十年化学竞赛题重组卷14(元素化学)

2001-2010年十年化学赛题重组卷14

元素化学

【初赛要求】

1、离子方程式的正确书写。

2、卤素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、锡、铅、硼、铝。碱土金属、碱金属、稀有气体。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。常见难溶盐。氢化物的基本分类和主要性质。常见无机酸碱的形态和基本性质。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。

【决赛要求】

元素化学描述性知识达到国际竞赛大纲三级水平。

2009年第3题 (5分) 用化学反应方程式表示： 3-1

用浓氨水检查氯气管道的漏气；

(1) 2NH3 + 3Cl2 = N2 + 6HCl

(2) NH3 + HCl = NH4Cl (白烟)每个反应式各1分，不配平不给分 (2分)

合并成一个反应也得分。得到N2 得1分，得到NH4Cl得1分。

3-2 在酸性介质中用锌粒还原-272OCr离子时，溶液颜色经绿色变成天蓝色，放置后溶液又变为绿色。

(1) 3Zn +Cr2O72- + 14H+ = 3Zn2+ + 2Cr3+(绿) + 7H2O (2) Zn + 2Cr3+ = Zn2+ + 2Cr2+(天蓝) Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo 1.008

Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I

Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At

Ac-Lr H

Li Be B C N O F

Na Mg Al Si P Cl S

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br

Rb

Cs

Fr Sr

Ba

Ra Y

La Lu - 6.941 9.012

22.99 24.31

39.10 40.08

85.47 87.62

132.9 137.3

[223] [226] 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 63.55 58.69 65.39 10.81

26.98

69.72 12.01

28.09

72.61

114.8

204.4 118.7

207.2 112.4

200.6 107.9

197.0 106.4

195.1 102.9

192.2 101.1

190.2 98.91

186.2 95.94

183.9 92.91

180.9 91.22

178.5 88.91 14.01 16.00 19.00

30.97

74.92

121.8

209.0 32.07

78.96

127.6

[210] [210] [210 ] 126.9 79.90 35.45 4.003

20.18

39.95

83.80

131.3

[222] He

Ne

Ar

Kr

Xe

Rn 元素周期表

Rf Db Sg Bh Hs Mt

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb LuAc Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

(3) 4Cr2+ + O2 + 4H+ = 4Cr3+(绿) + 2H2O 或2Cr2+ + 2H+ = 2Cr3+(绿) + H2

每个反应式各1分，不配平不给分 (3分)

2000年第7题（5分）

最近，我国某高校一研究小组将0.383g AgCl，0.160g Se和0.21g NaOH装入充满蒸馏水的反应釜中加热到115℃，10小时后冷至室温，用水洗净可溶物后，得到难溶于水的金属色晶体A。在显微镜下观察，发现A的单晶竟是六角微型管（如右图所示），有望开发为特殊材料。现代物理方法证实A由银和硒两种元素组成，Se的质量几近原料的2/3；A的理论产量约0.39g。

1．写出合成A的化学方程式，标明A是什么。（3分）

4AgCl＋3Se＋6NaOH＝2Ag2Se＋Na2SeO3＋4NaCl＋3H2O (2分)

A 是Ag2Se（1分）

2．溶于水的物质有哪些？

NaCl、NaOH、Na2SeO3、Na2S（2分，Na2Se独得1分）

注：Na2Se是由于原料中过量的Se歧化产生的。

2002年第6题（8分）

化合物A俗称“吊白块”，年产量上万吨，主要用于染色工艺，具还原性和漂白性，对热不稳定，有毒。近年报道，我国一些不法商人违章地将A添加到米、面、腐竹、食糖等食品中增白，导致多起严重食物中毒事件，如某地曾发生五所学校400余名学生食用含A食品一次性中毒事件。已知：

● 固体A·2H2O的摩尔质量为154g/mol；

● A的晶体结构及其水溶液的电导证实A是钠盐，每摩尔A含1摩尔钠离子。

● A在水中的溶解度极大，20℃饱和溶液A的质量分数达45%。

● A的制备方法之一是，在NaOH溶液中分甲醛与Na2S2O4（连二亚硫酸钠）反应（摩尔比1︰1），反应产物为A和亚硫酸钠。

● A在化学上属于亚磺酸的衍生物，亚磺酸的通式为RSO2H，R为有机基团。

1．画出A的阴离子的结构（简）式。

MA＝32＋3×16＋3×1＋12＋23＝118 118＋36＝154

HOCH2SO-O（或[HOCH2SO2]－或HOCH2SO-O或OSOCHHOH-等）（3分）

2．写出上述制备A的“分子方程式”。

Na2S2O4＋CH2O＋NaOH＝HOCH2SO2－Na＋＋Na2SO3 （3分）

（或Na2S2O4＋CH2O＋NaOH＝HOCH2SO2Na＋Na2SO3

或Na2S2O4＋CH2O＋NaOH＝NaSO2CH2OH＋Na2SO3）注：写不写结晶水都可以

3．给出A的化学名称。

“羟甲亚磺酸钠”（或“羟甲基亚磺酸钠”）（2分）

北京2007年第五题（共10分）

Si3N4是一种新型陶瓷。请写出下列制备方法的反应方程式

（1）SiH4和NH3反应：

3SiH4 + 4NH3 = Si3N4 + 12H2

3SiO2 + 2N2 + 6C = Si3N4 + 6CO（若产物为CO2要扣一定分。另，只写一种制备方法也不扣分。）

（2）Si3N4分别和浓H2SO4、KOH（熔融）的反应方程式（都不是氧化还原反应）：

Si3N4 + 2H2SO4 + 9H2O = 3H2SiO3 + 2(NH4)2SO4

（产物为H4SiO4、SiO2均可）

Si3N4 + 6KOH + 3H2O = 3K2SiO3 + 4NH3

（3）按lewis酸碱理论，给出电子对的物质是碱；接受电子对的物质是酸，请写出Ca3N2（碱）和Si3N4（酸）间的反应方程式：

Ca3N2 + Si3N4 = 3CaSiN2

（产物为Ca5(SiN3)2也可，需配平）

2009年第2题 (6分)

下列各实验中需用浓HCl而不能用稀HCl溶液，写出反应方程式并阐明理由。

2-1 配制SnCl2溶液时，将SnCl2(s) 溶于浓HCl后再加水冲稀。

SnCl2 + 2HCl = SnCl42- + 2H+ 不配平不给分 (1分)

浓HCl的作用是形成SnCl42-，可防止Sn(OH)Cl的形成，抑制SnCl2水解。 (1分)

写配平的水解方程式，加浓盐酸平衡向左移动，抑制水解 也得分2分

2-2 加热MnO2的浓HCl溶液制取氯气。

MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O 不配平不给分 (1分)

加浓HCl利于升高MnO2的氧化电位，降低Cl-的还原电位，使反应正向进行。

表述为提高MnO2 氧化性，同时提高HCl 还原性，也可以。二个理由各0.5分 (1分)

2-3 需用浓HCl溶液配制王水才能溶解金。

Au + HNO3 + 4HCl = HAuCl4 + NO + 2H2O (1分)

加浓HCl利于形成AuCl4-，降低Au的还原电位，提高硝酸的氧化电位，使反应正向进行。

表述为提高Au的还原性，提高硝酸的氧化性，有利于反应向右进行，也得满分。

二个理由各0.5分 (1分)

北京2007年第四题（共9分）

S和Na2SO3溶液反应生成Na2S2O3。另一种制备Na2S2O3的方法是：持续通SO2入Na2S和Na2SO3的混合液，不久有黄色沉淀生成，沉淀量逐渐增多，溶液pH相应下降，反应方程式：

2SO2 + 2HS－ = 3S + SO32－ + H2O * （2分）（*在pH > 7时生成S，所以不宜写成H2SO3 + 2H2S = 3S + H2O，若写成此式建议扣0.5分。），而后沉淀量减少并消失成无色溶液得Na2S2O3，此时溶液pH~7。反应方程式：

S + Na2SO3 = Na2S2O3 ** （2分）（**问题是制备Na2S2O3，若写成SO32－ + S = S2O32－不扣分。）。继续通入SO2，又有黄色沉淀生成，反应方程式为： S2O32－ + 2H＋ = S + H2SO3 （2分） 。原混合物中Na2S和Na2SO3的物质的量比为 1：2 （1.5分） ，生成Na2S2O3最有利。若用Na2S和Na2CO3混合液为原料，通入SO2制备Na2S2O3，方法和现象同上，原料液中Na2S和Na2CO3最佳物质的量比为 1：2 （1.5分） 。