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高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第12讲 副族元素及其化合物

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高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第12讲副族元素及其化合物

【竞赛要求】

钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、银、金、锌、汞、钼、钨。过渡元素氧化态。氧化物和氢氧化物的酸碱性和两性。水溶液中的常见离子的颜色、化学性质、定性检出(不使用特殊试剂)和分离。制备单质的一般方法。

【知识梳理】

一、通论

d区元素是指IIIB~VIII族元素,ds区元素是指IB、IIB族元素。d区元素的外围电子构型是(n-1)d1~10ns1~2(Pd例外),ds区元素的外围电子构型是(n-1)d10ns1~2。它们分布在第4、5、6周期之中,而我们主要讨论第4周期的d区和ds区元素。

第4周期d区、ds区元素某些性质

*()内为不稳定氧化态。

同一周期的d区或ds区元素有许多相似性,如金属性递变不明显、原子半径、电离势等随原子序数增加虽有变化,但不显著,都反映出d区或ds区元素从左至右的水平相似性。

d区或ds区元素有许多共同的性质:

(1)它们都是金属,因为它们最外层都只有1~2个电子。它们的硬度大,熔、沸点较高。第4周期d 区元素都是比较活泼的金属,题目能置换酸中的氢;而第5、6周期的d区元素较不活泼,它们很难和酸

作用。

(2)除少数例外,它们都存在多种氧化态,且相邻两个氧化态的差值为1或2,如Mn,它有–1,0,1,2,3,4,5,6,7;而p区元素相邻两氧化态间的差值常是2,如Cl,它有–1,0,1,3,5,7等氧化态。最高氧化态和族号相等,但VIII族除外。第4周期d区元素最高氧化态的化合物一般不稳定;而第5、6周期d区元素最高氧化态的化合物则比较稳定,且最高氧化态化合物主要以氧化物、含氧酸或氟化物的

形式存在,如WO3、WF6、MnO-

4、FeO-2

4

、CrO-2

4

等,最低氧化态的化合物主要以配合物形式存在,如

[Cr(CO)5]2–

(3)它们的水合离子和酸根离子常呈现一定的颜色。这些离子的颜色同它们的离子存在未成对的d 电子发生跃迁有关。

某些d去元素水合离子的颜色

常见酸根离子的颜色有:

CrO-2

4(黄色)、Cr2O-2

7

(橙色)、MnO-2

4

(绿色)、MnO-

4

(紫红色)。

(4)它们的原子或离子形成配合物的倾向都较大。因为它们的电子构型具有接受配体孤电子对的条件。

以上这些性质都和它们的电子层结构有关。

二、d区元素

(一)钛副族

1、钛副族元素的基本性质

钛副族元素原子的价电子层结构为(n-1)d2ns2,所以钛、锆和铪的最稳定氧化态是+4,其次是+3,+2氧化态则比较少见。在个别配位化合物中,钛还可以呈低氧化态0和–l。锆、铪生成低氧化态的趋势比钛小。它们的M(Ⅳ)化合物主要以共价键结合。在水溶液中主要以MO2+形式存在,并且容易水解。由于镧系收缩,铪的离子半径与锆接近,因此它们的化学性质极相似,造成锆和铪分离上的困难。

2、钛及其化合物

(1)钛

钛是活泼的金属,在高温下能直接与绝大多数非金属元素反应。在室温下,钛不与无机酸反应,但能溶于浓、热的盐酸和硫酸中:

2Ti + 6HCl(浓) 2TiCl3 + 3H2↑

2Ti + 3H2SO4(浓) 2Ti2(SO4)3 + 3H2↑

钛易溶于氢氟酸或含有氟离子的酸中:

+ 2H+ + 2H2↑

Ti + 6HF TiF 2

6

(2)二氧化钛

二氧化钛在自然界以金红石为最重要,不溶于水,也不溶于稀酸,但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸中:TiO2 + 6HF = H2[TiF6]+ 2H2O

TiO2 + 2H2SO4 = 2Ti (SO4)2 + 2H2O

TiO2 + H2SO4 = 2Ti OSO4 + H2O

(3)四氯化钛

四氯化钛是钛的一种重要卤化物,以它为原料,可以制备一系列钛化合物和金属钛。它在水中或潮湿空气中都极易水解将它暴露在空气中会发烟:

TiCl4 + 2H2O = TiO2 + 4HCl

(4)钛(Ⅳ)的配位化合物

钛(Ⅳ)能够与许多配合剂形成配合物,如[TiF6]2-、[TiCl6]2-、[TiO(H2O2)]2+ 等,其中与H2O2的配合物较重要。利用这个反应可进行钛的比色分析,加入氨水则生成黄色的过氧钛酸H4TiO6沉淀,这是定性检出钛的灵敏方法。

(二)钒副族

1、钒副族元素基本性质

钒副族包括钒、铌、钽三个元素,它们的价电子层结构为(n-1)d3ns2,5个价电子都可以参加成键,因此最高氧化态为+5,相当于d0的结构,为钒族元素最稳定的一种氧化态。按V、Nb、Ta顺序稳定性依次增强,而低氧化态的稳定性依次减弱。铌钽由于半径相近,性质非常相似。

2、钒及其化合物

(1)钒

金属钒容易呈钝态,因此在常温下活泼性较低。块状钒在常温下不与空气、水、苛性碱作用,也不与

非氧化性的酸作用,但溶于氢氟酸,也溶于强氧化性的酸(如硝酸和王水)中。在高温下,钒与大多数非金属元素反应,并可与熔融苛性碱发生反应。

(2)五氧化二钒

V2O5可通过加热分解偏钒酸铵或三氯氧化钒的水解而制得:

2NH4VO3 V2O5 + 2NH3 + H2O

2VOCl3 + 3H2O = V2O5 + 6HCl

在工业上用氯化焙烧法处理钒铅矿,提取五氧化二钒。

V2O5比TiO2具有较强的酸性和较强的氧化性,它主要显酸性,易溶于碱:

V2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2O

也能溶解在强酸中(pH<1)生成VO2+ 离子。V2O5是较强的氧化剂:

V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3H2O

(3)钒酸盐和多钒酸盐

钒酸盐有偏钒酸盐MVO3、正钒酸盐M3VO4和多钒酸盐(M4V2O7、M3V3O9)等。只有当溶液中钒的总浓度非常稀(低于10-4 mol·L-1)且溶液呈强碱性(pH>13)时,单体的钒酸根才能在溶液中稳定存

在;当pH下降,溶液中钒的总浓度小于10-4 mol·L-1时,溶液中以酸式钒酸根离子形式存在,如HVO-2

4

H2VO-

4;当溶液中钒的总浓度大于10-4 mol·L-1时,溶液中存在一系列聚合物种(多钒酸盐)如V2O-4

7

V3O-3

9、V4O-4

12

、V10O-6

28

等。

(三)铬副族

1、铬副族的基本性质

周期系第VIB族包括铬、钼、钨三个元素。铬和钼的价电子层结构为(n-1)d5ns1,钨为(n-1)d4ns2。它们的最高氧化态为+6,都具有d区元素多种氧化态的特征。它们的最高氧化态按Cr、Mo、W的顺序稳定性增强,而低氧化态的稳定性则相反。

2、铬及其化合物

(1)铬

铬比较活泼,能溶于稀HCl、H2SO4,起初生成蓝色Cr2+ 溶液,而后为空气所氧化成绿色的Cr3+ 溶液:Cr + 2HCl = CrCl2 + H2↑

4CrCl2 + 4HCl + O2 = 4CrCl3 + 2H2O

铬在冷、浓HNO3中钝化。

(2)铬(III)的化合物

向Cr3+溶液中逐滴加入2 mol·dm–3 NaOH,则生成灰绿色Cr(OH)3沉淀。Cr(OH)3具有两性:Cr(OH)3 + 3H+ = Cr3+ + 3H2O

Cr(OH)3 +OH-= Cr(OH)-

4

(亮绿色)

铬(III)的配合物配位数都是6(少数例外),其单核配合物的空间构型为八面体,Cr3+ 离子提供6个空

轨道,形成六个d 2sp 3杂化轨道。

(2)铬酸、铬酸盐和重铬酸盐

若向黄色CrO -24溶液中加酸,溶液变为橙色Cr 2O -27(重铬酸根)液;反之,向橙色Cr 2O -

27溶液中加

碱,又变为CrO -

24黄色液:

2 CrO -

2

4(黄色) + 2H + Cr 2O -

27(橙色) + H 2O K = 1.2×1014

H 2CrO 4是一个较强酸(1a K = 4.1,2a K = 3.2×10-

7),只存在于水溶液中。 氯化铬酰CrO 2Cl 2是血红色液体,遇水易分解:

CrO 2Cl 2 + 2H 2O = H 2CrO 4 + 2HCl

常见的难溶铬酸盐有Ag 2CrO 4(砖红色)、PbCrO 4(黄色)、BaCrO 4(黄色)和SrCrO 4(黄色)等,它

们均溶于强酸生成M 2+ 和Cr 2O -

27。

K 2Cr 2O 7是常用的强氧化剂(0

/327

2+-Cr O Cr ?= 1.33 V )饱和K 2Cr 2O 7溶液和浓H 2SO 4混合液用作实验室的

洗液。在碱性溶液中将Cr(OH)-4 氧化为CrO -24,要比在酸性溶液将Cr

3+ 氧化为Cr 2O -27容易得多。而将Cr(VI)转化为Cr(III),则常在酸性溶液中进行。 3、钼和钨的重要化合物

(1)钼、钨的氧化物

MoO 3、WO 3和CrO 3不同,它们不溶于水,仅能溶于氨水和强碱溶液生成相应的合氧酸盐。 (2)钼、钨的含氧酸及其盐

钼酸、钨酸与铬酸不同,它们是难溶酸,酸性、氧化性都较弱,钼和钨的含氧酸盐只有铵、钠、钾、铷、锂、镁、银和铊(I)的盐溶于水,其余的含氧酸盐都难溶于水。氧化性很弱,在酸性溶液中只能用强还原剂才能将它们还原到+3氧化态。

(四)锰副族 1、锰副族的基本性质

ⅦB 族包括锰、锝和铼三个元素。其中只有锰及其化合物有很大实用价值。同其它副族元素性质的递变规律一样,从Mn 到Re 高氧化态趋向稳定。低氧化态则相反,以Mn 2+ 为最稳定。 2、锰及其化合物

(1)锰

锰是活泼金属,在空气中表面生成一层氧化物保护膜。锰在水中,因表面生成氢氧化锰沉淀而阻止反应继续进行。锰和强酸反应生成Mn(II)盐和氢气。但和冷浓H 2SO 4反应很慢(钝化)。

(2)锰(II)的化合物

在酸性介质中Mn 2+ 很稳定。但在碱性介质中Mn(II)极易氧化成Mn(IV)化合物。 Mn(OH)2为白色难溶物,Ksp = 4.0×10

-14

,极易被空气氧化,甚至溶于水中的少量氧气也能将其氧化

成褐色MnO(OH)2沉淀。

2Mn(OH)2 + O2 = 2 MnO(OH)2↓

Mn2+在酸性介质中只有遇强氧化剂(NH4)2S2O8、NaBiO3、PbO2、H5IO6时才被氧化。

2Mn2+ + 5S2O-2

8+ 8H2O = 2MnO-

4

+ 10SO-2

4

+ 16H+

2Mn2+ + 5NaBiO3 + 14H+ = 2MnO-

4

+5Bi3+ + 5Na+ + 7H2O

(3)锰(IV)的化合物

最重要的Mn(IV)化合物是MnO2,二氧化锰在中性介质中很稳定,在碱性介质中倾向于转化成锰(Ⅵ)酸盐;在酸性介质中是一个强氧化剂,倾向于转化成Mn2+。

2MnO2 + 2H2SO4 (浓) = 2MnSO4+ O2↑+ 2H2O

MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O

简单的Mn(IV)盐在水溶液中极不稳定,或水解生成水合二氧化锰MnO(OH)2,或在浓强酸中的和水反应生成氧气和Mn(II)。

(4)锰(VI)的化合物

最重要的Mn(VI)化合物是锰酸钾K2MnO4。在熔融碱中MnO2被空气氧化生成K2MnO4。

2MnO2 + O2 + 4KOH = 2K2MnO4 (深绿色) + 2H2O

在酸性、中性及弱碱性介质中,K2MnO4发生歧化反应:

3K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + MnO2 + 4KOH

锰酸钾是制备高锰酸钾(KMnO4)的中间体。

2MnO-2

4+ 2H2O 电解2MnO-

4

+ 2OH-+ H2↑

KMnO4是深紫色晶体,是强氧化剂。和还原剂反应所得产物因溶液酸度不同而异。例如和SO-2

3

反应:

酸性2MnO-

4+ 5 SO-2

3

+ 6H+ = 2Mn2+ + 5SO-2

4

+ 3H2O

近中性2MnO-

4+ 3 SO-2

3

+ H2O = 2MnO2 + 3 SO-2

4

+ 2OH-

碱性:2MnO-

4+ SO-2

3

+ 2OH-= 2MnO-2

4

+ SO-2

4

+ H2O

MnO-

4

在碱性介质中不稳定:

4 MnO-

4+ 4OH-= 4 MnO-2

4

+ O2 + 2H2O

KMnO4晶体和冷浓H2SO4作用,生成绿褐色油状Mn2O7,它遇有机物即燃烧,受热爆炸分解:2KMnO4 + H2SO4(浓) = Mn2O7 + K2SO4 + H2O

2Mn2O7 = 3O2 + 4MnO2

(五)铁系元素

1、铁系元素基本性质

位于第4周期、第一过渡系列的三个VIII族元素铁、钴、镍,性质很相似,称为铁系元素。铁、钴、镍三个元素原子的价电子层结构分别是3d64s2、3d74s2、3d84s2,它们的原子半径十分相近,最外层都有两个电子,只是次外层的3d电子数不同,所以它们的性质很相似。铁的最高氧化态为+6,在一般条件下,铁的常见氧化态是+2、+3,只有与很强的氧化剂作用时才生成不稳定的+6氧化态的化合物。钴和镍的最高氧化态为+4,在一般条件下,钴和镍的常见氧化态都是+2。钴的+3氧化态在一般化合物中是不稳定的,而镍的+3氧化态则更少见。

2、铁的化合物

(1)铁的氧化物和氢氧化物

铁的氧化物颜色不同,FeO、Fe3O4为黑色,Fe2O3为砖红色。

向Fe2+ 溶液中加碱生成白色Fe(OH)2,立即被空气中O2氧化为棕红色的Fe(OH)3。Fe(OH)3显两性,以碱性为主。新制备的Fe(OH)3能溶于强碱。

(2)铁盐

Fe(II)盐有两个显著的特性,即还原性和形成较稳定的配离子。Fe(II)化合物中以(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O(摩尔盐)比较稳定,用以配制Fe(II)溶液。向Fe(II)溶液中缓慢加入过量CN-,,其钾盐K4[Fe(CN)6]·3H2O是黄色晶体,俗称黄血盐。若向Fe3+ 溶液中加入少生成浅黄色的Fe(CN)-4

6

量Fe(CN)-4

溶液,生成难溶的蓝色沉淀KFe[Fe(CN)6] ,俗称普鲁士蓝。

6

= KFe[Fe(CN)6]↓

Fe3+ + K+ + Fe(CN)-4

6

Fe(III)盐有三个显著性质:氧化性、配合性和水解性。Fe3+ 能氧化Cu为Cu2+,用以制印刷电路板。[FeSCN]2+具有特征的血红色。[Fe(CN)6]3-的钾盐K3[Fe(CN)6] 是红色晶体,俗称赤血盐。向Fe2+ 溶液中加入[Fe(CN)6]3-,生成蓝色难溶的KFe[Fe(CN)6],俗称滕布尔蓝。

Fe2+ + K+ + [Fe(CN)6]3-= KFe[Fe(CN)6]↓

经结构分析,滕布尔蓝和普鲁士蓝是同一化合物,它们有多种化学式,本章介绍的KFe[Fe(CN)6]只是其中的一种。

Fe(III)对F-离子的亲和力很强,FeF3(无色)的稳定常数较大,在定性和定量分析中用以掩蔽Fe3+。

Fe3+ 离子在水溶液中有明显的水解作用,在水解过程中,同时发生多种缩合反应,随着酸度的降低,缩合度可能增大而产生凝胶沉淀。利用加热水解使Fe3+ 生成Fe(OH)3除铁,是制备各类无机试剂的重要中间步骤。

3、钴、镍及其化合物

(1)钴、镍

钴和镍在常温下对水和空气都较稳定,它们都溶于稀酸中,与铁不同的是,铁在浓硝酸中发生“钝化”,但钴和镍与浓硝酸发生激烈反应,与稀硝酸反应较慢。钴和镍与强碱不发生作用,故实验室中可以用镍制坩埚熔融碱性物质。

(2)钴、镍的氧化物和氢氧化物

钴、镍的氧化物颜色各异,CoO 灰绿色,Co 2O 3黑色;NiO 暗绿色,Ni 2O 3黑色。

向Co 2+ 溶液中加碱,生成玫瑰红色(或蓝色)的Co(OH)2,放置,逐渐被空气中O 2氧化为棕色的Co(OH)3。向Ni 2+ 溶液中加碱生成比较稳定的绿色的Ni(OH)2。

Co(OH)3为碱性,溶于酸得到Co 2+(因为Co 3+ 在酸性介质中是强氧化剂):

4Co 3+ + 2H 2O = 4Co 2+ + 4H + + O 2↑

(3)钴、镍的盐

常见的Co(II)盐是CoCl 2·6H 2O ,由于所含结晶水的数目不同而呈现多种不同的颜色: CoCl 2·6H 2O (粉红)C ?3.52CoCl 2·2H 2O(紫红)C ?90CoCl 2·H 2O (蓝紫)C ?120CoCl 2(蓝) 这个性质用以制造变色硅胶,以指示干燥剂吸水情况。

Co(II)盐不易被氧化,在水溶液中能稳定存在。而在碱性介质中,Co (OH)2能被空气中O 2氧化为棕色的Co (OH)3沉淀。

Co (III)是强氧化剂(0/23+

+

Co Co ?= 1.8 V ),在水溶液中极不稳定,易转化为Co 2+。Co (III)只存在于固态和配合物中,如CoF 3、Co 2O 3、Co 2 (SO 4)3·18H 2O ;[Co (NH 3)6]Cl 3、K 3[Co (NH)6]、Na 3[Co (NO 2)6]。

常见的Ni(II)盐有黄绿色的NiSO 4·7H 2O ,绿色的NiCl 2·6H 2O 和绿色的Ni(NO 3)2·6H 2O 。常见的配离子有[Ni(NH 3)6]2+、[Ni(CN)4]2-

、[Ni(C 2O 4)3] 4-

等。Ni 2+ 在氨性溶液中同丁二酮肟(镍试剂)作用,生成

鲜红色的螯合物沉淀,用以鉴定Ni 2+。

三、ds 区元素 (一)铜族元素 1、铜族元素的基本性质

铜族元素包括铜、银、金,属于I B 族元素,位于周期表中的ds 区。铜族元素结构特征为(n -1)d 10ns 1,从最外层电子说,铜族和IA 族的碱金属元素都只有1个电子,失去s 电子后都呈现+1氧化态;因此在氧化态和某些化合物的性质方面I B 与I A 元素有一些相似之处,但由于I B 族元素的次外层比I A 族元素多出10个d 电子,它们又有一些显著的差异。如:

(1)与同周期的碱金属相比,铜族元素的原子半径较小,第一电离势较大,表现在物理性质上:I A 族单质金属的熔点、沸点、硬度均低;而I B 族金属具有较高的熔点和沸点,有良好的延展性、导热性和导电性。

(2)化学活泼性:铜族元素的标准电极电势比碱金属为正。I A 族是极活泼的轻金属,在空气中极易被氧化,能与水剧烈反应,同族内的活泼性自上而下增大;IB 族都是不活泼的重金属,在空气中比较稳定,与水几乎不起反应,同族内的活泼性自上而下减小。

(3)铜族元素有+1、+2、+3等三种氧化态,而碱金属只有+1一种。碱金属离子一般是无色的,铜族水合离子大多数显颜色。

(4)IIA族所形成的化合物多数是离子型化合物,I B族的化合物有相当程度的共价性。IA族的氢氧化物都是极强的碱,并且非常稳定;IB族的氢氧化物碱性较弱,且不稳定,易脱水形成氧化物。

(5)IA族的离子一般很难成为配合物的形成体,IB族的离子有很强的配合能力。

2、铜、银、金及其化合物

(1)铜、银和金

铜族元素的化学活性从Cu至Au降低,主要表现在与空气中氧的反应和与酸的反应上。

室温时,在纯净干燥的空气中,铜、银、金都很稳定。在加热时,铜形成黑色氧化铜,但银和金不与空气中的氧化合。在含有CO2的潮湿空气中放久后,铜表面会慢慢生成一层绿色的铜锈:

2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu(OH)2·CuCO3

银和金不发生上述反应。

铜、银可以被硫腐蚀,特别是银对硫及硫化物(H2S)极为敏感,这是银器暴露在含有这些物质的空气中生成一层Ag2S的黑色薄膜而使银失去白色光泽的主要原因。金不与硫直接反应。

铜族元素均能与卤素反应。铜在常温下就能与卤素反应,银反应很慢,金必须加热才能与干燥的卤素起反应。

铜、银、金都不能与稀盐酸或稀硫酸作用放出氢气,但在有空气存在时,铜可以缓慢溶解于稀酸中,铜还可溶于热的浓盐酸中:

2Cu + 4HCl + O2 = 2CuCl2 + 2H2O

2Cu + 2H2SO4 + O2 = 2CuSO4 + 2H2O

2Cu + 8HCl(浓)2H3[CuCl4] + H2↑

铜和银溶于硝酸或热的浓硫酸,而金只能溶于王水(这时HNO3做氧化剂,HCl做配位剂):

Au + 4HCl + HNO3 = HAuCl4+ NO↑+ 2H2O

(2)铜的化合物

①Cu(I) 的化合物

在酸性溶液中Cu+ 离子易于歧化而不能在酸性溶液中稳定存在。

2Cu+Cu + Cu2+K = 1.2×106(293K)

但必须指出,Cu+ 在高温及干态时比Cu2+ 离子稳定。

Cu2O和Ag2O都是共价型化合物,不溶于水。Ag2O在573K分解为银和氧;而Cu2O对热稳定。CuOH 和AgOH均很不稳定,很快分解为M2O。

用适量的还原剂(如SO2、Sn2+、Cu ……)在相应的卤素离子存在下还原Cu2+ 离子,可制得CuX。如:

Cu2++ 2Cl-+ Cu 2CuCl↓(白) H[CuCl2]

2Cu2+ + 4I = 2CuI↓(白) + I2

、CN-等配体形成稳Cu+ 为d10型离子,具有空的外层s、p轨道,能和X-(F-除外)、NH3、S2O-2

3

定程度不同的配离子。

无色的[Cu(NH3)2]+ 在空气中易于氧化成深蓝色的[Cu(NH3)4]2+ 离子。

②Cu(I) 的化合物

+2氧化态是铜的特征氧化态。在Cu2+溶液中加入强碱,即有蓝色Cu(OH)2絮状沉淀析出,它微显两性,既溶于酸也能溶于浓NaOH溶液,形成蓝紫色[Cu(OH)4]2-离子:

Cu(OH)2 + 2OH-= [Cu(OH)4]2-

Cu(OH)2 加热脱水变为黑色CuO。

在碱性介质中,Cu2+ 可被含醛基的葡萄糖还原成红色的Cu2O,用以检验糖尿病。最常见铜盐是CuSO4·5H2O(胆矾),它是制备其他铜化合物的原料。

Cu2+ 为d9构型,绝大多数配离子为四短两长键的细长八面体,有时干脆成为平面正方形结构。如

[Cu(H2O)4]2+(蓝色)、[Cu(NH3)4]2+(深蓝色)、[Cu(en)2]2+(深蓝紫)、(NH4)2CuCl4(淡黄色)中的CuCl-2

4离子等均为平面正方形。由于Cu2+ 有一定的氧化性,所以与还原性阴离子,如I-、CN-等反应,生成较稳定的CuI及[Cu (CN)2]-,而不是CuI2和[Cu (CN)4 ]2-。

(3)银的化合物

氧化态为+I的银盐的一个重要特点是只有AgNO3、AgF和AgClO4等少数几种盐溶于水,其它则难溶于水。非常引人注目的是,AgClO4和AgF的溶解度高得惊人(298K时分别为5570 g·L-1和1800 g·L -1)。

?= Cu(I)不存在硝酸盐,而AgNO3却是一个最重要的试剂。固体AgNO3极其溶液都是氧化剂(0

Ag+

/Ag 0.799 V),可被氨、联氨、亚磷酸等还原成Ag。

2NH2OH + 2AgNO3 = N2↑+ 2Ag↓+ 2HNO3 + 2H2O

N2H4 + 4AgNO3 = N2↑+ 4Ag↓+ 4HNO3

H3PO3 + 2AgNO3 + H2O = H3PO4 + 2Ag↓+ 2HNO3

Ag+ 和Cu2+ 离子相似,形成配合物的倾向很大,把难溶银盐转化成配合物是溶解难溶银盐的重要方法。

(4)金的化合物

Au(III)化合物最稳定,Au+ 像Cu+ 离子一样容易发生歧化反应,298K时反应的平衡常数为1013。

3Au+Au3+ + 2Au

可见Au+(aq) 离子在水溶液中不能存在。

Au+ 像Ag+ 一样,容易形成二配位的配合物,例如[Au(CN)2]-。

在最稳定的+III氧化态的化合物中有氧化物、硫化物、卤化物及配合物。

碱与Au3+ 水溶液作用产生一种沉淀物,这种沉淀脱水后变成棕色的Au2O3。Au2O3溶于浓碱形成含[Au(OH)4]-离子的盐。

将H2S通入AuCl3的无水乙醚冷溶液中,可得到Au2S3,它遇水后很快被还原成Au(I) 或Au。

金在473K时同氯气作用,可得到褐红色晶体AuCl3。在固态和气态时,该化合物均为二聚体(类似于Al2Cl6)。AuCl3易溶于水,并水解形成一羟三氯合金(III)酸:

AuCl3 + H2O = H[AuCl3OH]

将金溶于王水或将Au2Cl6溶解在浓盐酸中,然后蒸发得到黄色的氯代金酸HAuCl4·4H2O。由此可以制得许多含有平面正方形离子[AuX4]-的盐(X = F,Cl,Br,I,CN,SCN,NO3)。

(二)锌族元素

1、锌族元素的基本性质

锌族元素包括锌、镉、汞,是IIB族元素,与铜族元素同处于周期表中的ds区。锌族元素结构特征为(n-1)d10ns2,锌族和II A族的碱土金属元素都有两个s电子,失去s电子后都能呈+2氧化态。故II B与II A 族元素有一些相似之处,但锌族元素由于次外层有18个电子,对原子核的屏蔽较小,有效核电荷较大,对外层S电子的引力较大,其原子半径、M2+ 离子半径都比同周期的碱土金属为小,而其第一、第二电离势之和以及电负性都比碱金属为大。由于是18电子层结构,所以本族元素的离子具有很强的极化力和明显的变形性。因此锌族元素在性质上与碱土金属有许多不同。如:

(1)主要物理性质:IIB族金属的熔、沸点都比II A族低,汞在常温下是液体。II A族和II B族金属的导电性、导热性、延展性都较差(只有镉有延展性)。

(2)化学活泼性:锌族元素活泼性较碱土金属差。II A族元素在空气中易被氧化,不但能从稀酸中置换出氢气,而且也能从水中置换出氢气。II B族在干燥空气中常温下不起反应,不能从水中置换出氢气,在稀的盐酸或硫酸中,锌易溶解,镉较难,汞则完全不溶解。

(3)化合物的键型及形成配合物的倾向:由于IIB族元素的离子具有18电子构型,因而它们的化合物所表现的共价性,不管在程度上或范围上都比IIA族元素的化合物所表现的共价性为大。IIB族金属离子形成配合物的倾向比IIA族金属离子强得多。

(4)氢氧化物的酸碱性:II B族元素的氢氧化物是弱碱性的,且易脱水分解,IIA的氢氧化物则是强碱性的,不易脱水分解。而Be(OH)2和Zn(OH)2都是两性的。

(5)盐的溶解度及水解情况:两族元素的硝酸盐都易溶于水;II B族元素的硫酸盐易溶,而钙、锶、钡的硫酸盐则是微溶;两族元素的碳酸盐又都难溶于水。IIB族元素的盐在溶液中都有一定程度的水解,而钙、锶和钡的盐则不水解。

(6)某些性质的变比规律:II B族元素的金属活泼性自上而下减弱,但它们的氢氧化物的碱性却自上而下增强;而IIA族元素的金属活泼性以及它们的氢氧化物的碱性都自上而下增强。

2、锌、汞及其化合物

(1)锌和汞

锌在含有CO2的潮湿空气中很快变暗,生成一层碱式碳酸锌,它是一层较紧密的保护膜:

4Zn + 2O2 + 3H2O + CO2 = ZnCO3·3Zn(OH)2

锌在加热条件下,可以与绝大多数非金属反应,在1273 K时锌在空气中燃烧生成氧化锌;而汞在约620 K时与氧明显反应,但在约670 K以上HgO又分解为单质汞。

锌粉与硫磺共热可形成硫化锌。汞与硫磺粉研磨即能形成硫化汞。这种反常的活泼性是因为汞是液态,研磨时汞与硫磺接触面增大,反应就容易进行。

锌既可以与非氧化性的酸反应又可以与氧化性的酸反应,而汞在通常情况下只能与氧化性的酸反应。汞与热的浓硝酸反应,生成硝酸汞:

3Hg + 8HNO3 = 3Hg(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O

用过量的汞与冷的稀硝酸反应,生成硝酸亚汞:

6Hg+ 8HNO3 = 3Hg2(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O

和汞不同,锌与铝相似,都是两性金属,能溶于强碱溶液中:

Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2↑

锌和铝又有区别,锌溶于氨水形成氨配离子,而铝不溶于氨水形成配离子:

Zn + 4NH3 + 2H2O = [Zn(NH3)4]2+ + H2↑+ 2OH-

锌、汞都能与其它各种金属形成合金。锌与铜的合金称为黄铜,汞的合金称为汞齐。

(2)锌、汞的化合物

Zn2+ 和Hg2+ 离子均为18电子构型,均无色,故一般化合物也无色。但Hg2+ 离子的极化力和变形性较强,与易变形的S2-、I-形成的化合物往往显共价性,呈现很深的颜色和较低的溶解度。如ZnS(白色、难溶)、HgS(黑色或红色,极难溶);ZnI2(无色、易溶)、HgI2(红色或黄色,微溶)。

Zn2+和Hg2+ 离子溶液中加适量碱,发生如下反应:

Zn2+ + 2OH-= Zn (OH)2↓(白色)

Hg2+ + 2OH-= HgO(黄色) + H2O

Zn (OH)2为两性,既可溶于酸又可溶于碱。受热脱水变为ZnO。Hg (OH)2在室温不存在,只生成HgO。而HgO也不够稳定,受热分解成单质。

ZnCl2是固体盐中溶解度最大的(283K,333g/100g H2O)它在浓溶液中形成配合酸:

ZnCl2 + H2O = H[ZnCl2 (OH)]

这种酸有显著的酸性,能溶解金属氧化物:

FeO + 2 H[ZnCl2 (OH)] = Fe [ZnCl2 (OH)]2 + H2O

故ZnCl2的浓溶液用作焊药。

HgCl2(熔点549K)加热能升华,常称升汞,有剧毒!稍有水解,但易氨解:

HgCl2 + 2H2O = Hg(OH)Cl + H3O+ + Cl-

HgCl2 + 2NH3 = Hg(NH2)Cl↓(白色) + NH

+ Cl-

4

可被SnCl2还原成Hg2Cl2(白色沉淀):

2HgCl2 + SnCl2 + 2HCl = Hg2Cl2↓+ H2SnCl6

若SnCl2过量,则进一步还原为Hg:

Hg2Cl2 + SnCl2 + 2HCl = 2Hg2Cl2↓(黑色) + H2SnCl6

红色HgI2可溶于过量I-溶液中:

Hg2+ + 2I-= HgI2↓;HgI2 + 2I-= [HgI4]2-(无色)

K2[HgI4]和KOH的混合液称为奈斯勒试剂用以检验NH+

或NH3。

4

NH4Cl + 2 K2[HgI4] +4KOH = Hg2NI·H2O↓(红色) + KCl + 7KI + 3H2O

在水溶液中能稳定存在,且与Hg2+ 有下列平衡:

Hg+2

2

K = 166

Hg2+ + Hg Hg+2

Hg2Cl2俗称甘汞,微溶于水,无毒,无味,但见光易分解:Hg2Cl2光HgCl2 + Hg

在氨水中发生歧化反应:

Hg2Cl2 +2NH3 = HgNH2Cl↓(白色) + Hg↓(黑色) + NH4Cl

离子。

此反应可用以检验Hg+2

2

【典型例题】

例1、市场上出现过一种一氧化碳检测器,其外观像一张塑料信用卡,正中由一个直径不到2cm的小窗口,露出橙红色固态物质。若发现橙红色转为黑色而在短时间内不复原,表明室内一氧化碳浓度超标,有中毒危险。一氧化碳不超标时,橙红色虽也会变黑却能很快复原。已知检测器的化学成分:亲水性硅胶、氯化钙、固体酸H8[Si(Mo2O7)6]·28H2O、CuCl2·2H2O和PdCl2·H2O(注橙红色为复合色,不必细究)。

(1)CO与PdCl2·H2O的反应方程式为。

(2)(1)的产物之一与CuCl2·2H2O反应而复原,化学方程式为。

(3)(2)的产物之一复原的反应方程式为。

分析:CO与PdCl2·H2O产物是Pd、HCl和CO2,只有Pd与CuCl2反应能复原。CuCl2与Pd反应生成Cu还是CuCl呢?因为Cu(I) 比Cu(0) 更易被氧化,只能是CuCl(CuCl可被空气中的O2氧化成CuCl2)。

解:(1)CO + PdCl2·H2O = CO2 + Pd + 2HCl + H2O

(2)Pd + CuCl2·2H2O = PdCl2·2H2O + 2CuCl + 2H2O

(3)4CuCl + 4HCl + 6H2O + O2 = 4CuCl2·2H2O

例2、铬的化学性质丰富多彩实验结果常出人意料。将过量30%的H2O2加入(NH4)2CrO4的氨水溶液,加热至50℃后冷却至0℃,析出暗棕红色晶体A。元素分析报告:A含Cr 31.1%,N 25.1%,H 5.4%。在极性溶剂中A不导电。红外图谱证实A有N—H键,且与游离氨分子键能相差不太大,还证实A中的铬原子周围有7个配位原子提供孤对电子与铬原子形成配位键,呈五角双锥构型。

(1)以上信息表明A的化学式为,请画出A的可能结构式。

(2)A 中铬的氧化数是多少?

(3)预期A 最特征的化学性质是什么?

(4)写出生成晶体A 的化学方程式 。 分析:①元素分析报告表明A 中Cr ︰N ︰H ︰O = 52%1.31︰14%1.25︰1%4.5︰16

%

4.38= 1︰3︰9︰4,A 的最简化学式为CrN 3H 9O 4。

②A 在极性溶剂中不导电,说明A 中无外界。 ③红外图谱证实A 中与NH 3参与配位。

④A 中有7个配位原子,五角双锥构型,故A 中三氮四氧全配位。 解:(1)A 的化学式为Cr(NH 3)3O 4或CrN 3H 9O 4,A 的可能结构式如下图:

(注:还可画出其他结构式,但本题强调的是结构中有2个过氧键,并不要求判断它们在结构中的正确位置。)

(2)A 中铬的氧化数为 +4。

(3)氧化还原性(或易分解或不稳定等类似表述均可)。

(4)CrO

24+ 3NH 3 + 3H 2O 2 = Cr(NH 3)3 (O 2)2 + O 2 + 2H 2O + 2OH -

例3、次磷酸H 3PO 2是一种强还原剂,将它加入CuSO 4水溶液,加热到40 ~ 50℃,析出一种红棕色难溶物A 。经鉴定:反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物;X 射线衍射证实A 是一种六方晶体,结构类同于纤维锌矿(ZnS ),组成稳定;A 的主要化学性质如下:(1)温度超过60℃,分解成金属铜和一种气体;(2)在氯气中着火;(3)遇盐酸放出气体。

(1)写出A 的化学式。 (2)写出A 的生成反应方程式。 (3)写出A 与氯气反应的化学方程式。 (4)写出A 与盐酸反应的化学方程式。

分析:MX 具有ZnS 的结构,是M ︰X = 1︰1的组成,A 只可能是CuS 、CuP 、CuO 和CuH 等,显然,只有CuH 才与其他信息对应。解决了A 是什么,其余问题就迎刃而解。

解:(1)CuH

(2)4CuSO 4 + 3H 3PO 2 + 6H 2O = 4CuH + 3H 3PO 4 + 4H 2SO 4 (3)2CuH + 3Cl 2 = 2CuCl 2 + 2HCl

(4)CuH + HCl = CuCl + H 2 或CuH + 2HCl = HCuCl 2 + H 2或CuH + 2HCl = H 2CuCl 3 + H 2 例4、用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应写成:

O

O O O Gr

NH 3

H 3N

NH 3 O

O

O

O Gr 3 N H 3

NH 3

CuFeS2 + SiO2 + O2→Cu + FeSiO3 + SO2

事实上冶炼反应是分步进行的。①黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁;②硫化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁,并与二氧化硅反应生成矿渣;③硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜;④硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。

(1)写出上述分步反应的化学方程式。

(2)配平总反应方程式的系数。

(3)据最新报道,有一种叫Thibacillus ferroxidans 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。试写出配平的化学方程式。

(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:

回答如下问题:

①CuFeS2和O2主要反应的方程式为。

②实际生产过程中沸腾炉的温度为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

分析:化学方程式配平的方法很多,现以(2)为例。由于氧化还原的电子得失总数相等,可假设CuFeS2 中Cu、Fe、S的氧化态分别为+2、+2、–2,这样,铁在反应中氧化态不变,1 mol CuFeS2?

?

?→

?-mole

10 1 mol Cu + 2 mol SO2,10 mol e-应由5/2 mol O2获得。

(3)中生成的硫酸盐,因有氧气参加反应,应为Cu2+、Fe3+ 盐。

(4)中的反应类似“煅烧黄铁矿”的反应:4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2。从题给信息看,生成物中没有水溶性铁,可见黄铜矿在沸腾炉里的燃烧产物中铁是以氧化物的形式存在的,而不是硫酸盐。

解:(1)①2CuFeS2 + O2Cu2S + 2FeS + SO2

②2FeS + 3O22FeO + 2SO2;FeO + SiO2FeSiO3

③2Cu2S + 3O22Cu2O + 2SO2

④Cu2S + 2Cu2O 6Cu + SO2。

(2)2CuFeS2 + 2SiO2 + 5O22Cu + 2FeSiO3 + 4SO2。

(3)4CuFeS2 + 2H2SO4 +17O2细菌4CuSO4 +Fe2(SO4)3 + 2H2O.

(4)①4CuFeS2 + 15O24CuSO4 + 2Fe2O3 + 4SO2

②控制加入CuFeS2的速度(因CuFeS2与O2反应放热)

③CuSO4 = CuO + SO3(写成SO2 + 1/2O2也可)

例5、向硫酸四氨合铜的水溶液中通入SO2至溶液呈微酸性,生成白色沉淀A。元素分析表明A含Cu、N、S、H、O五种元素,而且物质的量之比为Cu︰N︰S = 1︰1︰1。激光拉曼光谱和红外光谱显示A的晶体里有一种呈三角椎体和一种呈正四面体的离子(或分子)。磁性实验指出A呈逆磁性。

(1)写出A的化学式。

(2)写出生成A的配平的化学方程式

(3)将A和足量的10 mol/L H2SO4混合微热,生成沉淀B、气体C和溶液D。B是主要产品,尽管它是常见物质,本法制得的呈超细粉末状,有重要用途。写出这个反应式(配平)。

(4)按(3)操作得到B的最大理论产率是多大?

(5)有人设计了在密闭容器里使A和硫酸反应,结果B的产率大大超过按(4)的估计。问:在这种设计操作下,B的最大理论产率多大?试对此作出解释。

分析:(4)A与H2SO4混合发生复分解反应生成SO2气体,同时Cu+ 在酸性条件下歧化为Cu2+ 和Cu。2Cu+ = Cu2+ + Cu故(3)的产率最大为50%

(5)在密闭容器中反应生成的SO2与Cu2+反应,Cu2+ 被还原成Cu+,Cu+ 再歧化,循环往复。故理论产率会接近100%。

解:

(1)A为CuNH4SO3

(2)2Cu(NH3)4SO4 + 3SO2 + 4H2O = 2CuNH4SO3↓+ 3(NH4)2SO4

(3)2CuNH4SO3 + 2H2SO4 = Cu + CuSO4 + 2SO2 + 2H2O + (NH4)2SO4

(4)50%

(5)100%,因为SO2循环使用,直至所有CuSO4还原为Cu,故理论产率可达100%。

例6、在MnCl2溶液中加入适量的HNO3,再加入NaBiO3,溶液中出现紫色后又消失。试说明其原因,并写出有关反应的化学方程式。

分析:NaBiO3固体是极强的氧化剂,在酸性介质中能将Mn2+ 离子氧化为MnO-

4(紫色),但MnO-

4

子也具有强氧化性,如溶液中存在还原剂,氧化还原反应能继续发生。Cl-离子具有还原性,故MnO-

4

子与Cl-离子发生氧化还原反应,MnO-

4的紫色立即消失。当Mn2+过多时,Mn2+ 也可作还原剂与MnO-

4

发生氧化还原反应,生成中间价态的Mn4+ 的化合物,MnO2的存在使溶液产生棕褐色的沉淀。从上面的分

析可知,是还原性物质的存在与具有强氧化性的MnO-

4

发生氧化还原反应而使紫色消失的。

解:NaBiO3在适量的HNO3溶液中,能把Mn2+ 氧化为MnO-

4

,使溶液呈紫色。即:

2 Mn2+ + 5 NaBiO

3 + 14H+ = 2 MnO-

4

+ 5Bi3+ + 5Na+ + 7H2O

但是,当溶液中有Cl-存在时,紫色出现后会立即腿去。这是由于MnO-

4

被Cl-还原的缘故。

2 MnO -4+ 10 Cl -

+ 16H + = 2 Mn 2+

+ 5Cl 2↑+ 8H 2O

当Mn 2+ 过多时,也会在紫色出现后立即消失。这是因为生成的MnO -4 又被过量Mn

2+

的还原: 2 MnO -4+ 3 Mn 2+ + 2H 2O = 5MnO 2↓(棕褐色) + 4H +

例7、在K 2Cr 2O 7的饱和溶液中加入浓硫酸,并加热到200℃时,发现溶液的颜色变为蓝绿色,经检查反应开始时溶液中并无任何还原剂存在,试说明上述变化的原因。

分析:反应开始时溶液中并无还原剂存在,为何溶液的颜色会变为蓝绿色?(有Cr 3+存在)解答本题的关键要知道CrO 3的熔点为196℃,加热到200℃时则分解成Cr 2O 3(绿色)。

解:在K 2Cr 2O 7的饱和溶液中加入浓硫酸,即可析出暗红色的CrO 3晶体:

K 2Cr 2O 7 + H 2SO 4(浓) = 2CrO 3↓+ K 2SO 4 + H 2O

CrO 3的熔点为196℃,对热不稳定。加热超过熔点则分解放出氧气:

CrO 3

2Cr 2O 3 + 3O 2↑

Cr 2O 3是溶解或熔融皆难的两性氧化物,和浓硫酸反应生成Cr 2(SO 4)3和H 2O :

Cr 2O 3 + 3H 2SO 4 = Cr 2(SO 4)3 + 3H 2O

Cr 2O 3是绿色物质,部分Cr 2O 3与H 2SO 4反应后生成蓝绿色的Cr 2(SO 4)3溶液,我们观察到溶液的颜色即为Cr 3+离子的显色(蓝绿色)。

例8、金属M 溶于稀盐酸时生成MCl 2,其磁偶极矩为5.0Wb ·m 。在无氧操作条件下,MCl 2溶液遇NaOH 溶液,生成一白色沉淀A 。A 接触空气就逐渐变成绿色,最后变成棕色沉淀B 。灼烧时,B 生成了红棕色粉末C ,C 经不彻底还原而生成了铁磁性的黑色物D 。

B 溶于稀盐酸生成溶液E ,它使KI 溶液氧化成I 2,但在加入KI 前先加入NaF ,则KI 将不被E 所氧化。

若向B 的浓NaOH 悬浮液中通入Cl 2可得紫红色溶液F ,加入BaCl 2时就会沉淀出红棕色固体G ,G 是一种强氧化剂。

试确认各字母所代表的化合物,并写出反应的化学方程式。

分析:M 2+ 磁偶极矩为5.0 Wb ·m ,根据公式)2(+=n n μ 估算出M 2+ 有4个成单的d 电子,符合此条件的金属可能位于VIB 、VIIB 族,也可能是铁,Cr 2+、Mn 2+ 和Fe 2+ 都有4个成单的电子。

实验操作中,C 经不彻底还原而生成了铁磁性的黑色物D 。D 所代表的化合物应是Fe 3O 4,这样,就确定M 所代表的金属是铁。根据以上的两个条件,确定M 代表的金属是铁后,将其代入实验中进行检验,证明判断是正确的。

金属元素有多种,但根据M 2+ 离子的M 2+ 磁偶极矩为5.0 Wb ·m ,就把金属M 划定在一个很小的范围内,又通过生成铁磁性的黑色物就能够确定M 所代表的金属是铁,这是解答此题的重要条件。

解:M 为Fe ,A 为Fe(OH)2,B 为Fe(OH)3,C 为Fe 2O 3,D 为Fe 3O 4,E 为FeCl 3,F 为FeO -

24,G 为

BaFeO 4·H 2O 。

【知能训练】

1、阅读如下信息后回答问题:元素M,其地壳丰度居第12位,是第3种蕴藏最丰富的过渡元素,是海底多金属结核的主要成分,是黑色金属,主要用途:炼钢,也大量用来制作干电池,还是动植物必需的微量元素。

(1)M的元素符号是。

(2)M的最重要矿物的化学式是。

(3)M的三种常见化合物是、和。

2、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。

3、写出下列实验的现象和反应的化学方程式。

(1)向黄血盐溶液中滴加碘水。

(2)将3rnol·L-1的CoCl2溶液加热,再滴入AgNO3溶液。

(3)将[Ni(NH3)6]SO4溶液水浴加热一段时间后再加入氨水。

4、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。

5、铁与各种钢有多种用途,在化学工业中可作储罐材料,铁易锈蚀。为在不同的特殊条件下应用它,有必要有铁(Ⅱ)和铁(Ⅲ)化合物的性质的知识。

(1)众所周知,铁能跟氯气发生反应,但另一方面,氯又可用钢瓶运输和保存。在不存在第三种反应物时,氯化铁反应的必要条件是什么?该反应的产物是什么?

(2)在高温(约973K)下铁和气态氯化氢作用的反应产物是什么?

(3)在隔绝空气的条件下令铁跟盐酸作用并蒸发所得溶液至开始结晶,问得到的晶体的组成是什么?

(4)在氯化铁(Ⅲ)溶液里加入如下物质,写出生成物的化学式。

①过量盐酸;②氰离子;③2,4-戊二酮(乙酰丙酮)和氨。

(5)水龙头上经常出现锈斑,它由什么组成?是怎样生成的?试用总反应式写出生成过程。

6、回答下列各题

(1)向少量FeCl3溶液中加入过量的饱和(NH4)2C2O4溶液后,滴加少量KSCN溶液并不出现红色,但再滴加盐酸则溶液立即变红色。请解释其原因。

(2)Co3+的盐一般不如Co2+的盐稳定,但生成某些配合物时,Co3+却比Co2+稳定。请解释其原因。

(3)由CoSO4·7H2O制无水CoCl2。

(4)由粗镍制备高纯度的镍。

7、铂的配合物是一类新抗癌药,如顺式–二氯二氨合铂对一些癌症有较高治愈率。铂元素化学性质不

活泼,几乎完全以单质形式分散于各种矿石中,铂的制备一般是先用王水溶解经处理后的铂精矿,滤去不溶渣,在滤液中加入氯化铵,使铂沉淀出来,该沉淀经1000℃缓慢灼烧分解,即得海绵铂。回答下列问题:(1)写出上述制备过程有关的化学方程式;

(2)氯铂酸与硝酸钠在500℃熔融可制得二氧化铂,写出化学方程式。PtO2在有机合成中广泛用作氢化反应的催化剂,试问此反应中实际起催化作用的物种是什么?

(3)X射线分析测得K2[PtCl6]晶胞为面心立方,[PtCl6]2-中Pt4+位于立方体的八个顶角和六个面心。问Pt4+采用何种类型杂化?[PtCl6]2-空间构型?K+占据何种类型空隙?该类型空隙被占百分率?标出K+在晶胞中的位置。

8、矿物胆矾就是CuSO4·5H2O,当它溶于水渗入地下,遇到黄铁矿(FeS2),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,在有的矿区常可见到这种具有强腐蚀性的地下水(俗称黑水)渗出地面,上述反应可以用一个化学方程式来表示,试写出配平的化学方程式。

9、根据《本草纲目》有关记载:“水银乃至阴之毒物,因火煅丹砂而出,加以盐、(明)矾而为轻粉(Hg2Cl2),加以硫磺升而为银朱”。写出主要化学反应方程式。

10、锌钡白(立德粉)是ZnSO4和BaS以相同物质的量混合后反应制成白色颜料。写出由菱锌矿(ZnCO3)为主要原料制锌钡白的有关反应的化学方程式。若菱锌矿中含有Fe2+、Ni2+等杂质,在制备过程中如何除去?(已知:E0Fe2+/Fe = -0.44,E0Ni2+/Ni = -0.25)

11、地球化学家用实验证实,金矿常与磁铁矿共生的原因是:在高温高压的水溶液(即所谓“热液”)里,金的存在形式是AuS-络离子,在溶液接近中性时,它遇到Fe2+离子会发生反应,同时沉积出磁铁矿和金矿,试写出配平的化学方程式。

12、化合物A为无色液体,A在潮湿的空气中冒白烟。取A的水溶液加入AgNO3溶液则有不溶于硝酸的白色沉淀B生成,B易溶于氨水。取锌粒投入A的盐酸溶液中,最终得到紫色溶液C。向C中加入NaOH溶液至碱性则有紫色沉淀D生成。将D洗净后置于稀硝酸中得到无色溶液E。将溶液E加热得到白色沉淀F。请确定各字母所代表的物质。

13、白色化合物A在煤气灯上加热转为橙色固体B并有无色气体C生成。B溶于硫酸得到黄色溶液D。向D中滴加适量NaOH溶液又析出橙黄色固体B,NaOH过量时B溶解得到无色溶液E。向D中通人地得到蓝色溶液F,F可使酸性高锰酸钾溶液褪色。将少量C通入AgNO3溶液有棕褐色沉淀G生成,通入过量的C后,沉淀G溶解得到无色溶液出。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。

14、白钨矿CaWO4是一种重要的含钨矿物。在80~90℃时,浓盐酸和白钨矿作用生成黄钨酸。黄钨酸在盐酸中溶解度很小,过滤可除去可溶性杂质。黄钨酸易溶于氨水,生成钨酸铵溶液,而与不溶性杂质分开。浓缩钨酸铵溶液,溶解度较小的五水仲钨酸铵从溶液中结晶出来。仲钨酸铵是一种同多酸盐,仲钨酸根含12个W原子,带10个负电荷。仲钨酸铵晶体灼烧分解可得WO3。

(1)写出上述化学反应方程式:

A:;

B:;

C:;

D:。

(2)已知(298K下):

问:在什么温度条件下,可用H2还原WO3制备W?

(3)钨丝常用作灯丝,在灯泡里加入少量碘,可延长灯泡使用寿命,为什么?

(4)三氯化钨实际上是一种原子簇化合物W6Cl18,其中存在[W6Cl18-n]n+离子结构单元,该离子中含有W原子组成的八面体,且知每个Cl原子与两个W原子形成桥键,而每个W原子与四个Cl原子相连。试推断[W6Cl18-n]n+的n值。

15、钼是我国丰产元素,探明储量居世界之首。钼有广泛用途,例如白炽灯里支撑钨丝的就是钼丝;钼钢在高温下仍有高强度,用以制作火箭发动机、核反应堆等。钼是固氨酶活性中心元素,施钼肥可明显提高豆种植物产量,等等。

(1)钼的元素符号是42,写出它的核外电子排布式,并指出它在元素周期表中的位置。

(2)钼金属的晶格类型为体心立方晶格,原子半径为136pm,相对原子质量为95.94。试计算该晶体钼的密度和空间利用率(原子体积占晶体空间的百分率)。ρ= ;η=

(3)钼有一种含氧酸根[Mo x O y]z-(如右图所示),式中x、y、z都是正整数;Mo的氧化态为+6,O呈-2。可按下面的步骤来理解该含氧酸根的结构:

(A)所有Mo原子的配位数都是6,形成[MoO6]6-,呈正八面体,称为“小八面体”(图A);

(B)6个“小八面体”共棱连接可构成一个“超八面体”(图B),化学式为[Mo6O19]2-;

(C)2个“超八面体”共用2个“小八面体”可构成一个“孪超八面体”(图C);,化学式为[Mo10O28]4+;

(D)从一个“挛超八面体”里取走3个“小八面体”,得到的“缺角孪超八面体”(图D)便是本题的[Mo x O y]z-(图D中用虚线表示的小八面体是被取走的)。

A B C D

[Mo x O y]z-的化学式为

(4)钼能形成六核簇合物,如一种含卤离子[Mo6Cl8]4+,6个Mo原子形成八面体骨架结构,氯原子以三桥基与与Mo原子相连。则该离子中8个Cl离子的空间构型为

(5)辉钼矿(MoS2)是最重要的铝矿,它在403K、202650Pa氧压下跟苛性碱溶液反应时,钼便以

高中化学元素关系图

硫(S)元素关系图 重要关系: ○9H2S→S:SO2、Cl2、Ca(ClO)2、Br2、I2、KMnO4、K2Cr2O7、KNO3、H2O、Fe3+、O2、浓H2SO4 ○21SO2→SO42-:H2O2、X2、HNO3、KMnO4、Ca(ClO)2、Na2O2 ○22H2SO4(浓)→SO2:Cu、C、S、P、HBr、HI、H2S ○23SO32-→SO42-:Cl2、Br2、I2、O2、KMnO4、K2Cr2O7、HNO3、H2O2、Na2O2 ○1Na2S+CuSO4====Na2SO4+CuS↓○2H2S+CuSO4====CuS↓+H2SO4 ○3Na2S+H2SO4(稀)====Na2SO4+H2S↑○4H2S+2NaOH====Na2S+2H2O ○5Na2S+FeSO4====FeS↓+Na2SO4○6FeS+H2SO4(稀)====FeSO4+H2S↑○72H2S+3O点燃2H2O+2SO2 ○8S+H2△H2S ○9H2S+Cl2====2HCl+S↓ 2H2S+SO2====3S↓+2H2O H2S+Br2====2HBr+S↓ H2S+I2====2HI+S↓ 5H2S+2KMnO4+3H2SO4====5S↓+K2SO4 +2MnSO4+8H2O 3H2S+K2Cr2O7+4H2SO4====3S↓+K2SO4 +Cr2(SO4)3+7H2O 3H2S+2HNO3(稀)====3S↓+2NO↑+2H2O H2S+H2O2====S↓+2H2O H2S+2FeCl3====S↓+2FeCl2+2HCl 2H2S+O2====2S↓+2H2O H2S+H2SO4(浓)====SO2↑+S↓+2H2O 2H2S+Ca(ClO)2====2S↓+CaCl2+2HCl ○10S+2Cu△Cu2S ○11Na2S2O3+2HCl====2NaCl+S↓+SO2↑+H2O ○12S+O SO2 ○133SO2+2Na2S====3S↓+2Na2SO3 ○14H2SO3+2H2S====3H2O+3S↓

2019年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题

2019年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题 考生须知: 1.全卷分试题卷和答题卷两部分,试题共有8题,满分100分。考试时间120分钟。 2.本卷答案必须做在答题卷相应位置上,做在试题卷上无效,考后只交答题卷。必须在答题卷上写明县(市)、学校、姓名、准考证号,字迹清楚。 3.只能用黑色水笔成签字笔答卷,铅笔圆珠笔等答卷无效;答卷上用胶带纸,修正液为无效卷;答卷上有与答题无关的图案,文字为无效卷; 4.可以使用非编程计算器。 第1题(10分)根据所给条件按照要求书写化学反应方程式(要求系数为最简整数比) 1-1 铜在潮湿空气中慢慢生成一层绿色铜绣23[Cu(OH)CuCO ] 。 1-2 乙硼烷与一氧化碳在NaBH 4、THF 条件下1:2化合,生成物有一个六元环。 1-3 古代艺术家的油画都是以铅白为底色,这些油画易受H 2S 气体的侵蚀而变黑(PbS ),可以用H 2O 2对这些古油画进行修复,写出H 2O 2修复油画的化学反应方程式。 1-4 光气(COCl 2)和NH 3反应制备常见的氮肥。 1-5 银镜实验时需要用的银氨溶液,必须现配现用:因为久置的银氨溶液常析出黑色的氮化银沉淀。写出相应的化学反应方程式。 第2题(30分) 2-1 画出下列分子的立体结构:PH 3、P 2H 4、H 3PO 2。

2-2 甲基异氰酸酯(MIC)是制造某些杀虫剂的中间体,是一种剧毒的物质,其分子式为C2H3NO,MIC原子连接顺序为H3CNCO,除氢外的四个原子不都在一条直线上。指出N的杂化类型、写出最稳定路易斯结构式。 2-3 在水溶液中,水以多种微粒的形式与其它物种成水合物,画出微粒H5O2+和H9O4+的结构图示。 2-4 根据所给信息画出下列物种的结构。 2-4-1 As3S4+中每个原子都满足8电子结构,有一个S-S键,如果将其中一个S换成As,则变成一个有三重轴的中性分子。 2-4-2 As4蒸气分子具有白磷一样的正四面体结构:As4S4分子可以看做4个硫原子分别插入As4的四条边,As的化学环境相同。画出As4S4的结构。 2-4-3 S4O62-中含有3个S-S键。 2-5 A、B、C、D、E五种元素分居四个不同的周期和四个不同的族,它们的原子序数依次增大。常温常压下,A、B、D的单质为气态,而C、E的单质为固态。五种元素中,只有C、D、E的单质能与氢氧化钠溶液反应;C的剧毒单质与氢氧化钠溶液加热反应,有一种剧毒气体生成;D单质与氢氧化钠溶液加热反应,生成两种盐;E单质与氢氧化钠溶液反应,放出A单质。E的基态原子不含单电子,其L能层和M能层的电子数不相等,N能层只有2个电子。 2-5-1 写出A、B、C、D、E的元素符号。 2-5-2 写出D单质与氢氧化钠溶液加热反应的方程式。 2-5-3 写出E单质与氢氧化钠溶液反应的方程式。 2-6 用次氯酸钠氧化过量的氨可以制备化合物A,A可以用作火箭燃料。最新制备A的工艺是用氨和醛(酮)的混合气体和氯气反应,然后水解。A的水溶液呈碱性,用硫酸酸化一定浓度A溶液,冷却可得到白色沉淀物B。在浓NaOH介质中A溶液可作氧化剂放出气体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。A的水溶液有很强的还原能力,它能还原Ag+,本身被氧化成气体单质G。将气体C通过红热CuO粉末,可得到固体单质F和G。给出A~G的化学式。 第3题(15分) 3-1 有一含Co的单核配合物,元素分析表明其含Co 21.4%,H 5.4%,N 25.4%,C l 13.0%(质

浙江省高中生化学竞赛辅导讲座学案第3讲 化学热力学基础

第3讲化学热力学基础 【竞赛要求】 热力学能(内能)、焓、热容、自由能和熵的概念。生成焓、生成自由能、标准熵及有关计算。自由能变化与反应的方向性。吉布斯-亥姆霍兹方程极其应用。范特霍夫标准熵及其应用。热化学循环。 【知识梳理】 一、基本概念 1、体系和环境 体系:我们研究的对象,称为体系。 环境:体系以外的其它部分,称为环境。例如:我们研究杯子中的H 2O,则H 2 O是体系, 水面上的空气,杯子皆为环境。当然,桌子、房屋、地球、太阳也皆为环境。但我们着眼于 和体系密切相关的环境,即为空气和杯子等。又如:若以N 2和O 2 混合气体中的O 2 作为体系, 则N 2 是环境,容器也是环境。 按照体系和环境之间的物质、能量的交换关系,将体系分为三类: (1)敞开体系:既有物质交换,也有能量交换。 (2)封闭体系:无物质交换,有能量交换。 (3)孤立体系:既无物质交换,也无能量交换。 例如:一个敞开瓶口,盛满热水的瓶子,水为体系,则是敞开体系; 若加上一个盖子,则成为封闭体系; 若将瓶子换成杜瓦瓶(保温瓶),则变成孤立体系。热力学上研究得多的是封闭体系。 2、状态和状态函数 状态:由一系列表征体系性质的物理量所确定下来的体系的一种存在形式,称为体系的状态。 状态函数:确定体系状态的物理量,是状态函数。例:某理想气体体系n= 1 mol,p= 1.013×105 Pa,V = 22.4 dm3,T = 273 K这就是一种存在状态(我们称其处于一种标准状态)。是由n,p,V,T所确定下来的体系的一种状态,因而n,p,V,T都是体系的状态函数。状态一定,则体系的状态函数一定。体系的一个或几个状态函数发生了变化,则体系的状态也要发生变化。 始态和终态:体系变化前的状态为始态;变化后的状态为终态。状态函数的改变量:状态变化始态和终态一经确定,则状态函数的改变量是一定的。 例如:温度的改变量用△T表示,则△T = T终- T始同样理解△n,△p,△V等的意义。

高中化学元素周期表教案

高中化学元素周期表 教案 Revised on November 25, 2020

通过学生亲自编排元素周期表培养学生的求实、严谨和创新的优良品质;提高学生的学习兴趣 教学方法:通过元素周期表是元素周期律的具体表现形式的教学,进行“抽象和具体”这一科学方法的指导。 教学重难点:同周期、同主族性质的递变规律;元素原子的结构、性质、位置之间的关系。 教学过程: [新课引入] 初中我们学过了元素周期律,谁还记得元素周期律是如何叙述的吗[学生活动] 回答元素周期律的内容即:元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化。 [过渡]对!这样的叙述虽然很概括,但太抽象。我们知道元素周期律是自然界物质的结构和性质变化的规律。既然是规律,我们只能去发现它,应用它,而不能违反它。但是,我们能否找到一种表现形式,将元素周期律具体化呢经过多年的探索,人们找到了元素周期表这种好的表现形式。元素周期表就是元素周期表的具体表现形式,它反映了元素之间的相互联系的规律。它是人们的设计,所以可以这样设计,也可以那样设计。历史上本来有“表”的雏形,经过漫长的过程,现在有了比较成熟,得到大家公认的表的形式。根据不同的用途可以设计不同的周期表,不同的周期表有不同的编排原则,大家可以根据以下原则将前18号元素自己编排一个周期表。 [多媒体展示]元素周期表的编排原则: 1.按原子序数递增顺序从左到右排列; 2.将电子层数相同的元素排列成一个横行;

3.把最外层电子数相同的元素排列成一列(按电子层递增顺序)。 [过渡]如果按上述原则将现在所知道的元素都编排在同一个表中,就是我们现在所说的元素周期表,现在我们一同研究周期表的结构。 [指导阅读]大家对照元素周期表阅读课本后,回答下列问题。 1.周期的概念是什么 2.周期是如何分类的每一周期中包含有多少元素。 3.每一周期有什么特点 4.族的概念是什么 5.族是如何分类的主族和副族的概念是什么,包括哪些列,如何表示 6.各族有何特点 [教师归纳小结] [板书] 一、元素周期表的结构 1、横行--周期 ①概念 ②周期分类及各周期包含元素的个数。 ③特点 a.周期序数和电子层数相同;

化学奥赛2

2002年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)选拔赛试题 (2002年8月5日8:30-11:30 共计3小时) 姓名 1.(12分)(1) 如果已经发现167号元素A,若已知的原子结构规律不变,167号元素应是第周期、第族元素;可能的最高氧化态为;氢化物的化学式为。 (2) 某一放射性物质衰变20%需15天,该物质的半衰期是。 分子中有种化学环境不同的氢原子。如果用氯 (3) 化合物CH3CH CH2 O 取代分子中的氢原子,生成的一氯代物可能有种。 (4) 硅与碳为同族元素,呈四价。然而,与碳化合物相比,硅化合物的数量要少得多。碳易于形成双键,硅则不易形成双键。但据美国《科学》杂志2000年报道,已合成了分子中既有Si-Si单键,又有Si=Si双键的化合物X。X的分子式为Si5H6,红外光谱和核磁共振表明X分子中氢原子的化学环境有2种,则X的结构式是:。 2.(13分)(1) 磷和氢能组成一系列的氢化物,如PH3,P2H4,P12H16等。其中最重要的是PH3。PH3称为膦,它是一种无色剧毒的有类似大蒜臭味的气体。它可由NaOH和白磷反应来制备,其制备反应的化学方程式为,P2H4的沸点比PH3(填“高”或“低”),原因是。AsH3又称胂,试写出由As2O3制备胂的反应方程式,胂的汽化热比膦(填“大”或“小”)。 (2) ①根据VSEPR理论,SCl3+和ICl4-的空间构型分别是和,S 和I分别以和杂化轨道同Cl形成共价键。 ② SCl3+和PCl3是等电子体,其S-Cl键键长(填>、=或<)P-Cl键键长,原因是。 3.(5分)石墨晶体由如图(1)所示的C原子平面层堆叠形成。有一种常见的2H型石墨以二层重复的堆叠方式构成,即若以A、B分别表示沿垂直于平面层方向(C方向)堆叠的两个不同层次,它的堆叠方式为ABAB……。图(2)为AB两层的堆叠方式,O和●分别表示A层和B层的C原子。 (1) 在图(2)中标明两个晶胞参数a和b。 (2) 画出2H型石墨晶胞的立体示意图,并指出晶胞类型。

高中化学竞赛辅导参考资料(全)

绪论 1.化学:在分子、离子和原子层次上,研究物质的组成和结构以及物质的化学 性质和化学变化及其内在联系的科学。 应注意的问题: (1)化学变化的特点:原子核组成不变,发生分子组成或原子、离子等结合方式的改变; (2)认为物理变化不产生质变,不生成新物质是不准确的,如: 12H+3 1 H==42He+10n是质变,产生了新元素,但属于物理变化的范畴; (3)化学变化也有基本粒子参加,如:2AgCl==2Ag+Cl2就有光子参加; (4)物质 2.无机化学:除去碳氢化合物及其大多数衍生物外,对所有元素和他们的化合 物的性质和反应进行研究和理论解释的科学。(莫勒提法) 3.怎样学习无机化学? (1)你所积累的好的学习方法都适于学习无机化学。 (2)课前预习,带着问题听课。提倡写预习笔记。 (3)课上精力集中,边听边看边想边记,眼、耳、手、脑并用。 (4)课后趁热复习,按时完成作业,及时消化,不欠账。 (5)提高自学能力,讨论课积极发言。 (6)随时总结,使知识系统化。达到书越读越薄之目的。 (7)理论联系实际,做好化学实验。

第一章原子结构和原子周期系 教学目标:1.学会一个规则:斯莱特规则; 2.掌握两个效应:屏蔽效应、钻穿效应; 3.掌握三个原理:能量最低、保里不相容、洪特规则; 4.掌握四个量子数:n、l、l、m s 5.掌握五个分区:s、p、d、ds、f 6.掌握六对概念; 7.掌握七个周期; 8.掌握八个主族八个副族。 重点:1.原子核外电子排布三个原理,核外电子的四个量子数; 2.元素周期表的结构其及元素性质变化规律。 难点:屏蔽效应、钻穿效应概念及应用; 教学方法:讲授与讨论相结合,做适量练习题和作业题。 教学内容: §1-1经典物理学对原子结构的认识 1-1原子的核形结构 1708年卢瑟福通过α粒子散射实验确认:原子是由中央带正电的原子核和周围若干绕核旋转的电子组成。遇到的问题:电子绕核运动,将不断辐射电磁波,不断损失能量,最终将落到核上,原子因此而消亡实际与此相反,原子是稳定存在的,急需找到理论解释。 1-2 原子光谱的规律性 1光谱一束光通过分光棱镜折射后再屏幕上得到一条彩带或线形亮条前者称连续光谱后者称线形光谱太阳光电灯光为连续光谱原子光谱为线形光谱图1-1 2氢原子光谱里德堡方程 R H=1.097×10 M n1

全国高中化学奥赛初赛试题与答案

第1题(4分) 2004年2月2日,俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素X 和Y 。X 是用高能48Ca 撞击Am 24395靶得到的。经过100微秒,X 发生α-衰变,得到Y 。然后Y 连续发生4 次α-衰变,转变为质量数为268的第105号元素Db 的同位素。以X 和Y 的原子序数为新元素的代号(左上角标注该核素的质量数),写出上述合成新元素X 和Y 的核反应方程式。 答案: Am 24395+ 4820Ca = 288115+3n (2分)不写3n 不得分。答291115不得分。 288115 = 284113 + 4He (2分) 质量数错误不得分。 4He 也可用符号α。 (答下式不计分:284113-44He = 268105或268105Db )(蓝色为答案,红色为注释,注释语不计分,下同) 第2题(4分)2004年7月德俄两国化学家共同宣布,在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮, 这种高聚氮的N-N 键的键能为160 kJ/mol (N 2的键能为942 kJ/mol),晶体结构如图所示。在这种晶体中,每个氮原子的配位数为 ;按键型分类时,属于 晶体。这种固体的可能潜在应用是 ,这是因为: 。 答案: 3 原子晶体 炸药(或高能材料) 高聚氮分解成N 2释放大量能量。(各1分) 第3题(6分)某实验测出人类呼吸中各种气体的分压/Pa 如下表所示: 3-1 请将各种气体的分子式填入上表。 3-2 指出表中第一种和第二种呼出气体的分压小于吸入气体分压的主要原因。 答案: 姓名学校赛场报名号赛区省市自治区

(每空1分,共4分) 呼出气中的N2的分压小于吸入气中的分压的主要原因是呼出气中的CO2和水蒸气有较大分压,总压不变,因而N2的摩尔分数下降(1分);呼出气中的O2的分压小于吸入气中的分压的主要原因是吸入的O2被人体消耗了。(1分)(共2分) 第4题(15分)在铜的催化作用下氨和氟反应得到一种铵盐和一种三角锥体分子A(键角102o,偶极矩0.78x10-30 C·m;对比:氨的键角107.3o,偶极矩4.74x10-30 C·m); 4-1 写出A的分子式和它的合成反应的化学方程式。 答案:NF3(1分)4NH3 + 3F2 = NF3 + 3NH4F(1分)(共2分) 4-2 A分子质子化放出的热明显小于氨分子质子化放出的热。为什么? 答案:N-F 键的偶极方向与氮原子孤对电子的偶极方向相反,导致分子偶极矩很小,因此质子化能力远比氨质子化能力小。画图说明也可,如: (1分) 4-3 A与汞共热,得到一种汞盐和一对互为异构体的B和C(相对分子质量66)。写出化学方程式及B和C的立体结构。 答案: 2NF3 +2Hg = N2F2 + 2HgF2(1分) (14+19)X2=66(每式1分)(共3分) 4-4 B与四氟化锡反应首先得到平面构型的D和负二价单中心阴离子E构成的离子化合物;这种离子化合物受热放出C,同时得到D和负一价单中心阴离子F构成的离子化合物。画出D、E、F 的立体结构;写出得到它们的化学方程式。 答案: D E F (每式1分) 2 N2F2 + SnF4 = [N2F+]2[SnF6]2-(1分) [N2F+]2[SnF6]2- = [N2F] +[SnF5]- + N2F2 (1分)(共5分) 4-5 A与F2、BF3反应得到一种四氟硼酸盐,它的阳离子水解能定量地生成A和HF,而同时得到的O2和H2O2的量却因反应条件不同而不同。写出这个阳离子的化学式和它的合成反应的化学方程式,并用化学方程式和必要的推断对它的水解反应产物作出解释。 答案: 阳离子的化学式为NF4+。(1分) NF3 + F2 + BF3 = NF4+BF4-(1分) NF4+水解反应首先得到HOF (否则写不出配平的NF4+水解反应):

高中化学奥林匹克竞赛-有机化学的几个基本反应

重排 酮肟在酸性条件下发生重排生成烃基酰胺的反应。1886年由德国化学家.贝克曼首先发现。常用的贝克曼重排试剂有硫酸、五氯化磷、贝克曼试剂(氯化氢在乙酸-乙酐中的溶液)、多聚磷酸和某些酰卤等。反应时酮肟受酸性试剂作用,形成一个缺电子氮原子,同时促使其邻位碳原子上的一个烃基向它作分子内 1,2-迁移,其反应过程如下: 贝克曼重排是立体专一性反应。在酮肟分子中发生迁移的烃基与离去基团(羟基)互为反位。在迁移过程中迁移碳原子的构型保持不变,例如: 贝克曼重排反应可用于确定酮类化合物的结构。工业上利用环己酮肟发生贝克曼重排,大量生-己内酰胺,它是合成耐纶6(见聚己内酰胺)的单体。 亲电取代反应

亲电取代反应一种亲电试剂取代其它官能团的化学反应,这种被取代的基团通常是氢,但其他基团被取代的情形也是存在的。亲电取代是芳香族化合物的特性之一.芳香烃的亲电取代是一种向芳香环系,如苯环上引入官能团的重要方法。其它另一种主要的亲电取代反应是脂肪族的亲电取代。 亲电加成反应 亲电加成反应是烯烃的加成反应,是派电子与实际作用的结果。派键较弱,派电子受核的束缚较小,结合较松散,因此的作为电子的来源,给别的反应物提供电子。反应时,把它作为反应底物,与它反应的试剂应是缺电子的化合物,俗称亲电试剂。这些物质又酸中的质子,极化的带正电的卤素。又叫马氏加成,由马可尼科夫规则而得名:“烯烃与氢卤酸的加成,氢加在氢多的碳上”。广义的亲电加成亲反应是由任何亲电试剂与底物发生的加成反应。 在烯烃的亲电加成反应过程中,氢正离子首先进攻双键(这一步是定速步骤),生成一个碳正离子,然后卤素负离子再进攻碳正

历年高中化学奥赛竞赛试题及标准答案

中国化学会第21届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试题题号1 2 3 4 5 6 7 8 910 11 总分 满分12 6 1 29 100 得分 评卷人 ●竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到,把试卷 (背面朝上)放在桌面上,立即起立撤离考场。 ●试卷装订成册,不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。 不得持有任何其他纸张。 ●姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置,写在其他地方者按废卷论处。 ●允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 第1题(12分) 通常,硅不与水反应,然而,弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解,生成Si(OH)4。1-1已知反应分两步进行,试用化学方程式表示上述溶解过程。 早在上世纪50年代就发现了CH5+的存在,人们曾提出该离子结构的多种假设,然而,直至1999年,才在低温下获得该离子的振动-转动光谱,并由此提出该离子的如下结构模型:氢原子围绕着碳原子快速转动;所有C-H键的键长相等。 1-2该离子的结构能否用经典的共价键理论说明?简述理由。 1-3该离子是( )。 A.质子酸 B.路易斯酸 C.自由基 D.亲核试剂 2003年5月报道,在石油中发现了一种新的烷烃分子,因其结构类似于金刚石,被称为“分子钻石”,若能合成,有可能用做合成纳米材料的理想模板。该分子的结构简图如下:

1-4该分子的分子式为; 1-5该分子有无对称中心? 1-6该分子有几种不同级的碳原子? 1-7该分子有无手性碳原子? 1-8该分子有无手性? 第2题(5分) 羟胺和用同位素标记氮原子(N﹡)的亚硝酸在不同介质中发生反应,方程式如下: NH2OH+HN﹡O2→A+H2O NH2OH+HN﹡O2→B+H2O A、B脱水都能形成N2O,由A得到N﹡NO和NN﹡O,而由B只得到NN﹡O。 请分别写出A和B的路易斯结构式。 第3题(8分) X-射线衍射实验表明,某无水MgCl2晶体属三方晶系,呈层形结构,氯离子采取立方最密堆积(ccp),镁离子填满同层的八面体空隙;晶体沿垂直于氯离子密置层的投影图如下。该晶体的六方晶胞的参数:a=363.63pm,c=1766.63pm;p=2.53g·cm-3。 3-1以“”表示空层,A、B、C表示Cl-离子层,a、b、c表示Mg2+离子层,给出 三方层型结构的堆积方式。 2计算一个六方晶胞中“MgCl2”的单元数。 3假定将该晶体中所有八面体空隙皆填满Mg2+离子,将是哪种晶体结构类型? 第4题(7分) 化合物A是一种热稳定性较差的无水的弱酸钠盐。用如下方法对其进行分析:将A与惰性填料混合均匀制成样品,加热至400℃,记录含A量不同的样品的质量损失(%),结果列于下表: 样品中A的质量分数/% 20 50 70 90 33.3 样品的质量损失/%7.4 18.5 2 5.8 利用上述信息,通过作图,推断化合物A的化学式,并给出计算过程。

历年高中化学奥赛竞赛试题及答案

中国化学会第21届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试题 (2007年9月16日9:00 - 12:00共3小时) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 总分 满分12 6 10 7 10 12 8 4 10 12 9 100 得分 评卷人 ●竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到,把试卷(背面朝上)放在桌 面上,立即起立撤离考场。 ●试卷装订成册,不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其 他纸张。 ●姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置,写在其他地方者按废卷论处。 ●允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 第1题(12分) 通常,硅不与水反应,然而,弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解,生成Si(OH)4。 1-1已知反应分两步进行,试用化学方程式表示上述溶解过程。 早在上世纪50年代就发现了CH5+的存在,人们曾提出该离子结构的多种假设,然而,直至1999年,才在低温下获得该离子的振动-转动光谱,并由此提出该离子的如下结构模型:氢原子围绕着碳原子快速转动;所有C-H键的键长相等。 1-2该离子的结构能否用经典的共价键理论说明?简述理由。 1-3该离子是()。 A.质子酸 B.路易斯酸 C.自由基 D.亲核试剂 2003年5月报道,在石油中发现了一种新的烷烃分子,因其结构类似于金刚石,被称为“分子钻石”,若能合成,有可能用做合成纳米材料的理想模板。该分子的结构简图如下: 1-4该分子的分子式为; 1-5该分子有无对称中心? 1-6该分子有几种不同级的碳原子? 1-7该分子有无手性碳原子? 1-8该分子有无手性? 第2题(5分)

高中化学竞赛用书推荐

高中化学竞赛用书推荐 常规/高考类: 化学岛 用户名: 密码:woaihuaxuedao 以下是另一个公邮 icholand. 密码:huaxuedaogongyou 提供公共邮箱的目的还是方便大家交流,如果遇到超出流量限制的问题,可以直接把邮件转发出去。 尽管以前有XX的Gbaopan。。但是貌似很多人并不清楚密码。。 附上: 部分优秀资料帖索引 《高中化学重难点手册》(华中师范大学出版社,王后雄老师主编);历年高考试题汇编(任何一种,最好有详细解析的,比如三年高考两年模拟);《高中化学读本》(很老的人民教育出版社甲种本化学教材,最近有更新版本);《高中化学研究性学习》(龙门书局,施华、盛焕华主编)南师大化科院创办的《化学教与学》每年的十套高考模拟题题型新颖质量比较高,可作为江苏预赛的模拟卷,不少5月份预赛原题就出自本套模拟题。 初赛类: 比较经典的有《化学高考到竞赛》(陕西师范大学出版社,李安主编,比较老);《高中化学奥林匹克初级本》(江苏教育出版社,段康宁主编);《高中化学竞赛初赛辅导》(陕西师范大学出版社,李安、苏建祥主编);《高中化学竞赛热点专题》(湖南师范大学出版社,肖鹏飞、苏建祥、周泽宇主编,版本比较老,但编排体系不错);最新奥林匹克竞赛试题评析·高中化学》(南京师范大学出版社,马宏佳主编,以历年真题详细解析为主,可作为课外指导);《最新竞赛试题选编及解析高中化学卷》(首都师范大学出版社);《化学竞赛教程》(华东师范大学出版社,三本,王祖浩、邓立新、施华等人编写,适合同步复习),还有一套西南师范大学出版社的《奥林匹克竞赛同步教材·高中化学》(分高一、高二和综合卷,综合卷由严先生、吴先生、曹先生等参加编写,绝对经典),还有浙江大学出版社《高中化学培优教程》AB教程、《金牌教程·高一/二化学》(邓立新主编,南京大学出版社)。江苏省化学夏令营使用的讲义是马宏佳主编的《全国高中化学竞赛标准教程》(东南大学出版社),简明扼要,但由于不同教授编写不同章节,参差不齐;春雨出版的《冲刺金牌·高中化学奥赛辅导》(任学宝主编,吉林教育出版社)、《冲刺金牌·高中化学奥赛解题指导》(孙夕礼主编,吉林教育出版社)。《赛前集训·高中化学竞赛专题辅导》(施华编著,体现他的竞赛培训思维,华东师范大学出版社) 比较新颖的包括浙江大学出版社的林肃浩主编的竞赛系列《高中化学竞赛实战演练》(高一、高二)、《高中化学竞赛解题方法》、《冲刺高中化学竞赛(省级预赛)》、《冲刺高中化学竞赛(省级赛区)》、《高中化学竞赛解题方法》、《决战四月:浙江省高中化学竞赛教程(通向金牌之路)》《金版奥赛化学教程》(高一、高二、·综合)都是近年来体系、选题新颖的竞赛资料,足见浙江省对化学竞赛的重视,端木非常推荐。南京教研室刘江田老师2010年5月份主编的《高中化学竞赛全解题库》(南京大学出版社)选择了近年来省级赛区真题和各地新颖的预赛题,解析详细,适合缺少老师指导的同学参考。 决赛类: 比较经典的有《高中化学奥林匹克高级本》(江苏教育出版社,段康宁主编,完全按照大学的思路);《金牌之路高中化学竞赛辅导》以及配套解题指导书(陕西师范大学出版社,李安主编);《高中化学竞赛决赛辅导》(陕西师范大学出版社,李安、苏建祥主编);《历届国际化学奥林匹克竞赛试题分析》(学苑出版社);《最新国际国内化学奥林匹克竞赛优化解题题典》(吉林教育出版社),还有浙江大学出版社的浙江大学出版社《高中化学培优教程》“专题讲座”,《高中化学奥赛一

高中化学元素周期表和元素题型归纳

元素周期律和元素周期表习题 知识网络 中子N 原子核 质子Z 原子结构 : 电子数(Z 个)核外电子 排布规律 → 电子层数 周期序数及原子半径 表示方法 → 原子(离子)的电子式、原子结构示意图 随着原子序数(核电荷数)的递增:元素的性质呈现周期性变化 ①、原子最外层电子的周期性变化(元素周期律的本质) 元素周期律 ②、原子半径的周期性变化 ③、元素主要化合价的周期性变化 ④、元素的金属性与非金属性的周期性变化 ①、按原子序数递增的顺序从左到右排列; 元素周期律和 排列原则 ②、将电子层数相同的元素排成一个横行; 元素周期表 ③、把最外层电子数相同的元素(个别除外)排成一个纵行。 ①、短周期(一、二、三周期) 周期(7个横行) ②、长周期(四、五、六周期) 周期表结构 ③、不完全周期(第七周期) ①、主族(ⅠA ~ⅦA 共7个) 族(18个纵行) ②、副族(ⅠB ~ⅦB 共7个) ③、Ⅷ族(8、9、10纵行) ④、零族(稀有气体) 同周期同主族元素性质的递变规律 ①、核外电子排布 ②、原子半径 性质递变 ③、主要化合价 ④、金属性与非金属性 ⑤、气态氢化物的稳定性 ⑥、最高价氧化物的水化物酸碱性 电子层数 相同条件下,电子层越多,半径越大。 判断的依据 核电荷数 相同条件下,核电荷数越多,半径越小。 最外层电子数 相同条件下,最外层电子数越多,半径越大。 微粒半径的比较 1、同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小(稀有气体除外) 如:Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl. 2、同主族元素的原子半径随核电荷数的增大而增大。如:Li Na +>Mg 2+>Al 3+ 5、同一元素不同价态的微粒半径,价态越高离子半径越小。如Fe>Fe 2+>Fe 3+ ①与水反应置换氢的难易 ②最高价氧化物的水化物碱性强弱 金属性强弱 ③单质的还原性 ④互相置换反应 非金属性强弱 ③ (1)原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数 (2)周期序数=核外电子层数 (3)主族序数=最外层电子数=元素的最高正价数(F 无正价,O 一般也无正价) (4)非金属元素:|最高正价数|+|负价数|=8 巩固练习 一、原子或离子半径大小比较 1.比较下列微粒的半径大小 ① 比较Na 原子与Mg 原子的原子半径大小 元素的金属性 或非金属性强 弱的判断依据 决定原子呈电中性 编排依据 X) (A Z 七 主七副 零 和八 三长三短一不全

高中化学奥林匹克竞赛实验试题集锦

高中化学奥林匹克竞赛实验试题集锦(浙江省) 1. 下列实验现象描述和解释都合理的是 ( ) 2. 如右图所示装置,a 、c 为弹簧夹,b 为分液漏斗旋塞,欲检验该装置的气密性,下列操作属必需的是 ( ) A .关闭a ,打开 b 、 c ,液体不能顺利流下 B .关闭a 、c ,打开b ,液体不能顺利流下 C .关闭c ,打开a 、b ,液体不能顺利流下 D .关闭a 、c ,拔掉分液漏斗上口的橡胶塞,打开b ,液体不能顺利流下。 3. 下列实验操作或实验原理的说法中正确的是( ) A .用如图装置进行蒸馏实验 B .用如图装置分离氯化钠、碘固体混合物 C .用裂化汽油提取溴水中溴 D .用如图装置灼烧碳酸钙制取少量氧化钙 4. 下列选择或操作均正确的是 ( )

A..装置Ⅰ适合用于吸收氨气。 B..装置Ⅱ适合用于分离乙酸乙酯和碳酸钠饱和溶液。 C..装置Ⅲ适合用于高温煅烧石灰石。 D..装置Ⅳ适合用于分馏乙醇和乙酸。 5.(10分)实验室用如图装置制备1-溴丁烷。已知有关物质的性质如下表: 实验操作流程如下所示: 回答下列问题: ⑴回流装置C中漏斗一半扣在水面下、一半露在水面上的原因是_____________________; ⑵回流过程中生成1-溴丁烷的化学方程式_________________________________________; ⑶实验中往烧瓶中加1∶1的硫酸溶液,目的是________;

A.加水作反应的催化剂 B.降低硫酸浓度,以减少溴元素被氧化为Br2 C.降低硫酸浓度,以防止较多正丁醇转化成烯烃、醚等副反应发生 ⑷制得的1-溴丁烷粗产物经常显红色,上述操作流程中为了除去红色杂质要加入试剂X溶液再洗涤,下列试剂中最合适作为试剂X的是; A.水B.饱和NaHCO3C.KI溶液D.饱和NaHSO3E.NaOH溶液 ⑸下图为常压蒸馏和减压蒸馏的装置图,减压蒸馏中毛细管的作用是。蒸馏操作时,蒸馏的速率不宜过快,原因是________________________________________。 6.(8分)乙酰苯胺是一种常用的解热镇痛药的主要成分。已知:纯乙酰苯胺是无色片状晶体,熔点114℃,不溶于冷水,可溶于热水;乙酸酐遇水反应生成乙酸。 实验室可用苯胺跟乙酸酐反应、或苯胺跟冰醋酸加热来制取乙酰苯胺,且苯胺与乙酸酐的反应速率远大于与冰醋酸反应的速率。反应式为: 用苯胺与乙酸酐为原料制取和提纯乙酰苯胺的实验步骤如下: ①在装有磁力搅拌子的100mL圆底烧瓶中,依次加入5.0 mL苯胺(密度1.04 g/mL)、 20 mL水,在搅拌下分批次加入6.0 mL乙酸酐(密度1.08 g/mL),搅拌2小时至反应完全。 ②反应完全后,及时把反应混合物转移到烧杯中,冷却、抽滤、洗涤,得粗产品; ③将粗产品转移至烧杯中,加入适量水配制成80℃的饱和溶液,再加入过量20%的水。稍冷后,加半匙活性炭,搅拌下将溶液煮沸3~5 min,过滤I,用少量沸水淋洗烧杯和漏斗中的固体,合并滤液,冷却结晶,过滤Ⅱ、洗涤、晾干得乙酰苯胺纯品。 (1)若不搅拌会有结块现象,结块将导致的后果是;

高中化学竞赛辅导练习参考答案与解析

智浪教育-普惠英才文库 高中化学竞赛辅导练习参考答案与解析 第一章元素与化合物 第一节卤素 一.1.IO3-十5I-+6CH3COOH===3I2+6CH3COO-+3H2O 2.KI在潮湿空气里,在阳光的作用下会被空气氧化而产生紫黑色固体(或紫色蒸气),而KIO3不被空气氧化。4I-+O2+2H2O===2I2+4OH-二.l.(1)主要反应:I2+2KClO3==2KIO3+C12↑ (2)可能的副反应:C12+H2O(冷)==HClO+HCl C12+H2O==2HCl+1/2O2 3C12+3H2O(热)==HClO3+5HCl I2+5Cl2+6H2O==2HIO3+10HCl 一步:I2+5H2O2? ?催化剂2HIO3+4H2O ?→ 二步:2HIO3+K2CO3==2KIO3+CO2↑+H2O 2.使氧化生成的I2再还原为碘化物 I2+2S2O32-==S4O62-+2I- 三.3I2+6OH-===IO3-+5I-+3H2O S2O32-+4I2+10OH-===2SO42-十8I-+5H2O S2O32-+2H+===SO2↑十S↓+H2O 4I-+O2+4H+===2I2+2H2O 四.加入过量KI生成I3-离子以减少I2挥发 1.在强酸性溶液中S2O32-遇酸分解,且I-易被空气氧化:(反应略);在碱性溶液中: S2O32-+4I2+10OH-===SO42-+8I-+5H2O 3I2+6OH-===IO3-+5I-+3H2O 上述到反应的发生,使定量反应难以准确. 2.前者,I2与S2O32-的反应速度大于I2与OH-的反应速度;后者,S2O32-与I2的反应速度大于S2O32-与H+的反应速度。 五.I2(反应略) 七.A CaF2 B H2SO4 C HF D NaF E NaHF2 九.紫2I-+CI2===I2+2CI- 棕紫2Br-+Cl2===Br2+2Cl- 棕红色I2+5Cl2+6H2O===2IO3-+5Cl-+12H+ 十.A AgNO3 B AgCl C [Ag(NH3)2]Cl D AgBr E Na3[Ag(S2O3)2] F Agl G Na[Ag(CN)2] H Ag2S (反应略) 十三.1.该固体一定含钠和碘,使煤气灯火焰显黄色表明钠的存在;不溶于NH3,而溶于强络合剂CN-或S2O32-的黄色银盐一定是碘化银。

第五届Chemy化学奥林匹克竞赛联赛试题

第五届Chemy化学奥林匹克竞赛联赛试题 ·竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到,把试卷(背面朝上)放在桌面上,立即起立撤离考场。 ·试卷装订成册,不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。 ·姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置,写在其他地方者按废卷论处。 第1题(13分) 1-1氢化锂铝是有机反应常用的还原剂,过量的氢化锂铝常使用叔丁醇淬灭,写出淬灭过程的反应方程式。 1-2工业上常以黄铜矿为原料制备胆矾。方法为将黄铜矿在一定条件下氧化焙烧,后用水浸取即可得到胆矾。写出该法制备胆矾的反应方程式。 1-3锂金属的液氨溶液与乙炔反应无气体生成,产物均为二元化合物,写出反应的化学方程式。 1-4在农场中,常在潮湿的仓库中放置几片磷化铝片剂用于杀灭害虫。该过程应用了什么化学原理?试用化学术语表达之。 1-5实验室常用氯酸钾在二氧化锰催化的条件下分解制备少量氧气。然而在没有催化剂时,氯酸钾加热至熔化也不会放出气体。试写出没有催化剂的条件下氯酸钾加热分解的化学方程式。 1-6核化学是军工业的重要组成部分。研究发现锕-227是一种不稳定的同位素,其会自发衰变生成钫-223,写出衰变反应方程式。 第2题(11分) 配合物可看作正负电荷相互作用而形成的一种酸碱加合物。配合物中的配体按配位原子的个

数可分为单齿配体与多齿配体两类。 2-1试画出下列按端基配位形成配合物的结构: Fe(SCN)63-Ni(CN)42-Mn2(CO)10 2-2多齿配体有的可以作为螯合配体,有的可作为桥联配体。试画出下列各化合物的结构: Al(EDTA)-H3F4-Fe2(CO)9 2-3一些特殊的配体与一些特殊的金属可形成一些超分子化合物。现有一种由Pt(II)、邻二氮菲以及配体X所组成的超分子化合物,已知该配合物中C与Pt的质量分数分别为49.40%、33.43%,且在该配合物中,所有组成部分均为其常见配位形式。已知分子中存在S4轴(分子沿轴旋转90°做镜面操作与原分子重合),试画出该超分子化合物的骨架。 第3题(13分) 根据中学所学的知识,铁制品在空气(p(O2) = 20 kPa)中放置得到铁锈,而铁丝在装满氧气(p(O2) = 100 kPa)的广口瓶中燃烧,火星四溅并得到黑色固体。已知铁、四氧化三铁和三氧化二铁的熔点分别为1538 ℃、1597 ℃和1565 ℃。假设上述物质的焓和熵不随温度变化,此题仅从热力学角度考虑。 3-1请通过计算确定铁锈的主要成分。 3-2-1铁丝在纯氧中燃烧时的反应温度至少为______℃。 3-2-2在该温度下通过计算确定黑色固体的主要成分。 3-3计算测定三氧化二铁的熔点时需要的氧气分压(kPa)。 有关物质的热力学数据: 第4题(10分) 已知X是一种一元强酸,常温下为无色透明的液体。工业上可通过如下过程制备X:电解一定浓度的NaClO3溶液,得到一种单质气体和一种盐Y,然后Y经酸化可得X。实验测定结果表明,X中键角∠O-Cl-O有两种大小,分别为105.8°和112.8°,而X的酸根离子中,键角∠O-Cl-O只有一种。X与过量P4O10反应,得到两种产物,其中一种含两个六元环。 4-1写出X的化学式。 4-2在X的两种∠O-Cl-O键角中,哪一种键角为112.8°?简述原因。 4-3 分别写出电解NaClO3溶液时,阴阳两极的电极反应方程式。 4-4分别画出两分子X与一分子P4O10反应得到的两种产物的结构。

高二化学竞赛辅导培训计划

高二化学竞赛辅导培训计划 一、辅导思想 1、举全备课组之力参与竞赛辅导。 2、辅导教师认真备课、上课,精心辅导。 3、辅导教师严格学生课堂管理。 4、强调竞赛辅导纪律,关注参赛学生进出教室。 二、辅导要求 教师方面:1.多研讨,多做题。 2.加强资料的搜集和分类管理。 3.做好学生的出勤和考试管理。 学生方面:1.加强出勤,保证出满勤; 2.创造条件,使学生能在足够时间完成相关内容。 3.加强指导,努力提高学生的兴趣和信心。 三、辅导计划 1.把选拔出的选手组成竞赛班,以讲座的形式复习基础知识,这个阶段是较大规模的复习训练。 2.进入专题训练。以小专题的形式加强训练。 3. 模拟考试。这个阶段主要任务是设计模拟竞赛试卷,改卷,评卷。取材范围广,如历届赛题,培训题等等。这一阶段要求老师与学生充分发挥主观能动性,认真严肃对待每一次测试,限时保质保量完成。 四、做好竞赛学生工作 1. 抓好竞赛学生的思想工作 2. 引导竞赛学生掌握正确的学习方法 3. 抓好课堂教学中基础知识的掌握与竞赛能力的培养 4. 抓好知识的拓宽、加深,培养竞赛拔尖人才 五、辅导时间 利用晚上化学自习进行,其它时间待定 六、负责老师: 每位教师按要求精心组织竞赛内容,力求习题精选,知识点覆盖全面,涉及常见易错点。当堂讲解知识点及习题,有针对性和突破性的专题辅导。 七、辅导措施: 1、注重基础知识训练。 由于竞赛命题大多以课本为依据,因此在辅导时要紧扣课本,严格按照由浅入深、由易到难、由简到繁、循序渐进的原则,适时联系课本内容。 2、不拘泥于课本,适当扩展深度。 由于竞赛题目往往比平时考试试题难,教师必须在课本的基础上加以延伸、拓

(完整版)高中化学元素性质

高中化学方程式

一、非金属单质(F2,Cl2,O2,S,N2,P,C,Si,H) 1、氧化性: ①氟F2+H2===2HF (阴暗处爆炸) 2F2+2H2O===4HF+O2 (水是还原剂) 2F2+2NaOH===2NaF+OF2+H2O 熔融条件下:F

氟气与稀有气体反应:F2+Xe(过量)==XeF22F2(过量)+Xe==XeF4(XeF4是强氧化剂,能将Mn2+氧化为MnO4–) 氟气与金属反应:nF2+2M===2MFn(M表示大部分金属) 氟气与其他卤素元素反应:7F2(过量)+I2===2IF7F2+Cl2(等体积)===2ClF (ClF属于类卤素:ClF+H2O==HF+HClO ) 3F2(过量)+Cl2===2ClF3 (ClF3+3H2O==3HF+HClO3 ) ②氯气Cl2+H22HCl (将H2在Cl2点燃;混合点燃、加热、光照发生爆炸) 3Cl2+2P2PCl3Cl2+PCl3PCl5Cl2+2Na2NaCl 3Cl2+2Fe2FeCl3Cl2+Cu CuCl2 ③氧气2O2+3Fe Fe3O4O2+K===KO2 ④硫S+H2H2S 2S+C CS2S+Zn ZnS S+Fe FeS (既能由单质制取,又能由离子制取) S+2Cu Cu2S (只能由单质制取,不能由离子制取) 3S+2Al Al2S3 (只能由单质制取,不能由离子制取) ⑤氮气N2+3H2催化剂 高温高压 2NH3N2+3Mg Mg3N2N2+3Ca Ca3N2 N2+3Ba Ba3N2N2+6Na2Na3N N2+6K2K3N N2+6Rb2Rb3N N2+2Al2AlN ⑥磷P4+6H24PH3P+3Na Na3P 2P+3Zn Zn3P2H2+2Li2LiH 2、还原性 ①硫S+O2SO2S+H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O S+4H++6==6NO2↑+2H2O+-2 4 SO 3S+4HNO3(稀)3SO2+4NO↑+2H2O 3S+4H++4- 3 NO3SO2+4NO↑+2H2O ②氮N2+O2 2NO ③磷4P+5O2P4O10(常写成P2O5) 2P+3X22PX3(X表示F2,Cl2,Br2)PX3+X2 PX5 P4+20HNO3(浓)4H3PO4+20NO2↑+4H2O ④碳C+2F2CF4C+2Cl2CCl4 C+O2(足量)CO2 2C+O2(少量)2CO C+CO22CO C+H2O CO+H2(生成水煤气) 2C+SiO2Si+2CO(制得粗硅) ⑤硅Si(粗)+2Cl2SiCl4(SiCl4+2H2===Si(纯)+4HCl) Si(粉)+O2SiO2Si+C SiC(金刚砂) Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑(Si+2OH-+H2O=-2 3 SiO+2H2↑) 3、歧化反应 Cl 2+H2O==HCl+HClO(加碱或光照促进歧 化: (Cl2+H2O H++Cl–+HClO) Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O (Cl2+2OH–=Cl–+ClO–+H2O) Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (Cl2+2OH–=Cl–+ClO–+H2O) 3Cl2+6KOH(浓)5KCl+KClO3+3H2O ( 3Cl2+6OH–5Cl–+ClO3–+3H2O) 3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O(3S+6OH–2S2–+SO32–+3H2O) 4P+3KOH(浓)+3H2O==PH3↑+3KH2PO2(4P+3OH–+3H2O==PH3↑+3H2PO2–)

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