中学化学竞赛试题资源库——其它过渡元素

中学化学竞赛试题资源库其它过渡元素A组 B植物叶绿素与动物血红蛋白中所含的微量金属元素分别是A 镁和铜 B 镁和铁 C 锌和铜 D 锌和铁 D下列物质中，不属于合金的是A 硬铝 B 黄铜 C 钢铁 D 水银 C、D下列金属中属于有色金属的是A 铁 B 锰 C 钠 D 金 D利用新技术能将不锈钢加工成为柔软的金属丝，它和棉纤维一起编织成为防辐射的劳防服装，这是利用了金属的 A 耐腐蚀性 B 还原性 C 热传导性 D 延展性 D下列有关金属元素特征的叙述，正确的是A 金属元素的原子只有还原性而离子只有氧化性B 金属元素的单质在常温下均为固体C 金属元素原子的价电子（参与形成化学键的电子）数都不超过4D 在周期表中，过渡元素都是金属元素 B下列关于金属元素特征的叙述正确的是A 金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性B 金属元素在化合物中一般都显正价C 金属元素在不同化合物中的化合价均不同D 金属单质在常温下均为固体 A钛和钛的合金被认为是21世纪的重要材料，它们具有很多优良的性能。如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，钛合金与人体有很好的“相容性”。下列用途不切合实际的是A 用来做保险丝 B 用于制造航天飞机C 用来制造人造骨 D 用于制造汽车、船舶 D所谓合金，就是不同种金属（也包括一些非金属）在熔化状态下形成的一种熔合物或冷却后的固体，下表中金属难与表中其他金属形成二元合金的元素是FeCuZnAgAuW熔点/15351083419.5960.810633380沸点/30002595907221227075627A Fe、Ag B Au、Ag C Au、Cu D Zn、W B镧（La）是一种活泼性比锌更强的稀土元素，它的氧化物分子式La2O3，La(OH)3是不溶于水的碱；而LaCl3、La(NO3)3都溶于水。现有下列几种组合La2O3HCl LaHCl La(OH)3HClNaClLa(OH)3 LaCl2 La2O3KCl能直接制得LaCl3的反应是A B C D A、B镧系元素的含水氯化物LaCl3nH2O，加热脱水时，易发生水解。为了制得无水LaCl3，常常加入的脱水剂为A HCl（气流） B NH4Cl（固体） C P2O5（固体） D 浓H2SO4 C我国拥有世界上最大的稀土矿，品位甚高。若以RE表示稀土元素，则向RE的硫酸盐溶液中加入粉状的Na2SO4，可以使稀土元素转为沉淀，反应方程式为RE2(SO4)3Na2SO4xH2ORE2(SO4)3Na2SO4xH2O（x1，2）。下列有关叙述正确的是A 该反应为复分解反应 B 该反应一定在强碱溶液中进行C 产生的沉淀物为复盐 D 产生的沉淀物一定是难溶物质 D钛（Ti）被称为铁、铝之后的第二金属，以TiO2制取Ti的主要反应TiO22C2Cl2TiCl42CO TiCl42Mg2MgCl2TiA 反应是置换反应 B 反应是复分解反应C 反应中TiO2是氧化剂 D 反应中金属镁是还原剂 D高温金属陶瓷广泛应用于火箭和导弹技术中。将铝粉、石墨和二氧化钛按一定比例混合均匀，涂在金属表面，在高温下煅烧：4Al3TiO23C2Al2O33TiC，留在金属表面的涂层是一种高温金属陶瓷。下列有关该反应说法正确的是A TiO2是氧化剂，C、Al是还原剂B TiC中钛元素为4价C TiC是分子晶体，Al2O3是离子晶体D 每生成1mol TiC转移电子4mol A、D最近研究证明，钒对糖尿病的治疗有特殊的疗效，患者饮用含少量偏钒酸钠和食盐的混合溶液，4天后血液中的糖量即可恢复正常。但钒的化合物有毒，人吸收多了会得肺水肿。下列叙述正确的是A 钒是过渡元素，在元素周期表中处于第四周期B 人体血液中含的糖是蔗糖，医院注射所用的糖也是蔗糖C 检测糖尿病患者尿液的实质就是检测含不含蔗糖D V2O5常用作制硫酸和有机合成的催化剂 A、D2005年诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学原理为：2MoS27O22MoO34SO2，MoO32NH3H2O(NH4)2MoO4H2O，(NH4)2MoO42HClH2MoO42NH4Cl，H2MoO4MoO3H2O，用还原剂将MoO3还原成金属钼。则下列说法中正确的是A MoS2煅烧产生的尾气不可直接排到空气中B MoO3是金属氧化物，也是碱性氧化物C H2MoO4是一种强酸D 利用H2、CO和铝分别还原等量的MoO3，所消耗还原剂的物质的量之比为332 B、C过渡元素的化合物是高温超导物质研究的热点。某过渡元素A与氧形成的化合物叫金红石，其晶体的最小结构单元如右图。则下面有关金红石的说法正确的是A 一定是共价化合物 B 可能是离子化合物C 它的化学式为AO2 D 它的化学式为A3O2 C背景材料：去年12月，我省北江因某企业超标排放含镉的污水，水体受到严重污染；镉（元素符号Cd）和锌是同主族元素，在自然界中镉与锌、铅共生；镉化合物中的硫化镉属低毒类；专家表示“不能治一个污染有造成另一个污染”，在用药选择上，放弃了投放硫化钠的方案，使用了对人没有危害的无机高分子絮凝剂聚合硫酸铁，根据以上材料，下列说法中正确的是A 镉是A族元素B 污染物镉离子的符号是Cd3C 硫化镉和氢氧化镉都几乎不溶于水D 治疗的两种方案都是使污染物与药剂发生氧化还原反应而除去 D2005年诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学原理为2MoS27O22MoO34SO2；MoO32NH3H2O(NH4)2MoO4H2O；(NH4)2MoO42HClH2MoO42NH4Cl；H2MoO4MoO3H2O；用还原剂将MoO3还原成金属钼。则下列说法正确的是A MoS2煅烧产生的尾气可直接排空B MoO3是金属氧化物，也是碱性氧化物C H2MoO4是一种强酸D 利用H2、CO和铝分别还原等量的MoO3，所消耗还原剂的物质的量之比为332 C单质钛的机械强度高，抗蚀能力强，有“未来金属”之称，工业上常用硫酸分解钛铁矿（FeTiO3）的方法制取TiO2，再由TiO2制金属钛，主要反应有FeTiO33H2SO4Ti(SO4)2FeSO43H2OTi(SO4)23H2OH2TiO32H2SO4H2TiO3TiO2H2OTiO22CCl2TiCl42COTiCl42Mg2MgCl2Ti下列叙述错误的是A 反应是非氧化还原反应 B 反应是水解反应C 反应中TiO2是氧化剂 D 反应是置换反应 D将5mL 0.1mol/L氯化铈（CeClx）溶液分别注入7支各盛有不同体积的0.25mol/L硝酸银溶液的试管中。右图表示生成氯化银沉淀的质量与所用硝酸银溶液体积的关系。则化学式中x的值是A 1 B 2 C 3 D 4 2V2O5V2O3V6O13 摩尔比：2（V2O5）1（V2O3） 5V2O5V2O34V3O7 摩尔比：5（V2O5）1（V2O3） 5V2O53V2O32V8O17 摩尔比：5（V2O5）3（V2O3）V2O3和V2O5按不同摩尔比混合可按计量发生完全反应。试问：为制取V6O13、V3O7及V8O17，反应物摩尔比各是多少？ （1）2UO32OHU2O72H2O （2）UO32HUO22H2O三氧化铀是一种两性氧化物，它在溶液中可以以UO22和U2O72形式存在，按要求写出UO3与强酸、强碱反应的离子方程式：（1）UO3表现酸性：（2）UO3表现碱性： （1）K2OV2O52UO33H2O（2）1、11、2、1 H2C2O4 0.51随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金维生素”。已知钒的原子序数为23，回答下列问题：（1）钒被认为是一种稀土元素，广泛分散于各种矿物中，钾钒铀矿中的钒原子最外层已达8电子稳定结构，其化学式为K2H6U2V2O15，若用氧化物的形式表示，该化合物的化学式为 。（2）测定钒含量的方法是先把钒转化成V2O5，V2O5在酸性溶液里转变成VO2，再用盐酸、硫酸亚铁、草酸等测定钒。请配平下列反应式并表示电子转移方向和数目： VO2 H2C2O4 VO CO2 H2O其中还原剂是 ；若消耗0.9g草酸，所对应钒元素质量是 g。 （1）钛被空气氧化，在其表面形成一层致密的保护膜（2）TiCl43H2OH2TiO34HCl 或TiCl44H2OTi(OH)44HCl（3）HHTiO3+H2OH4TiO4Ti4+4OH（H4TiO4写成Ti(OH)4或H2TiO3H2O）（4）D金属钛的强度大，密度小，外观像钢，被誉为“太空金属”和“未来钢铁”。其单质和化合物的许多性质和金属铝很相似。请根据以上叙述回答下列问题：（1）常温下，钛在空气中具有很好的抗腐蚀性，是因为 。（2）常温下TiCl4是一种无色液体，能发生强烈水解故可以作烟雾弹，请用化学方程式来表示其原理 。（3）TiO2的水化物不溶于水，但在一定条件下既能溶于强酸，又能溶于强碱。请用电离方程式解释TiO2的水化物既能溶于强酸又能溶于强碱的原因 。（4）常温下，钛不与水、稀盐酸、稀H2SO4或稀HNO3作用，但易溶于氢氟酸，推测其原因是 A 氢氟酸的酸性比其他酸强B 氢氟酸的氧化性比其他酸强C 氢氟酸的还原性比其他酸强D 钛离子易与氟离子形成可溶性难电离物质 （1）电缆电线、加热器皿等；强（2）该金属比铁活泼：将该金属投入到FeCl2溶液中；溶液的浅绿色逐渐消失该金属活泼性比铁弱：将铁片投入到该金属的硝酸盐溶液中；铁片表面覆盖有该金属下表是某种常见金属的部分性质：颜色状态硬度密度熔点导电性导热性延展性银白色固体较软2.70g/cm3660.4良好良好良好将该金属投入冷水中无变化，投入稀盐酸中，可产生大量的无色气体。根据上述信息回答：（1）试推断该金属可能的一种用途 ，该金属的活动性比铜 （填“强”或“弱”）（2）请自选试剂，设计实验探究该金属与铁的活动性强弱，并完成下表：猜想验证方法实验现象该金属比铁活泼该金属活泼性比铁弱 加水稀释 加碱中和硫酸 加热TiO2（二氧化钛）是高级的白色颜料，它可用下列反应制得：FeTiO32H2SO4TiOSO4FeSO42H2O TiOSO42H2OTiO2H2OH2SO4 制取TiO2的关键是步反应。根据平衡移动的原理，为使反应能够顺利进行，应采用 ， ， 等措施。 “硫酸法”生产TiO2排出的废液中主要成分是H2SO4和Fe2，如排入水体将对水体导致如下3项污染效应：（1）废液呈强酸性，会使接受废水的水体pH值明显减小。（2）因废液中含Fe2排入水体应发生如下反应：Fe22OHFe(OH)2，4Fe(OH)22H2OO24Fe(OH)3，消耗水体中的O2，使水体生物缺氧，同时消耗水体中的OH使水体pH值减小。（3）Mn2、Zn2、Cr3、Cu2等重金属离子排入水体造成水体重金属污染，使水体生物绝迹。可加废铁屑与废液中H2SO4反应以制备FeSO47H2O，消除酸对水体的污染，并回收一些重金属。二氧化钛在现代社会里有广泛的用途，它的产量是一个国家国民经济发展程度的标志，我国至今产量不足尚需进口二氧化钛。“硫酸法”生产二氧化钛的原料是钛铁矿（主要成分是FeTiO3，还含有少量Mn、Zn、Cr、Cu等重金属元素及脉石等杂质），主要生产流程是：（1）将钛铁矿与浓H2SO4煮解：FeTiO32H2SO4(浓)TiOSO4（硫酸钛酰）FeSO42H2O（2）加水分解硫酸氧钛：TiOSO4(n1)H2OTiO2nH2OH2SO4（3）煅烧TiO2nH2OTiO2nH2O“硫酸法”生产TiO2排放出的废液对水体有哪些污染，请指出主要的三点。根据废液主要成分，提出一种处理上述废水的方法。 （1）（2）MnO24HCl（浓）MnCl2Cl22H2O（3）将其中的空气全部排尽，以免生成的TiCl4遇到空气中的水蒸气发生水解（4）b 吸收未完全反应的Cl2，防止污染空气（5）有大量白雾产生，TiCl44H2OTi(OH)44HCl（6）TiCl42Mg2MgCl2Ti四氯化钛是工业上制备金属钛的重要原料。在常温下，它是一种极易水解的无色液体，沸点为136.4。工业制备TiCl4的反应原理为：TiO22C2Cl2TiCl42CO下图是实验室模拟工业生产制备氯化钛的反应装置，其主要操作步骤有：连接好整套装置，在通Cl2前先通入干燥的CO2气体并持续一段时间；当锥形瓶中的TiCl4的量不再增加时，停止加热，改通CO2气体直至电炉中的瓷管冷却为止；将TiO2、炭粉混合均匀后，装入管式电炉中；将电炉升温至800，一段时间后改通Cl2，同时在冷凝管中通冷凝水。试回答下列问题：（1）正确的操作程序是（填写操作步骤的序号） ；（2）装置A中的化学反应方程式为 ；（3）操作的目的是 ；（4）装置D中冷疑管进水口的位置是（填a或b） ，装置E的作用是 ；（5）少量TiCl4露置于空气中，可看到的现象是 ，其化学方程式可表示为 ；（6）钛被誉为“21世纪的金属”，在工农业生产、医疗、国防、科技等方面中有着极其广泛而重要的用途。工业上，常用金属镁在800高温和氩气氛围中还原TiCl4的方法制备钛，试写出该反应的化学方程式 。 （1）Fe(OH)3 1.5pH3.3 HOHH2O Fe33OHFe(OH)3（2）向溶液中加人过量氨水；Al33NH3H2OAl(OH)33 NH4（3）TiO2(s)2C(s)2Cl2(g)TiCl4(s)2CO(g)；H80kJmol1（4）(5b/3a)100%二氧化钛是一种不溶于稀酸的物质，常用于制取金属钛。某种金红石矿石的主要成分是TiO2，含有Fe2O3和Al2O3杂质。一研究性学习小组设计如下方案制备金属钛，并得到其它副产品。（1）已知Fe(OH)3、Al(OH)3，开始沉淀的pH数据（见下表）氢氧化物Fe(OH)3A1(OH)3开始沉淀pH1.53.3向溶液I中滴加NaOH溶液，并调溶液pH，若开始只得到一种沉淀，该沉淀是 ，应控制pH的范围是 ，反应的离子方程式是 ；（2）向溶液中“继续加适量NaOH溶液”，若操作不当会减少滤渣的质量，请你设计另一种方案代替向溶液中“继续加适量NaOH溶液”的方案，该方案是 ，反应的离子方程式是 ；（3）已知：CO2(g)C(s)O2(g)；H393.5 kJmol1CO(g)O2(g)CO2(g)；H283 kJmollTiO2(s)2Cl2(g)TiCl4(s)O2(g)；H 141 kJmoll写出TiO2与Cl2C反应的热化学方程式 。（4）若经过多步反应后制得b g金属钛，则金红石矿石中TiO2的质量分数为 （1）四周期 B族 3d24s2（2）BaTiO3 TiCl(H2O)5Cl2H2O 离子键、极性共价键、配位键 H2O、Cl人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后，第四种将被广泛应用的金属则被科学家预测为是钛（Ti）。钛外观似钢，具有银灰光译。钛的特性是强度大，密度小（4.51g/cm3），硬度大，熔点高（1675），自1791年英国牧师格列高尔发现钛至今，钛和钛的合金已被广泛用于制造飞机、火箭、卫星、宇宙飞船、舰艇、汽轮机、化工设备、电讯器材、人造骨骼等，被誉为“未来世纪的金属”。试回答下列问题：（1）Ti元素在元素周期表中的位置是第 周期，第 族；其基态原子的价电子层排布为 。（2）在Ti的化合物中，可以呈现2、3、4三种化合价，其中以4价的Ti最为稳定。偏钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如下图，它的化学式是 。已知Ti3可形成配位数为6的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体，一种为紫色，另一为绿色，但相关实验证明，两种晶体的组成皆为TiCl36H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：A 分别取等质量的两种配合物晶体的样品样配成待测溶液；B 分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；C 沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2/3。则绿色晶体的化学式为 ，绿色晶体中含有的化学键类型是 ，该配合物中的配位体是 。 （1）4 IVB（2）将Fe2还原为Fe3 析出（或分离、或得到）FeSO47H2O（3）FeSO47H2O 石灰（或碳酸钙、废碱）（4）80kJmol1 防止高温下Mg（Ti）与空气中的O2（或CO2、N2）作用钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO2）是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿矿储量居世界首位。含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3）制取TiO2的流程如下：（1）Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第 周期，第 族。（2）步骤加铁的目的是 ；步骤冷却的目的是 。（3）上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是 ；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入 处理。（4）由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及到的步骤为：TiO2TiCl4Ti已知：C(s)O2(g)CO2(g)； H393.5 KJ/mol2CO(g)O2(g)2CO2(g)； H566 KJ/molTiO2(s)2Cl2(g)TiCl4(s)O2(g)； H141 KJ/mol则TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)TiCl4(s)2CO(g)的H 。反应TiCl42Mg2MgCl2Ti在Ar气氛中进行的理由是 。B组 D拟晶（quasicrystal）是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。Al65Cu23Fe12是2000年之前发现的几百种拟晶之一，具有合金的某些优良物理性能。有关这种拟晶的说法错误的是A Al65Cu23Fe12的硬度比金属Al、Cu、Fe都大B Al65Cu23Fe12中三种金属的化合价均可视作零C Al65Cu23Fe12不可用作长期浸泡在海水中的材料D 1mol Al65Cu23Fe12溶于过量的硝酸时共失去265mol电子 C过渡元素高价化合物在酸性条件下有较强的氧化性，如KMnO4、Na2WO4（钨酸钠）等，钨的最高价为6价。现有钨酸钠晶体（Na2WO42 H2O）0.990g加水溶解后，再加入一定量的锌和稀H2SO4，反应生成一种蓝色化合物（可看作含5价、6价混合价态的钨的氧化物）且无H2产生。现用0.044mol/L KMnO4酸性溶液滴定这种蓝色化合物恰好将其氧化为一种黄色化合物，KMnO4中的7价锰被还原成Mn2，共耗去KMnO4酸性溶液8.20mL（已知在酸性条件下氧化性；KMnO46价的W的化合物）。上述蓝色化合物是A W10O21 B W8O22 C W10O27 D W5O14 D被誉为“太空金属”的钛在室温下不跟水、稀硫酸、稀盐酸和硝酸发生作用，但很容易溶于氢氟酸，这是因为A 氢氟酸的酸性强 B 氢氟酸的氧化性强C 钛离子和氟离子形成离子化合物 D 钛离子和氟离子形成可溶性的络离子 D海水中蕴藏了大量的铀（总量约45亿吨），各国科学家拟提取这些铀加以利用。下列使铀富集的方法不正确的是A 用钛酸作吸附剂吸附铀 B 繁殖单细胞绿藻吸附铀C 选择适当的萃取剂萃取铀 D 利用太阳能浓缩海水使铀富集 B 17稀土元素指的是元素周期表中 族中的 种金属元素。 4CeO26H2SO42Ce2(SO4)3O26H2O我国有世界上最丰富的稀土矿资源，稀土元素是钇（Y）和镧系元素的总和，它们在化合物中最稳定的价态是3价。稀土化合物的二氧化铈（CeO2）是强氧化剂，它与硫酸在水溶液中反应的化学方程式是 。 3Cu2O2MnO47H2O2MnO26Cu(OH)22OHCu2O2HCu2CuH2OV2I2H2OVO22I2HWO3I2不反应Zn2HClZnCl2H2ReO4Bi3不反应Sn2PbO2Pb2SnO22CrO422H3OCr2O723H2OCr2O723H2O28H3O2Cr33O215H2O2Cr2H2O22H3O2Cr34H2O完成下列各化学反应式，如果不发生反应的则标明。Cu2OMnO4 Cu2OH2SO4（稀） V2I2 WO3I2 ZnHClReO4Bi3 Sn2PbO2 CrO42H3O Cr2O72H2O2 Cr2H2O2 Ta5HNO37HFH2TaF75NO2十5H2O金属钽既不溶于硝酸，也不溶于王水，但能溶于浓硝酸和氢氟酸的混合溶液（钽Ta）。写出反应的化学方程式。 V2O5H2SO4(VO2)2SO42H2O V2O56HCl2VOCl2Cl23H2O V2O52NaOH2NaVO3H2OV2O5是两性氧化物，在强酸性溶液中以钒酸离子（VO2）的形式存在；在强碱性溶液中以钒酸根（VO3）的形式存在。VO2具有强氧化性。能将Cl氧化为Cl2，本身被还原为VO。试写出V2O5溶于下列介质中时发生反应的化学方程式。（1）溶于硫酸 ；（2）溶于盐酸 ；（3）溶于氢氧化钠溶液 。 KSm()Sm()F6；Eu2O32(NH4)2HPO42Eu()PO44NH33H2ONaEu()PO4NaEu()PO4（1）已知的钐（）化合物种类很少，除SmF2外其它已知钐（）化合物在含水蒸气的空气里很快被氧气氧化。用氢气还原EuF3可以得到EuF2，但还原SmF3只能得到SmF2xx1）；钐（）的光、电、磁性均是令人感兴趣，但苦于难得有在空气里稳定的钐（）化合物。北师大化学系采用“碱金属热还原法”把钾蒸气作用与EuF3，得一纯相化合物，仪器测定结果：Sm/mgdm3：45.29（42.00）；K/mgdm3：5.63（5.18）；F/mgdm3：17.32（17.33）。括号里是计算值。请写出该纯相化合物的化学式，并标明其中钐的化合价；（2）稀土含氧酸盐的研究是一个比较活跃的领域，由于低价稀土离子的电子结构以及含氧酸盐结构上的特殊性，使得该物质显示出特有的光学性质，特别是铕作为荧光激活剂应用甚广。北师大化学系用跟上面研究相似的方法，采用氧化铕（）和磷酸氢铵按化学计量比12.2称量，加热（100以上）反应，所得产品用做合成磷酸铕钠的起始物。该产品元素分析可以得知发现无任何杂质元素，摩尔比EuP11；红外光谱图只见到正磷酸根而未见到偏磷酸根的振动吸收峰。请写出合成磷酸铕钠的化学方程式，并标明产物中铕的化合价。 （1）RCl36H2OROCl2HCl5H2O（2）ROCl2HCl（g）RCl3H2O；ROCl2NH4ClRCl3H2O2NH3。（3）无水RCl3（较重的稀土卤化物较容易水解）容易吸收空气中的水蒸气；而熔融温度较高，电解质表面也会接触空气，所以电解过程中会有ROCl生成。（4）ROClCCl2RCl3CO；2ROClC2Cl22RCl3CO2。（5）不是；不符合次氯酸盐的定义 碱式盐由稀土化合物制取稀土金属采用熔盐电解法和金属热还原法。由于稀土一氧键比稀土一氯（或氟）键牢固，所以多半是以氯化物或氟化物为原料。在生产上，首先要将稀土氯化物晶体RCl36H2O脱水制取RCl3，脱水温度为200300。脱水时会有部分稀土氧氯化物ROCl（红色）生成，这种难熔的物质会使电解时的熔体粘度增大，导电性降低，并使析出的金属液滴不易从盐相中聚集和离析出来。这些悬浮的ROCl在电解时大部分会沉积于电解槽的底部，将阴极金属覆盖住，使电解难以继续进行，故称红色的ROCl为“红泥”。“红泥”不被电解。（1）写出RCl36H2O在脱水时生成ROCl的化学反应方程式。（2）为防止ROCl的生成，脱水可在HCl气流中或NH4C1存在下进行，此情况下ROCl若有产生，也难以存在。试用化学反应方程式予以解释。（3）电解所取的原料虽然是RCl36H2O经脱水处理的产物，但在电解时熔融电解质中仍有“红泥”产生。为什么?（4）生产上电解槽是以石墨坩埚充当的，它兼作阳极，阴极是钼棒。石墨坩埚的形状做得有利于熔融电解质的对流。实践证明，在该条件下电解正常进行时，即使是使用含水的稀土氯化物，槽内也并无红泥的蓄积，但发现作为阳极的石墨坩埚底部周壁发生严重的腐蚀现象。试推测发生的反应。（电解温度：850900，“红泥”被消除时有气体产生，且有RCl3生成）（5）你认为ROCl是次氯酸盐吗？为什么？你认为是哪类化合物？ （1）A土壤，B地下水，C植物，D畜禽（2）分类 无公害（3）重金属污染可通过食物链的不断富集、传递，最后到达人体，并在人体内积累。当人体内的重金属富集积累到一定的量后，就会损害人的肌体、危害人的健康乃至生命。一般这是一个缓慢的过程，不易被人们发觉；待到发觉时，往往已经发生严重后果。因此，被称为“隐形杀手”。重金属污染，是威胁人类身体健康的“隐形杀手”。1953年日本发生过震惊世界的水俣病事件，就是由工业污染造成了重金属物质汞（甲基汞）在鱼体内积累，人长期食用被污染的鱼后中毒而致的。我们日常所使用的普通干电池中，含有汞、锰、镉、铅、锌等重金属物质，废电池丢弃后，这些重金属会污染环境按每人每月使用一只干电池的保守计算，杭州市区每年就产生2000万只废电池，合约300吨，其中约合1800千克的汞和汞化合物。（1）干电池丢弃污染环境后，重金属会迁移富集，进入人体。请将下列括号内填上所对应的字母（见右图）。土壤（ ） 地下水（ ） 植物（ ） 畜禽（ ）（2）要解决上述问题，首先要对生活垃圾进行 投放；由专门部门回收后，再从环境角度出发进行 处理。同时，可以进行废物利用。（3）用所学知识说明称重金属污染为“隐形杀手”的原因。 （1）TiCl36H2O有两种异构体：Ti(H2O)6Cl3为紫色，Ti(H2O)5ClCl2H2O为绿色。（2）Ti3还原能力比Sn2强，可以将Cu2还原为Cu而生成白色的CuCl沉淀：Ti3Cu2ClH2OCuClTiO22H（3）Ti4离子电荷高，半径小（68pm），极化能力强；TiCl4在潮湿的空气中迅速水解，生成的HCl气体在空气中遇到水蒸气而发烟：TiCl43H2OH2TiO34HCl（4）生成的CrO5显蓝色。CrO5在乙醇中分解较慢，在水中分解却较快，因此乙醚层为蓝色；分解后生成的Cr3在水层，因而水层逐渐变绿色。（5）BaCrO4与浓盐酸反应较慢，加热时反应速度较快，同时Cr6的化合物氧化能力增强，反应产物CrCl3为绿色。（6）K2Cr2O7与AGNO3反应生成溶解度较小的Ag2CrO4（砖红色），加入NaCl后沉淀转化为溶解度更小的AgCl。解释下列实验现象：（1）TiCl36H2O晶体一般呈紫色，有时也可得到绿色的TiCl3H2O晶体。（2）三氯化钛溶液与氯化铜溶液混合后稀释，有白色沉淀析出。（3）四氯化钛试剂瓶打开后会冒白烟。（4）向K2Cr2O7与H2SO4溶液中加入H2O2，再加入乙醚并摇动，乙醚层为蓝色，水层逐渐变绿色。（5）问BaCrO4固体加浓盐酸时无明显变化，经加热后溶液变绿色。（6）向K2Cr2O7溶液中滴加AgNO3溶液，有砖红色沉淀析出，再加入NaCl溶液并煮沸，沉淀变为白色。 （1）金属M是La，起始氯化物为LaCl3。（2）D是NO2或N2O4；气体D的摩尔质量为49.72g/mol。对于NO2，M46g/mol，因此D是NO和N2O4的混合物。二聚体的物质的量分数为0.081。即在混合物中有0.081mol N2O4和0.919mol NO2。（3）LaCl3N2O4La(NO3)3或结晶溶剂合物La(NO3)3nN2O4。根据所给条件，C是容易放出NO2的La(NO3)2nN2O4。1mol B能和7mol KOH反应，其中的3mol结合NO3，4mol结合N2O4，于是n2。E是硝酸盐分解的中间产物，含有La，O，N。O的质量分数为29.33（N的氧化数为5）。LaON141。这是LaNO4氧络硝酸盐。当氮的氧化数为个3对无解。（4）LaCl35N2O4La(NO3)32N2O43NOCl；La(NO3)32N2O4La(NO3)32N2O4；N2O42NO2；La(NO3)3LaONO32NO21/2O2；2LaONO3La2O32NO21/2O2；（5）面心立方：Ca2位于顶点，Ti4位于体心，O2位于棱心。Ni36CONi(CO)63；Ni3O2Ni(O2)3；3Ni(O2)3Ni(CO)634Ni36CO2YBa2Cu3O7。使4.9052g金属M的氯化物和过量的微带颜色的液体A作用，放出气体，同时形成无色结晶化合物B。B十分温和地加热到170时转变为中性盐C，同时放出密度以氢计为24.9的褐色气体D。盐C继续加热转变为含金属64.04的产物E。E继续加热时得到3.2582g金属氧化物。此外还知道1mol化合物B在水溶液中能与7mol氢氧化钾反应。（1）M为何种金属？（2）气体D是单一的化合物吗？确定它的组成。（3）B和E属于哪类化合物？（4）写出上还所有反应的化学方程式。（5）钙钛矿型复合氧化物是小分子物质氧化还原反应很有效的催化剂。研究表明在测定温度范围内，MNiO3具有金属导电性，M2NiO4和MSrNiO4为P型半导体，电导率与CO氧化活性存在相互对应关系，其大小顺序为：MNiO3MSrNiO4M2NiO4。结构研究表明MNiO3为正常钙钛矿结构。MNiO3属于何种晶系？晶胞中各原子（离子）的位置如何？试画出一个晶胞。M2NiO4结构可视为MO岩盐层与MNiO3交互出现的层状结构，MO插入使得MNiO3的三维同性转变为具有一定二维平面特性。CO在这类材料上首先吸附于Ni3上的配位活化，然后与表面氧结合生成CO2，试写出离子方程式（可用最简单离子表示反应各物种）。与MSrNiO4相似，钇钡铜氧化物是具有钙钛矿构型和相关的一种晶体结构，且晶体中Y、Ba、Cu的原子个数比为123，试写出其化学式。 A：TiCl4 B：AgCl C：TiCl3 D：Ti(OH)3 E：TiO(NO)2 F：TiO2或H2Ti3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。 A：NH4VO3 B：V2O5 C：NH3 D：(VO2)2SO4 E：NaVO3 F：VOSO4 G：Ag2O H：Ag(NH3)2OH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。 V2O4.86金属Me在其氧化物中的氧化态为V，MeO、Me2O3为碱性，Me2O4、Me2O5呈两性，Me2O5剧毒，溶于碱呈MeO43，后者因溶液pH值减小成聚阴离子。Me2O5溶于热HNO3、热H2SO4成MeO2离子，与HCl反应成MeOCl2和Cl2，这种缺氧（Me与O非整比）氧化物组成为Me2O(5x)（x0.2）。.取2.648g这种样品溶于H2SO4后用0.100mol/L Ce(ClO4)4滴定，耗41.3mL，给出此氧化物的组成。C组 （1）AgCl2NH3Ag(NH3)2Cl 2Ag(NH3)2Cl2Ag4NH3Cl2Ag2HNO3AgNO3NO2H2O（2）Hg2Cl26HNO32Hg(NO3)22HCl2H2O2NO22Hg(NO3)22H2O2HgO24HNO3（3）2Pb5(VO4)3Cl18HCl3V2O510PbCl29H2O 3V2O510Al5Al2O36V（V2O5由VCl5水解得到）（4）完成下列化学反应式，并注明反应条件：（1）由AgCl制备AgNO3（2）由Hg2Cl2得到Hg（3）由Pb5(VO4)3Cl得到V（4）由Fe，氧化钽，氧化铌制备Ta和Nb Au的质量百分含量51.0克拉是指每24单位质量的合金中所含金的单位质量数，则在每100单位的合金中含金51.0个单位时其克拉为12.2carat。用“克拉”表示合金Cu3Au的组成？ 镧系元素中最易于与强还原剂反应的是具有稳定的2价的元素Sm，Eu和Yb。在镧系元素中哪个的3价离子最易于与二氯化铬反应？其产物是什么？并作解释。 镧系元素位于周期表的下方且都处于B族，因此它们的碱性比铝强（因为其原子半径大，更易失去价电子）。为什么镧系元素的氧化物Ln2O3不具有同Al2O3一样的酸性？ 镧系元素的3价离子次外层（4f）上的轨道没有填满，其上电子的轨道角动量对整个原子的磁距有贡献，而Gd3的次外层是半充满的，则其整个轨道角动量为0，正是因为没有轨道角动量其对离子的磁距贡献，所以符合单自旋公式计算的结果。说明为什么镧系元素的3价离子中只有Gd3的磁距与由单自旋公式计算的值相同？ 因为过渡元素的离子的大小差异与镧系元素相平行测其洗脱顺序也是相平行的。过渡元素在离子交换树脂中的洗脱顺序与镧系元素相平行，试作解释。 温度升高降低导电性。因为剧烈的原子活动将阻断大范围的晶格顺序，从而阻碍分子轨道覆盖整个晶体。试解释温度的升高将如何影响电子的导电性？ 由于金属原子相距较远而且电子气对变形没有太多的抑制，一层原子相对另一层原子的滑动将不要求很多能量。所以，外力使金属晶体变形而不是粉碎。大多数金属都具有延展性和可塑性，而其他的多数固体则是正好相反。用电子气模型说明金属的这些性质。 通常，物质通过原子的振动把热量从热端传递到冷端。而金属主要是通过电子气中的自由电子运动来传递热量。这些电子的流动性非常强。因此，金属有非常好的导热性。金属触摸起来比其他物质凉，这是因为它有很好的导热性。我们如何解释金属的特殊热导性？ 能带模型中的能级是连续的。在一个宽波长范围内的各种能量的光子都可被吸收。当吸收了能量的电子重新回到基态轨道时会释放出光。这就是金属发光即金属有光泽的机理。试解释为什么金属通常都有光泽？ （1）Pr3与Mg2的离子势最接近，分别为2.962和3.030（2）钙和镁虽属同族元素，但离子势相差较大，吸引电子能力及成键能力有差别。故不易取代叶绿素中镁大量研究证明：稀土离子对植物确有促进生根发芽、增加叶绿素含量。增强光合强度、改善植物对大量营养元素吸收的作用，从而促进作物干物质的积累，使其产量和质量得到提高与改进。目前有关稀土元素植物光合作用机理的研究取得了一些新进展。我国科学家通过研究提出其中一种机理是，稀土离子替代镁离子而配位到叶绿素（见图1）的卟啉环上，形成叶绿素a一稀土配合物。已合成了镨叶绿素a（PrChla）（见图2），并证明PrChla具有双层夹心结构。Pr（）夹于两个卟啉环之间，与上下卟啉环上共8个N原子配位，PrN键平均键长为0.242nm。 元素名称、离子镁、Mg2镧、La3铈、Ce3镨、Pr3钐、Sm3钙、Ca2离子半径/（pm）66106.1103.4101.396.499一些元素的离子半径如上表所示。有专家提出上述夹心物形成除它们的激发态能量与叶绿素配体三重态能量相当，能量转移效率较高因素外，还与元素的离子势（即离子吸引电子的能力）相关，离子势与离子电荷成正比，与离子半径成反比。请根据本题所给信息和上表中数据，回答下列问题：（1）专家首先选择元素Pr3替代Mg2，且获得了成功，请简述首选Pr3的原因；（2）植物体内有大量钙元素，钙和镁同族，简述Ca2是否容易形成钙叶绿素a（CaChla）？ （1）TiO2TiO2 2TiN22TiN TiN（2）TiCl2O2TiO22Cl2 FeTiO33H2SO4Fe(HSO4)2TiOSO42H2O TiOSO42H2OTiO2H2OH2SO4（3）1.5mol/L（4）2CTiO22Cl2TiCl42CO 2MgTiCl4Ti2MgCl2 用过量的稀硫酸溶解过量的镁，不断搅拌，过滤，洗净、干燥钛有未来金属之称，具有超众的性能和储藏量大的特点，应用在飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船、军工、轻工、化工、纺织、医疗以及石油化工等领域。钛有惊人的抗腐蚀性，一般不与稀酸反应；钛在高温下能与非金属碳、氮、硼反应生成TiX型化合物，它们硬、难溶、稳定，被称为金属陶瓷；二氧化钛为白色粉末，俗称钛白，其性质稳定，物理性质优异，兼有铅白的遮盖性能和锌白的持久性能，是重要的高级白颜料；钛酸亚铁FeTiO3是一种天然存在矿物，是重要的钛资源之一。（1）利用金属钛对空气的强大吸收力，几乎可以形成真空。写出钛加热时吸收空气的反应方程式： ；上述产物中的一种外观酷似黄金，但比黄金耐磨，镀在工艺品外，永探其灿烂金光，它的化学式为： 。（2）钛白的化学制法有两种：一种是用干燥的氧气在923K1023K时对TiCl2进行氧化，其反应方程式： ；其二是硫酸法，首先使磨细的钛铁矿用浓硫酸在不断地通入空气搅拌的条件下进行反应，制得可溶性二水合硫酸氧盐，其反应方程式： ；趁热过滤，所得滤液叫钛液，加热钛液，促进水解，制得一水合二氧化钛沉淀。其水解反应方程式： ；把水含氧化钛在1173K1223K煅烧即得钛白。（3）制造钛白过程中，需要测定钛白Ti（）的含量。测定时首先取10mL钛液用水冲稀10倍，加过量铝粉，充分振荡，使其完全反应，Ti（）AlTi3Al3。过滤后，取出滤液20mL，向其中滴加23滴KSCN溶液，再加5 mL蒸馏水振荡，用酸式滴定管滴加0.1mol/L FeCl3溶液，终点到来时，用去了30mL的FeCl3溶液。求原钛液的物质的量浓度。（4）钛白在自然界中以金红石矿存在。目前大规模生产钛的方法是：首先将金红石、炭粉混合，在高温条件下通入氯气制得TiCl4，其反应方程式为： ；第二是氮气氛围中用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛，此步反应方程式： ；如何从上述所得产物中获得纯净金属钛？简述主要步骤： 。 （1）Kr4d45s1（Kr4d45s1也给分） 第五周期VB族（2）NbO1(141/211/6)619 K8Nb6O1916H2O 2（3）图略，12条棱的中点画 x8 图略，8个顶点画（4）8.58g/cm3（5）K6FeNb15O42铌（Nb）是钢灰色的金属，具有很强的耐腐蚀性，在冶金工业上有广泛应用。（1）铌的元素符号是41，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）将Nb2O5与苛性钾共熔后，可以生成溶于水的铌酸钾，将其慢慢浓缩可以得到晶体KpNbmOn16H2O，同时发现在晶体中存在NbmOnp离子。该离子结构由6个NbO6正八面体构成的。每个NbO6八面体中的6个氧原子排布如下：4个氧原子分别与4个NbO6八面体共顶点；第5个氧原子与5个八面体共享一个顶点；第6个氧原子单独属于这个八面体的。列式计算并确定该晶体的化学式。计算该离子结构中距离最大的氧原子间的距离是距离最短的铌原子间距离的多少倍？（3）晶体Nb6Cl12SO47H2O中阳离子Nb6Cl122的的结构为：6个金属原子构成八面体骨架，每个卤离子形成双桥基位于八面体的每条棱边上。借助右边的立方体，画出氯离子在空间的排布情况（用表示）。另有一种含卤离子Nb6Ixy，6个Nb原子形成八面体骨架结构，碘原子以三桥基与与Nb原子相连。确定x的值，并也在右图上画出I原子的空间分布情况（用表示）。X （4）Nb金属的晶格类型为体心立方晶格，原子半径为143pm，相对原子质量为92.9。试计算该晶体铌的密度。 （5）据最新报导，我国化学家将分子比为615的分析纯K2CO3、Fe2O3、Nb2O5混合研磨强热，通过一系列反应后得到一种新铌酸盐，写出该盐的化学式。 （1）V Ar3d34s2（2）2NH4VO3V2O52NH3H2O（3）V2O56NaOH2Na3VO43H2OV2O5H2SO4(VO2)2SO4H2OV2O56HCl2VOCl2Cl23