【化学试题】无机试题6答案

第1题：2003年8月4日在齐齐哈尔发生了化学毒剂泄漏中毒事件，致使40多人中毒，1人死亡。造成该次中毒事故的毒源为侵华日军516部队（陆军化学研究所）遗留下来的化学毒剂芥子气。芥子气化学名称为2，2二氯二乙硫醚，其结构式为，纯芥子气为无色油状液体，有微弱的大蒜气味（工业品呈黄棕色），沸点为219 ，挥发度小，凝固点为14.4 。它是持久性毒剂，难溶于水，溶于乙醇、苯等有机溶剂。（1）芥子气能发生水解反应而失去毒性。1-1写出水解反应方程式：1-2该水解反应在室温下很慢，如何加快反应速率加速解毒，列举两例。1-3在实际生活中，可用2 溶液对染毒服装进行煮沸消毒。（2）对受芥子气污染的建筑、土壤等采用喷撒氧化剂如漂白粉或KMnO4溶液的方法使其失去毒性。完成下面的方程式：2 （3）用火烧法可对染毒的地面进行消毒，在燃烧的同时，部分芥子气的受热分解物亦为无毒物。写出燃烧反应方程式。第1题答案：（9分）（1）1-1 2H2O 2HCl（2分）1-2 升高温度，与碱反应（2分）1-3 碳酸钠（1分）（2）（2分）（3）7O2H2SO44CO22HCl2H2O（2分，或213O22SO28CO24HCl6H2O）第2题：对苯二甲酸是一种重要的化工原料，它能与某含碳、氢、氧三种元素的有机化合物A反应生成高分子化合物B。已知50.0 mL水中溶有0.300 g A的溶液与100 mL水中溶有3.30 g蔗糖的溶液凝固点相同。哌啶俗称六氢吡啶（吡啶：），以乙醇作溶剂，它与对苯二甲酸反应可生成对苯二甲酸哌啶盐。1992年，人们用甲醇作溶剂，用对苯二甲酸哌啶盐、2, 2一联吡啶和Co(ClO4)26H2O在60下反应两小时，得到双核钴的配合物（哌啶没有参与形成配合物）。该配合物中含C：51.3%；H：3.38%；N：9.98%；Co：10.5%（计算值）。用X衍射法测定其单晶，表明羧基氧均已配位，ClO4处于配合物的外界。（1）试求化合物A的式量，并确定A是何物质；（2）写出化合物A与对苯二甲酸的反应方程式。（3）若以水作溶剂，与乙醇作溶剂相比，哌啶的pKb值将如何变化？（4）写出对苯二甲酸的共轭碱。（5）试推断出该双核配合物的分子式（要有推断过程）。第2题答案：（13分）（1）蔗糖的分子式为C12H22O11。A的式量为62.2（2分） A为乙二醇（1分）（2）nHOCH2CH2OHnHOOCCOOHOCH2CH2OOCCO2nH2O（2分）（4）HOOCCOO（1分）（5）Co原子数为2，M1122；C原子数：48；H原子数：38；N原子数：8。8个N必含4个联吡啶，其中含40个C，还剩8个C，必是一个对苯二甲酸根，带两个单位负电荷。据电中性原理，外界必有2个ClO4，4个联吡啶，1个对苯二甲酸根，必含36个H。还有2个H，可能带一分子水，故分子式为C48H38N8Co2Cl2O13，分子量与此式相符，故可推定。（过程3分，结论2分）第3题：下列八个步骤是用来分析一种含铅锡的合金中铅和锡的个别含量（1）称量0.4062 g的合金，放在烧杯中，用11 molL1的HCl和16 molL1的HNO3溶液溶解样品。在此过程中铅和锡分别被氧化成Pb(II)、Sn(VI)。（2）再加热5分钟，以赶走氮和氯的氧化物后，使溶液冷却；此时会有一些锡化合物和一种铅化合物沉淀出。（3）加入25.00 mL 0.2000 molL1的Na2H2EDTA（可用H2Y2表示）溶液后，沉淀会溶解成一透明无色的溶液。（4）上述溶液全部移入250.0 mL的量瓶中，并用蒸馏水稀释到量瓶的刻度上。（5）拿出25.00 mL，加入30%的Hexamine（如下图）溶液15 mL、H2O及两滴的类苯酚橙（以XO代表）（如下图）当指示剂，此溶液的pH值为6。（6）再用标准0.009970 molL1的硝酸铅Pb(NO3)2 溶液滴定从第(5)步骤中的黄色透明的溶液，直至颜色刚好由黄色变到红色，此实验值为24.05 mL。（7）取2.0 g的固体NaF加入滴定瓶中，此时溶液会变回黄色。（8）再用0.009970 molL1的硝酸铅滴定到颜色变红，此实验值为15.00 mL。Hexamine和类苯酚橙（XO）的结构式如下： Hexamine 类苯酚橙（XO）Hexamine的pKb 9.5。类苯酚橙（XO）在pH小于4时是红色，pH大于5时是黄色回答下列问题3-1在步骤(2)中铅的沉淀物是什么？写出其化学式。3-2写出步骤(3)中沉淀消失的离子反应方程式（必须平衡）？记得此溶液的pH值为6。3-3步骤(5)中为何加入Hexamine？3-4加入类苯酚橙（XO）的目的为何？3-5写出步骤(6)中，（i）在滴定过程中，以及（ii）滴定终点造成颜色变化时的平衡离子反应方程式。3-6步骤（7）中，加入NaF的目的为何？ 3-7写出步骤(7)中的平衡离子方程式。3-8用平衡的离子方程式来说明为什么步骤(7)中的颜色会由红变为黄？用XO代表类苯酚橙。3-9计算此合金中Pb的重量百分比，再另外计算此合金中Sn的重量百分比。第3题答案：（17分）3-1PbCl2或任何含（OH）的物种等等（1分）3-2PbCl2(s)H2Y2PbY22H2Cl（2分）3-3作为pH缓冲剂（1分）3-4金属络合指示剂（1分）3-5由步骤(5)，标准Pb溶液是用来络合过量EDTA，部份EDTA已成为稳定SnY和PbY2配合物；在pH6，EDTA主要以H2Y2存在，因此：Pb2H2Y2PbY22H或类此反应式到达终点，一小量多出的Pb2就会和XO指示剂形成一红色配合物：Pb2XO(黄)PbXO2(红) 或类此反应式。滴定可以用以计算过量的EDTA，因此SnPb之总含量可以决定。（3分）3-6和Sn络合（1分）3-7SnYnF2HSnFn(n4)H2Y2（1分）3-8所释出EDTA毁掉小量红色PbXO错合物，产生游离（黄色）XO（忽略XO上的电荷）H2Y2PbXO2PbY2XO(黄色)2H或类似方程式（2分）3-9Sn：100(0.176/0.4062)43.72%Pb：100(0.2292/0.4062)56.42 %（5分）第4题：过氧化氢是一种绿色氧化剂，主要应用于造纸工业，在环境保护方面也有广阔的应用前景。近年来过氧化氢的制备方法和生产工艺不断改进，逐渐淘汰了生产方式陈旧能量消耗高的氧阴极法和存在安全问题的异丙醇法，而蒽醌法经过不断研究改进已经成为目前H2O2生产的主要方法。但是蒽醌法工艺流程复杂，生产成本较高，限制了H2O2的应用，同时人们正在进行氢氧直接化合法的研究，这是一种符合原子经济的绿色的H2O2生产方法，工业化前景乐观，但它仍需解决生产安全H2O2收率等问题。作为氢氧直接化合法的一种可替代方法，O2/CO与H2O反应发现在三苯膦钯配合物的存在下制备H2O2，可在很大程度上降低反应的危险性，O2和CO在操作条件下（没有明火）形成比较安全的混合气体。4-1请写出总反应方程式 ；4-2反应机理如下，请分步写出反应式：（1）Pd(II)配合物被CO还原成Pd(0)配合物同时产生CO2（2）Pd(0)配合物被O2氧化生成过氧化Pd(II)配合物（3）过氧化Pd(II)配合物与酸HX（X是一种结合力较弱的配位离子如CF3COO，AcO等称HX为酸助催化剂）反应，产生H2O2和原始的Pd(II)配合物4-3氯代有机物（RCl）在过氧化氢的合成上有很好的促进效果，但却导致催化剂很快失活，发现产物中有烃类、氯化氢、二氧化碳。原因是可能存在副反应，写出反应的化学方程式。4-4本方法除了催化剂转化率低这个缺点，还有个实际生产中所要考虑的问题是什么？4-5二氧化氯在医疗卫生、消毒杀菌、饮用水净化、工业废水处理和纸浆漂白等领域的应用日益广泛，是一种日益受到重视的绿色化学品。过氧化氢法是相对清洁的二氧化氯生产过程。（1）在二氧化氯生产过程中，氯离子为直接还原剂，还原氯酸根离子（反应1），二者物质的量比值：11；甲醇、二氧化硫和过氧化氢为间接还原剂。甲醇、二氧化硫和过氧化氢与氯酸根离子直接反应的速度非常慢，一般认为它们与（反应1）产物中另外一种具有强氧化性的物质作用，促进二氧化氯的发生（分别发生反应2、3、4）。请写出四个化学反应离子方程式。（2）过氧化氢法生产二氧化氯过程中一般使用硫酸作为酸性介质，过氧化氢还原氯酸钠得到二氧化氯。不同酸度下将形成不同的硫酸盐：当硫酸的浓度大于5.5 mol/L时，得到的盐是硫酸氢钠，请写出化学方程式；当硫酸的浓度为2.55.5 mol/L时，能产生氯气含量很少的产品，且反应速度和效率非常高，产生倍半硫酸钠。已知该反应中物质的量比值氯酸钠硫酸过氧化氢643，请写出倍半硫酸钠的化学式 。当硫酸浓度为12.5 mol/L时，相对其他制备方法在不用催化剂情况下能得到较高的反应速度和效率，产生中性盐。请写出产物中二氧化氯和氧气的物质的量比值 。第4题答案：（14分）4-1O2COH2OH2O2CO2（1分）4-2(PPh3)2Pd()X2COH2O(PPh3)2Pd(0)2CO22HX（1分）(PPh3)2Pd(0)O2(PPh3)2Pd()O2（1分）(PPh3)2Pd()O22HXH2O2(PPh3)2Pd()X2（1分）4-3RClCOH2ORHHClCO2（1分）4-4实验研究中均是采用贵金属钯作为催化剂；催化剂的回收与再生都比较困难，不可避免地造成了贵金属催化剂的浪费；催化剂与配位体的回收还要涉及分离萃取等单元操作过程使工艺更加复杂，增加操作费用。（2分）4-5（1）2ClO32Cl4H2ClO2Cl22H2O（1分）CH3OH3Cl2H2O6ClCO26H（1分）SO2Cl22H2O2HClH2SO4（1分）H2O2Cl22ClO22H（1分）（2）2NaClO32H2SO4H2O2O22ClO22H2O2NaHSO4（1分）Na3H(SO4)2（1分）21（1分）5、金属M溶于稀盐酸得到MCl2，其磁矩为5.0 B.M.。在无氧的条件下， MCl2与NaOH反应产生白色沉淀A，A与空气接触逐渐变成红棕色沉淀B，B经过灼烧时生成红棕色粉末C，C经过不完全还原，生成黑色的磁性物质D。B溶于稀盐酸生成溶液E，E能使KI溶液氧化析出I2，若在加入KI前先加入NaF，则不会析出I2。若往B的浓NaOH悬浮液中通入氯气，可得到紫红色溶液F，加入BaCl2时就析出红棕色固体G，G是一种很强的氧化剂。试确认M以及由A到G所代表的化合物，写出反应方程式，画出各物质之间相互转化的相关图。5、M为Fe，A：Fe(OH)2；B：Fe(OH)3；C：Fe2O3；D：Fe3O4；E：FeCl3；F：Na2FeO4；G：BaFeO46、某氧化物A，溶于浓盐酸得溶液B和气体C。C通人KI溶液后用CCl4萃取生成物，CCl4层出现紫色。B加人KOH溶液后析出桃红色沉淀。B遇过量氨水，得不到沉淀而得土黄色溶液，放置后则变为红褐色。B中加KSCN及少量丙酮时生成宝石蓝溶液。判断A是什么氧化物，写出有关反应式。6、Co2O37、根据信息写出化学反应方程式：7-1 Cu2S以辉铜矿的形式存在于自然界。赤热的Cu2S与水蒸气反应可以得到金属铜和气体。经分析，产生的气体和铁与浓硫酸反应的气体相同。7-2 Fe2(SO4)3溶液能氧化Cu2S使之溶解，且在空气中可以重复使用Fe2(SO4)3溶液。7、7-1 Cu2S2H2O2CuSO22H2；（2分）7-2 Cu2S5Fe2(SO4)34H2O2CuSO410FeSO44H2SO4；（2分）4FeSO4O22H2SO42Fe2(SO4)32H2O；（2分）8、自由基又称游离基，是含有未配对电子的原子、分子或基团。大多数自由基很不稳定，只能作为活性中间体瞬间存在，寿命很短，如丁烷受热分解产生三种活性很高的自由基：活泼自由基可诱发自由基起加成反应、加聚反应、取代反应、氧化还原反应。这些反应在有机工业、石油化工和高分子工业等方面得到广泛应用。8-1 写出自由基CH3CH2的电子式；若CH3CH2失去一个电子，则称为碳正离子，写出该碳正离子的电子式。8-2 自由基反应一般是在光和热条件下进行，如烷烃与氯气的取代为自由基取代。已知烷烃中碳原子上的氢原子越少，所形成的自由基越稳定，试完成下列方程式：CH3CH3Cl2= （主要产物）HCl8-3不对称烯烃在过氧化物存在下，与HBr发生游离基加成反应，其反应历程是：RCHCH2BrRCHCH2Br RCHCH2BrHBrRCH2CH2BrBr试分两步将(CH3)2CHCHCH2转变为(CH3)2CH2CH2CH2OH的反应方程式。8-4 有机物中共价键断裂时，若成键的一对电子平均分给两个原子或原子团，则形成自由基；若成键电子全分给某原子或原子团，则形成碳正离子。已知CH3四个原子共平面，键角相等，键角应是 。(CH3)3C和NaOH水溶液反应生成电中性有机分子，该分子结构简式 ，此物质能否发生消去反应 。8、8-1 8-2 (CH3)3CCl（1分）8-3 (CH3)2CHCHCH2HBr=(CH3)2CHCH2CH2Br(CH3)2CHCH2CH2BrH2O=(CH3)2CHCH2CH2OHHBr8-4 120 (CH3)3COH 不能9、蛋壳的主要成分是CaCO3，其次是MgCO3、蛋白质、色素等。为测定其中钙的含量，洗净蛋壳，加水煮沸约5min，置于蒸发皿中用小火烤干，研细。9-1 称取0.3g（设为0.3000g）处理后的蛋壳样品，置于锥形瓶中逐滴加入已知浓度C（HCl）的盐酸40.00mL，而后用小火加热使之溶解，冷却后加2滴甲基橙溶液，用已知浓度C（NaOH）回滴，消耗V（NaOH）L达终点。（1）写出计算钙含量的算式。（2）计算得到的是钙的含量吗？（3）是原蛋壳中钙的含量吗？9-2 称取0.3g（设为0.3000g）处理后的蛋壳样品，用适量强酸溶解，然后加(NH4)2C2O4得沉淀，经过滤、洗涤，沉淀溶于H2SO4溶液，再用已知浓度C（KMnO4）滴定，消耗V（KMnO4）L达到终点。（1）写出计算钙含量的算式；（2）此法求得的钙含量略低于上法。可能是什么原因。9-3 请你再设计一个实验，正确测定蛋壳中的Ca含量，并写出计算式。9、9-1 （1）c(HCl)0.0400c(NaOH)V(NaOH)(40.00/2)/0.3000100%（2）应是Ca、Mg的总量（1分）（3）不是，因为洗涤、煮沸时除去了少量蛋白质，原蛋壳质量减少9-2 （1）(2/5)c(MnO4)V(MnO4)(40.00/2)/0.3000100%（2）CaC2O4为难溶物，能从溶液中完全沉淀，又能完全溶于过量稀H2SO4。实验结果钙含量低，可能是MgC2O4溶解度不很小之故。（附：18 MgC2O410H2O溶解度0.03g），用H2SO4溶解时H2C2O4量减少之故。9-3 用配位滴定法分析：取洗净后的蛋壳m克，加水煮沸约5min，置于蒸发皿中用小火烤干，研细；置于锥形瓶中逐滴加入稀盐酸溶解稀释；再加入NaOH溶液使pH12（Mg2沉淀）；用cmol/L EDTA溶液滴定至终点，消耗EDTA溶液VmL。c(EDTA)V(EDTA)40.00/m100%10、水的热分解：H2OH21/2O2。在1700 K以上仍十分困难（10-3）。然而若在一个化学循环中通过一系列的化学反应，在100750就可使它发生，试提出以下面的化学反应为基础的上述循环：CaBr22H2O=Ca(OH)22HBr要求满足如下条件：（1）在整个过程中只有水被消耗；（2）最终产物只有氧气和氢气；（3）除上面一个反应的物质外，构成循环尚需使用金属汞；已知在100时，Hg能与氢溴酸发生置换反应。请按照反应的先后顺序，用序号、把后续的化学反应写出来。10、2HBrHg=HgBr2H2HgBr2Ca(OH)2=HgOCaBr2H2OHgO=Hg1/2O2（3个方程式写加热均可，各2分）11、业已发现许多含金的化合物可以治疗风湿症等疾病，引起科学家广泛兴趣。在吡啶（）的衍生物2,2联吡啶（代号A）中加入冰醋酸与30%H2O2的混合溶液，反应完成后加入数倍体积的丙酮，析出白色针状晶体B（分子式C10H8N2O2）。B的红外光谱显示它有一种A没有的化学键。B分成两份，一份与HAuCl4在温热的甲醇中反应得到深黄色沉淀C。另一份在热水中与NaAuCl4反应，得到亮黄色粉末D。用银量法测得C不含游离氯而D含游离氯7.18%，且D的相对分子质量比C大36.46。C和D中金的配位数都是4，且C、D中都存在7原子环。11-1 画出A、B、C、D的结构式。11-2 在制备B的过程中加入丙酮起什么作用？11-3 给出用游离氯测定值得出D的化学式的推理和计算的过程。11、11-1 A：（1分） B：C：（2分） D：11-2 丙酮的作用是降低B在水中的溶解度。11-3 D的相对分子质量491.5 设n为D中游离氯离子数，x为D中游离氯离子含量，则：35.5n/491.5x/100 用尝试法，当n1 x7.22% 与实验值7.18%相近，表明D的外界有一个游离氯离子。12、用液化石油气作燃料，已普遍进入现代家庭的厨房中，它的主要成分是烷属烃和烯属烃系列混合物，现将各物在一个大气压下的沸点分别列表于下：名称甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷乙烯丙稀丁烯戊烯沸点161.788.642.20.536.1102.447.76.530.1请回答：12-1目前，大中城市的燃气产业形成了“三气并存”的多元结构，此“三气”除液化石油气外还包括哪两种燃气，并写出化学成分。12-2 从上表分析，在钢瓶中盛装的液化石油气的成分最好是哪些？（列举4种）12-3 甲烷沸点为161.7，室温下的液化压强非常大（超出一般家用钢瓶的承受能力），那么你觉得我们使用的液化石油气中是否还存在少量的甲烷？为什么？12-4 在炎热的夏季和寒冷的冬季，液化石油气的各成分比例应作如何调整？12-5 液化石油气的燃烧器上有一个调节空气量的风门（叫洞风板），点燃前，空气已部分进入液化气中。请分析设计的原因。在冬季和夏季，如何调节风门的大小。12-6 有人发现液化石油气用完后，残留在钢瓶内的液体能溶解油脂，就将它倒出来作洗涤剂，洗擦物件的油泥，这种废物利用的做法，因何不可取？12-7 有人为了充分用完瓶内残留液体，就用火去烤钢瓶，在此钢瓶的合格证上标有：充装介质最大充装量实测容积气密试验压力液化石油气15kg35.5L2.1MPa若残留瓶内液体有0.75kg，在关闭阀门的条件下，请估算瓶内气温升至多少摄氏度时，会出现险情？12-8 目前，家庭生活中已经普遍使用了气体燃料。使用气体燃料比固体燃料有什么优点？12、12-1 管道煤气（CO、H2）；天然气（CH4）12-2 丙烷、丁烷、丙稀、丁烯12-3 存在甲烷，这些甲烷溶解在其它有机液态烃中（相似相溶）12-4 冬季增加丙烷、丙稀的比例，夏季增加丁烷、丁烯的比例12-5 液化气的成分是C3、C4的烃类，完全燃烧时所需空气量很大。例如，1L丁烷燃烧（2C4H1013O28CO210H2O）需氧气6.5L，折合成空气约为31L，丁烷燃烧时，单单靠火焰周围的空气来支持燃烧，必定要发生不完全燃烧。因此液化气在灶具上燃烧所需要的空气是分两次供给的。一次空气量由风门调节，约占全部需要量的70%。空气引进后，在燃烧器内部混合。二次空气量则由火焰周围的空气供给。夏季风门比冬季略大12-6 从表中可知，未能汽化的残液主要是沸点相对较高的戊烷和戊烯。此两物在空气中较易浑发成气体，当这些气体在室内达到一定比例后，如遇明火，就会引发火灾，所以不可取。12-7 气虽“用完”，在常温下（取300K）瓶内仍有1个大气压较迟汽化的丁烷和丁烯为主的残气，其摩尔数应是：n1.44mol。残液mol数约为10.56mol，在高温时残液完全汽化，瓶内总摩尔数为n12mol。据气态方程得：T474。12-8 因气体易扩散，故气体燃料与空气混合充分，容易完全燃烧，与固体燃料相比有较高的能量利用率。气体燃料便于（管道）运输，使用方便（易点燃，易熄灭），且清洁卫生。固体煤中含有硫、氮等杂质，直接燃煤、煤球或煤饼会产生大量二氧化硫、氮氧化物（NOx）、粉尘等，造成大气污染，住宅环境也烟灰满天，厨房空气的污染则更严重。（1）从表中可知，在诸温下未能汽化的残液，主要是沸点相对较高的戊烷和戊烯。此两物在空气中较易浑发成气体，当这些气体在室内达到一定比例后，如遇明火，就会引发火灾，所以不可取。（2）气虽“用完”，在常温下（取300K）瓶内仍有1个大气压较迟汽化的丁烷和丁烯为主的残气，其摩尔数应是：n1.44mol。残液mol数约为10.56mol，在高温时残液完全汽化，瓶内总摩尔数为n12mol。据气态方程得：T474。