十年化学竞赛题重组卷14(元素化学)
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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) 2NH 3 + 3Cl 2 = N 2 + 6HCl
(2) NH 3 + HCl = NH 4Cl (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N 2 得1分,得到NH 4Cl 得1分。
3-2 在酸性介质中用锌粒还原-272O Cr 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 +Cr 2O 72- + 14H + = 3Zn 2+ + 2Cr 3+(绿) + 7H 2O (2) Zn + 2Cr 3+ = Zn 2+ + 2Cr 2+(天蓝)
Ac 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。
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。
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)。