【化学竞赛试题】2001-2010年十年化学赛题重组卷13 （元素化学d、ds区元素）

2001-2010年十年化学赛题重组卷13 元素化学（d、ds区元素）【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。Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo1.008Zr NbMo Tc RuRhPdAgCdInSnSbTe I Hf TaW Re OsIrPt AuHgTl PbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLaLu-6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.322322644.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6210210210 126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrXeRn元素周期表RfDbSgBhHsMt第1题（5分） 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。1M的元素符号是 。2M的最重要矿物的化学式是 。3M的三种常见化合物是 、 和 。第2题（6分）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，正中有一个直径不到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：亲水性的硅胶、氯化钙、固体酸H8Si(Mo2O7)628H2O、CuCl22H2O和PdCl22H2O（注：橙红色为复合色，不必细究）。2-1 CO与PdCl22H2O的反应方程式为： 。2-2 题2-1的产物之一与CuCl22H2O反应而复原，化学方程式为： .2-3 题2-2的产物之一复原的反应方程式为： 。 第3题（6分）下图摘自一篇新近发表的钒生物化学的论文。回答如下问题： 3-1 此图钒化合物的每一次循环使无机物发生的净反应（的化学方程式）是： 3-2 在上面的无机反应中，被氧化的元素是 ；被还原的元素是 。 3-3 次氯酸的生成被认为是自然界的海藻制造CCl键的原料。请举一有机反应来说明。 3-4 试分析图中钒的氧化态有没有发生变化，简述理由。 第4题（10分） 某不活泼金属 X在氯气中燃烧的产物Y溶于盐酸得黄色溶液，蒸发结晶，得到黄色晶体Z，其中 X的质量分数为50。在500mL浓度为0.10mol/L的Y水溶液中投入锌片，反应结束时固体的质量比反应前增加4.95g。X是 ；Y是 ；Z是 。(写化学式）推理过程如下：第5题 （7分） 已探明我国锰矿储量占世界第三位，但富矿仅占6.4%，每年尚需进口大量锰矿石。有人设计了把我国的菱锰矿（贫矿）转化为高品位“菱锰矿砂”的绿色工艺。该工艺首先将矿砂与硫酸铵一起焙烧，较佳条件是：投料比m(NH4)2SO4/mMnCO31.5；焙烧温度450oC；焙烧时间1.5 小时。 5-1 写出焙烧反应方程式： 5-2 其次，将焙烧产物转化为高品位的“菱锰矿砂”，写出反应方程式：5-3 若焙烧温度过高或时间过长，将导致什么结果？ 5-4 从物料平衡角度看，生产过程中是否需要添加(NH4)2SO4？说明理由。 第6题 ( 11分) 把红热的玻棒插入橙红色固体A中，A受热后喷射出灰绿色粉末B和无色无味气体C。镁在C中加热生成灰色固体D。B在过量的NaOH溶液中加热溶解，得到绿色溶液E。将适量H2O2加入E中，加热，得到黄色溶液F。F酸化后变为橙色溶液G。向G中加入Pb(NO3)2溶液，得到黄色沉淀H。6-1 写出A、B、C、D、E、F、G和H的化学式。 A B C D E F G H 6-2 写出由E转变为F，F转变为G，G 转变为H的离子方程式。E转变为F F转变为G G 转变为H 6-3 A中的金属元素M可以形成MO2和ZnM2O4, 它们均为磁性材料，广泛用于制作磁带和磁盘。分别写出MO2和ZnM2O4中M的价电子组态。 6-4 A中的金属元素M可以形成不同形式的羰基化合物或者羰基阴离子，按照18电子规则画出Na2M2(CO)10的阴离子结构，指出M的氧化态。第7题（18分）用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应可以写成：CuFeS2SiO2O2CuFeSiO3SO2 事实上冶炼反应是分步进行的。黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁；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；硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜；硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。7-1 写出上述各个分步反应（，）的化学方程式。 7-2 给出总反应方程式的系数。 7-3 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。7-4 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CuSO45H2O，成本降低了许多。实验结果如下：沸腾炉温度/560580600620640660生成物水溶性Cu/%90.1291.2493.5092.3889.9684.23酸溶性Cu/%92.0093.6097.0897.8298.1698.19酸溶性Fe/%8.566.723.462.782.372.28回答如下问题：（1）CuFeS2和O2主要反应的方程式为 （2）实际生产过程的沸腾炉温度为 600620。控制反应温度的方法是（3）温度高于600620生成物中水溶性Cu（%）下降的原因是第8题（12分）已知在K2CrO4的溶液中存在着如下的平衡：2CrO42 + 2H+ Cr2O72 + H2O， 平衡常数 K=1014 8-1浅黄色难溶化合物BaCrO4和过量的硫酸作用后，能产生白色沉淀，则有关的离子方程式为： 8-2 向K2Cr2O7溶液中加入Pb(NO3)2并充分搅拌后，溶液的pH明显降低，其原因是： 8-3 用0.05mol K2Cr2O7配制成1 L K2CrO4溶液，其中Cr2O72的浓度小于105mol/L。则配制时除K2Cr2O7、H2O外还用到的试剂是： ，溶液的pH应： 8.5 (填大于、等于或小于多少)。8-4 在碱性(c OH = 1 mol/L)介质中铬和过氧化氢分别有如下的元素电势图： 指出把H2O2写成HO2的原因。若向KCr(SO4)2溶液中，加过量的NaOH和过量的H2O2，写出HO2参与反应的离子方程式为： 第9题（共9分） 一种硫酸铜(II)溶液含CuSO4质量百分数15.00%，其密度为1.169 g/mL，取25.00 mL该溶液，往其中加入过量浓氨水，生成一种深蓝色溶液。冷却该溶液析出深蓝色沉淀，过滤、干燥后得到6.127 g深蓝色固体。取0.195 g该固体产物，用0.1036 mol/L的HCl标准溶液测定其中NH3含量，共消耗30.63 mL HCl溶液。取0.150 g 该固体用0.0250 mol/L 的EDTA 溶液滴定测定其中铜（II）含量，耗用EDTA溶液24.43 mL，将0.200 g该固体在 110温度下加热脱水得到0.185 g 的无水产物。9-1计算在原始CuSO4溶液中Cu2+ 的物质的量浓度，25.00 mL该溶液中含Cu2+ 的物质的量； 9-2 计算所制得的深蓝色化合物中，NH3, Cu2+, H2O, SO的质量百分含量； 9-3 依据（2）中计算结果，确定化合物的化学式。第10题（共8分） 向含有Fe2的溶液中加入NaOH溶液后生成蓝绿色沉淀，该沉淀在空气中放置一段时间后变成棕色，过滤后，用盐酸溶解棕色沉淀得黄色溶液。用离子方程式解释下列各实验现象：10-1 向该黄色溶液中加入几滴KSCN溶液则溶液立即变红；10-2 往该红色溶液中通入SO2则红色消失；10-3 向此溶液中再滴入KMnO4溶液，则KMnO4紫色褪去；10-4 最后加入黄血盐（K4 Fe(CN)6）溶液时,生成蓝色沉淀。 第11题（ 8分）NiO晶体为NaCl型结构，将它在氧气中加热，部分Ni将氧化为Ni3+,成为NixO(x1)。今有一批NixO，测得密度 r 为6.47gcm-3,用波长=154pm的X射线测得立方晶胞衍射指标为111的衍射角=18.71。（Ni的原子量为58.70） 11-1 计算NixO的立方晶胞参数a 11-2 计算x值，并标明Ni的氧化数的化学式 11-3 Ni晶体中，O2-的堆积方式怎样？Ni在堆积中占据那种空隙？占有率多少？ 4