、＋3。自然界只有一种稳定同位素；X是银白色金属，硬而有延展性，密度8.9g/cm3，熔点1495℃，沸点2870℃；X的晶体属六方晶格；标准电极电位EOX2＋/X＝－0.28V；X在常温下与水和空气不起作用，能逐渐溶于稀盐酸和硫酸，易溶于硝酸，加热时与氧、硫、氯等发生剧烈作用，能与一氧化碳生成羰基络合物；X可磁化，与镍、铝等共熔得良好磁性钢；X的矿藏主要与砷矿共生；X用于制造超硬耐热合金、磁性合金、电阻合金、弹簧合金、催化剂、瓷器釉料等。其中人工生产的一种放射性同位素，广泛应用于工业、农业、医学、科学研究中。1．X的元素符号是，外层电子构型是；2．X元素的金属半径是；3．写出X溶解在稀酸中的离子方程式；4．在盛X(OH)3的试管中加入浓盐酸，并在试管口放湿润的KI淀粉试纸，结果发现中沉淀溶解，且试管口试纸变蓝色，写出试管内离子反应的方程式。第6题（7分）某元素X的单质，常温下呈无色气态，无味无毒，不燃烧，化学性质较不活泼，但也能形成许多重要化合物，而最早的一个X的化合物是1962年加拿大青年化学家N.Bartlett发现O2的电离能与X的电离能十分相近而受到启发制成的。目前合成了X的多种氧化物、氟化物、氟氧化物和络合物、加合物。1．写出X的元素符号它位于第周期第族；2．写出第一个X的化合物，是（离子、共价）化合物；3．X的氧化物、氟化物、氟氧化物可用XOaFb表示，试推出a和b之间的关系式：；4．X的一种络合物中含有33.06%的X和33.48%的F，确定该络合物的化学式，并命名。第7题（8分）有两种固体的混合物A和B，B的摩尔质量约是A的1.3倍；现准确称取两种混合物64.39g，加热使其分解（互相不反应），生成固态混合物C26.37g，液态水7.203g，并放出24.64L（STP）（30.81g）气体混合物D，其中一种气体化学性质稳定，而另一种气体可燃烧，并用作燃料。用过量盐酸处理固态混合物C，全部溶解，并释放出4.48L气体；如果用过量NaOH溶液处理固态混合物C，有11.17g剩余固体；如果用过量Fe2(SO4)3溶液处理固态混合物C，有15.20g剩余固体，且该物质是氧化物，含氧量为31.58%。1．固态混合物C的组分是，写出用盐酸、NaOH溶液、Fe2(SO4)3溶液处理时的反应方程式：2．气体混合物D的组成是，物质的量分别是；3．固体混合物中A是，B是，分别写出他们的分解反应方程式：第8题（8分）将Cl2通入AsF3和AsCl3的混合物中，生成了化合物A。经分析，A为一离子型共价化合物，其阴、阳离子具有两种高度对称的结构。A分子中只有一种As—Cl和一种As—F键。1．写出A的结构简式。写出生成A的化学反应方程式。2．A的阴离子在强碱性溶液中并不水解，但在加酸时转化为酸。问该酸是强酸还是弱酸？为什么？3．A能与ClNO3反应，生成B，B在160～170℃时分解生成C和混合气体D。将D通入到水中，能被水完全吸收。A分子与B分子结构相似。红外光谱显示，C分子中有一个AsF3没有的红外吸收。C分子中As原子的杂化形态为sp3。试确定B、C和D的结构简式或化学式，分别写出生成B和C的化学反应方程式。第9题（10分）SbCl3和SbF3是常见的两种锑化合物，具有显著的导电性。若将SbCl3加到熔融的LiCl中，发现也能导电。1．用化学方程式解释SbCl3导电的原因。2．解释SbCl3加到熔融的LiCl中能导电的原因。3．若将CCl4与SbF3混合，在催化剂的作用下，能够产生对臭氧层有强烈影响的化合物A。经分析，该反应是非氧化还原反应。为减少A对臭氧层的破坏，最近化学家找到了很多催化活性较高的催化剂，使A与水反应，变成对臭氧层影响较小的物质。试写出制备A以及A水解的化学反应方程式。4．评述上述处理A方案的优劣。5．SbCl3沸点为233℃，Sb2O3熔点为658℃，沸点为1456℃。常用Sb2O3和有机卤化物作为阻燃剂，其阻燃作用机理可以认为是Sb2O3掺入到含氯有机物（R·HCl）中，受热释放出HCl，并生成SbOCl。而SbOCl的热分解反应，从热重分析图谱中发现它有四个平台，相应于SbOCl分解有四个串联反应，分解成SbCl3和锑的氯氧化物，最后变成Sb2O3。前三个反应在245～565℃下进行，第四个反应在658℃下进行。若第一、第二个和第四个反应的失重率分别为26.34%、8.94%和0，试通过计算写出SbOCl热分解过程的四个化学反应方程式。（已知相对原子质量：Sb为122；O为16；Cl为35.5）第10题（8分）某元素A能直接与ⅦA族某一元素B反应生成A的最高价化合物C，C为一无色而有刺鼻臭味的气体，对空气相对密度约为3.61倍，在C中B的含量占73.00％，在A的最高价氧化物D中，氧的质量占53.24％。（1）列出算式，写出字母A、B、C、D所代表的元素符号或分子式。2．C为某工厂排放的废气，污染环境，提出一种最有效的清除C的化学方法，写出其化学方程式。3．A的最简单氢化物可与AgNO3反应，析出银，写出化学方程式。第11题（7分）H2O2是一种绿色氧化剂，应用十分广泛。1979年化学家将H2O2滴入到SbF5的HF溶液中，获得了一种白色固体A。经分析，A的阴离子呈八面体结构，阳离子与羟胺NH2OH是等电子体。1．确定A的结构简式。写出生成A的化学反应方程式。2．若将H2O2投入到液氨中，可得到白色固体B。红外光谱显示，固态B存在阴、阳两种离子，其中一种离子呈现正四面体。试确定B的结构简式。3．上述实验事实说明H2O2的什么性质？第12题（9分）一氧化氮对人体作用有两面性。在神经细胞内产生的NO会损伤神经细胞；而在血管内皮细胞中产生NO则可舒张血管调节血压。1．NO的血管舒张作用是由于它与一种含血红素的酶（鸟苷酸环化酶）中的铁离子配位而推动一系列变化造成的。已知配位的NO是CO的等电子体。以下哪种物质是铁配合物中确定存在的？A．NOB．NOC．NO2．NO对神经细胞的损伤作用是羟基自由基引起的，它是NO和细胞产生的超氧离子O2－结合的产物，这个反应的中间物是过氧亚硝酸ONOOH。O2－＋NO＋H＋→ONOOH→NO2＋OH－。请从下面的结构式中选择该中间体的正确键角的结构式。A．O＝N－O－OHB．C．D．4．在腌肉时加入亚硝酸钠，能产生NO，NO与由蛋白质中解离出来的硫和铁结合生成[Fe4S3(NO)7]－，后者有抑菌、防腐作用。X射线结构分析表明该离子结构如右图所示。（1）请把下图中所有铁原子涂黑，并从上至下用Fe（A）、Fe（B）、Fe（C）、Fe（D）标记；（2）已知铁的平均氧化数为－0.5，试确定每个铁原子的氧化数；4．[Fe4S3(NO)7]－离子可以被还原，生成一种含Fe2S2环的化合物[Fe2S2(NO)4]2－。（1）写出阴离子[Fe2S2(NO)4]2－的结构式；（2）用阿拉伯数字给出每个铁原子的氧化数；（3）[Fe2S2(NO)4]2－会转化为[Fe2(SCH3)2(NO)4]n，它是一种致癌物。下列三种物种中哪一个被加到S原子上？（A．CH3＋B．CH3C．CH3－），理由是；n＝。高中化学竞赛模拟试题（十三）第1题（10分）1．2Fe3＋＋2I－（或3I－）＝2Fe2＋＋I2（或I3－）（2分）棕色溶液（1分）2．Fe3＋、和F－配合使Fe3＋浓度降低。（2分）3．因F－和Fe3＋（残余）配合，使平衡向在移动，棕色变浅。（2分）4．因F－和H＋生成HF，使F－的浓度降低，一定程度上不利于Fe3＋和F－的配合。因此，有少量Fe3＋将与I－发生反应，即可能出现浅的黄棕色。（3分）第2题（10分）1．Fe（1分）K2FeO4（2分）BaFeO4（1分）2．饮用水消毒和净化（1分）高铁酸盐在水溶液中不稳定，能分解出O2，具有杀菌消毒作用，同时产生Fe(OH)3胶体吸附水中悬浮杂质。（2分）优点：无毒，且Fe(OH)3具有吸附杂质的作用。（1分）3．2Fe(NO3)3＋16KOH＋3Cl2＝2K2FeO4＋6KNO3＋6KCl＋8H2O（2分）第3题（10分）1．Fe（2分）2．Fe3O4（1分）Fe2O3（1分）Fe(CO)5（2分）3．1.26×10－10m（2分）4．赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿、铬铁矿等。（2分）第4题（16分）1．3d64s2（1分）＋8（1分）Fe的原子半径小于Os，所以Fe原子中的原子核对价电子