高中化学竞赛试题元素化学部分精选.docx

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高中化学竞赛试题元素化学部分精选

高中学生化学竞赛预赛试题—元素及化合物

一、（2008第1题）（8分）每一方框中的字母代表一种反应物或生成物，产物J是含A元素的胶状白色沉淀，I为NaCl溶液，D是淡黄色固体单质，B是黄绿色气体。

试填写下列空白：

1—1L的化学式为：

1—2F的化学式为：

1—3写出J受热分解反应的化学方程式：

1—4H和G之间反应的化学方程式：

二、（2008第2题）（13分）从某物质A的水溶液出发有下图所示的转化关系：

回答下列下列问题：

2—1写出C、D、E的化学式：

CDE

2—2检验B溶液中阴离子的实验操作和实验现象是：

。

2—3写出下列反应的离子方程式：

①A+足量的NaOH溶液

②C、D按体积比1：

1通入水中：

③A+H2O2：

三、（2008第7题）（9分）讨论下述两个实验

7—1为证实乙醛与新制氢氧化铜反应生成红色沉淀中有Cu2O和Cu（已知Cu2O是碱性氧化物；酸性条件下易发生自氧化—还原反应；空气中灼烧转变成CuO），设计了以下实验方案：

方案Ⅰ：

取红色沉淀于足量稀硝酸中，观察溶液的颜色；

方案Ⅱ：

取红色沉淀于足量稀硫酸中，观察溶液中是否有沉淀；

方案Ⅲ：

称取ag红色沉淀，在空气中反复灼烧至恒重，称取灼烧后产物，质量为bg,比较a和b的大小关系；

（1）合理的方案是；

（2）按所选方案实验所需要的主要仪器有（答三种）；；

7—2有人设计了以下实验装置进行红色沉淀中Cu的含量测定

（1）该实验必须测量的物理量是：

；

Ⅰ：

氢气的体积；Ⅱ：

反应前红色沉淀的质量；Ⅲ：

反应前干燥管的质量；Ⅳ：

锌粒的质量；Ⅴ：

反应后干燥管的质量

（2）分别用a,b,c……代表测得的物理量，列出Cu的质量分数表达式：

（相对原子质量取整数）

四、（2006一）（16分）硝酸工业在国民经济、国防工业和航天事业中占有重要地位。

随着化学纤维、近代有机合成、火箭、导弹等工业的迅速发展，需要使用大量的硝酸。

工业生产中用铂系金属作为催化剂用氧将氨氧化制取硝酸。

1-1用化学反应式表示出在铂铑合金催化下由氨氧化制备硝酸的化学过程。

计算出理论产率。

（4分）

1-2含量为95%—100%的硝酸不能直接由稀硝酸蒸馏而获得。

制取95%—100%的硝酸，工业制备方法之一是在68%的硝酸中加入某种脱水剂，然后通过精馏或蒸馏来获得。

（1）不能直接由稀硝酸蒸馏而获得95%—100%硝酸的原因是

。

（2分）

（2）工业上常用的脱水剂是硝酸镁。

将80%硝酸镁溶液加入稀硝酸中后形成Mg（NO3）2—H2O—HNO3的三元混合物体系。

再通过蒸馏可得到95%—100%的浓硝酸。

其原因是

。

（2分）

1-3.Raman光谱证实纯硝酸中存在水分子，凝固点降低法的测定结果也表明水分子处于非离解状态。

写出纯硝酸中产生水的反应方程式。

（2分）

1-4.浓硝酸和浓硫酸的混合酸是有机合成中常用的硝化剂。

写出浓硝酸和浓硫酸混合后的反应方程式。

（2分）

1-5.工业上用稀硝酸和氨气为原料，经过中和反应、溶液蒸发、结晶或造粒等步骤制备出硝酸铵。

硝酸铵在常温下是稳定的，受热后开始分解，温度不同，分解所得主产物不同。

（1）写出制备过程中发生中和反应时涉及到的共轭酸碱对。

（2分）

（2）写出473K和573K时硝酸铵的热分解反应方程式。

（2分）

五、（2006二.）（14分）由重铬酸钠（晶体或浓溶液）同浓硫酸（或发烟硫酸）反应能得到一种暗红色针状晶体A，如果重铬酸钠中含有NaCl，随温度升高水分减少还能生成一种红色气体B。

将A熔融并加热到523K以上得到C。

灼烧后的C不溶于酸，但可以用熔融法将其转化,例如C与KHSO4共融能得可溶性的D。

向D的溶液中加入适量的NaOH溶液则沉淀出灰蓝色的胶状物质。

该物质具有两性。

电解A的硫酸溶液，可得到E。

E在空气存在下溶于稀盐酸生成F，在F的酸溶液中加入乙酸和锌粉，沉淀出一种溶解度较小的G。

表征证明G具有含结晶水的二聚结构，。

2-1写出A、B、C、D、E、F、G的分子式。

（7分）

2-2写出生成A、B和D的反应方程式。

（3分）

2-3写出灰蓝色胶状物质与稀盐酸和氢氧化钠的反应方程式。

2分

2-4写出F的结构式。

（2分）

六、（2005一）、（13分）

化合物A是一不溶于水的暗红色固体，它能溶于硝酸生成浅粉色的溶液B，将B与浓HNO3和KClO3共煮沸生成MnO2棕色沉淀，将MnO2与NaOH和Na2O2共熔转化为暗绿色化合物C，C可溶于盐酸溶液生成紫红色溶液D及少量MnO2，将MnO2加入酸性H2O2溶液中有气体E产生，同时生成溶液B，在溶液B中加入少量NaOH溶液生成白色沉淀F，F很快转变为褐色沉淀G，回答下列问题：

1．A、B、C、D、E、F、G各是什么物质，写出分子式。

（7分）

2．写出MnO2在酸性条件与H2O2反应及在碱性条件与Na2O2反应的方程式。

（4分）

3．D的阴离子空间构型为。

（2分）

七、（2005二）（14分）

1．有A、B、C三种硝酸盐和一种钠盐D。

A和B中的金属元素为同族，A和D的水溶液混合可生成黄色沉淀，B和D的水溶液混合可生成白色沉淀，C和D的水溶液混合可生成黑色沉淀，在C的溶液中加入强碱立即析出白色胶状沉淀，该沉淀溶于过量的强碱中。

用铂作阳极，铜作阴极，电解D的溶液，在阳极上析出黄色沉淀。

①写出A、B、C、D的分子式。

（2分）

②写出A、B、C与D的溶液反应的离子方程式。

（3分）

③写出C与强碱溶液反应的离子方程式。

（2分）

2．物质A的水溶液加热会凝结，其最终水解产物为两性化合物B，B是生命所需的重要组成物质，经质谱分析知B的摩尔质量为89g/mol，含氧约为36％（质量分数），经红外光谱和核磁共振谱测定可知B中含有两种C－H键和一种N－H键。

①A的名称是，B的结构式为。

（每空1分）

②25℃时水溶液中B的钠盐与强酸反应结合一个质子的平衡常数为K，则B的钠盐的碱式电离常数Kb的表达式为（水的离子积常数为Kw），其共轭酸的酸式电离常数Ka的表达式为。

（每空1分）

③化合物B与铅盐（Ⅱ）的水溶液作用可得到C，此反应可以用来解释重金属中毒现象，试写出C的结构式。

（3分）

八、（2004二）、（17分）写出下列有关化学反应方程式（每个方程式2分，填空1分）

1、在H2O2作用下可实现Fe（CN）63-与Fe（CN）64-之间的相互转化，在酸性溶液中H2O2可使Fe（CN）64-转化为Fe（CN）63-；在碱性溶液里H2O2可使Fe（CN）63-转化为Fe（CN）64-。

写出以上相互转化的离子方程式。

①酸性溶液中：

_________________________________________________________________

②碱性溶液中：

__________________________________________________________________

2、哥伦比亚号航天飞机曾用金属铝粉和高氯酸铵混合物作固体燃料，当加热铝粉使其氧化可放出大量热，而使高氯酸铵分解产生大量气体作为航天飞机的推动力。

试写出相关反应的化学方程式。

①_____________________________________________________________________

②_____________________________________________________________________

消耗1mol高氯酸铵可产生_________mol的气体。

阿波罗宇宙飞船使用氢氧燃料电池为动力，电池反应为2H2+O2=2H2O，以浓KOH溶液为电解质。

写出电极反应式：

③负极_______________________________________________________

④正极_______________________________________________________

3、1982年前联邦德国达姆塔特重离子研究中心的科学家用冷态聚变法经5826Fe轰击20983Bi投篮109号元素，1984年该研究中心合成了第108号元素，它是在重离子加速器中用5826Fe轰击20982Pb产生聚变合成的。

写出含109、108号元素的核反应方程式。

在元素的左上角、左下角分别标出其质量数和质子数。

①_____________________________________________________________________________

②_____________________________________________________________________________

【知能训练】

1、解释下列事实：

（1）卤化锂在非极性溶剂中的溶解度顺序为：

LiI＞LiBr＞LiCl＞LiF。

（2）虽然锂的电离能比铯大，但

（Li＋/Li）却比

（Cs＋/Cs）小。

（3）虽然

（Li＋/Li）＜

（Na＋/Na），但金属锂与水反应不如金属钠与水反应剧烈。

2、今年5月底6月初，各地报刊纷纷转载了不要将不同品牌洁污剂混合使用的警告。

据报道，在全国各地发生了多起混合洁污剂发生氯气中毒的事件。

根据你的化学知识作出如下判断（这一判断的正确性有待证明）：

当事人使用的液态洁污剂之一必定含氯，最可能的存在形式是和。

当另一种具有（性质）的液态洁污剂与之混合，可能发生如下反应而产生氯气。

3、正高碘酸的制备是先在碱性的碘酸盐溶液中通入Cl2，得到Na2H3IO6白色沉淀；将生成的悬浮液与AgNO3作用，得到黑色的Ag5IO6沉淀，再通入适量Cl2，得到H5IO6。

写出各步反应方程式。

正高碘酸在真空中加热可逐步失水，转化为HIO4，则IO65－和IO4－的空间构型和中心原子的杂化类型分别为在HNO3酸化MnSO4溶液中加入HIO4溶液，溶液立即呈现出紫色，写出反应方程式。

4、根据元素硼在周期表中的位置，填写以下空白：

（1）BF3分子的偶极矩为零，这是由于；

（2）根据路易斯酸碱理论，氟化硼是，这是因为；

（3）正硼酸在水中有如下反应：

，故正硼酸为元酸。

5、1863年本生把碳酸铷与炭黑在1000℃以上的高温下焙烧，首次制得了金属铷。

泰纳尔与盖吕萨克把碳酸钠或苛性钠和铁的混合物在1100℃下进行焙烧分离出了金属钠。

制取金属钾的现代方法之一是基于用钠将钾从它的氯化物中置换出来。

（1）写出所述各反应的反应方程式；

（2）这些反应与这些金属在标准电动序中的位置或你所知道的关于元素的相对化学活动性的事实是否矛盾？

解释你的答案；

（3）工业上在怎样的条件下和利用怎样的设备来实现最后一种反应？

（4）提出制取金属钡的方法。

6、H2O2是一种绿色氧化剂，应用十分广泛。

1979年化学家将H2O2滴入到SbF5的HF溶液中，获得了一种白色固体A。

经分析，A的阴离子呈八面体结构，阳离子与羟胺NH2OH是等电子体。

（1）确定A的结构简式。

写出生成A的化学反应方程式。

（2）在室温或高于室温的条件下，A能定量地分解，产生B和C。

已知B的阳离子的价电子总数比C的价电子总数少4。

试确定B的结构简式，写出B中阴、阳离子各中心原子的杂化形态。

（3）若将H2O2投入到液氨中，可得到白色固体D。

红外光谱显示，固态D存在阴、阳两种离子，其中一种离子呈现正四面体。

试确定D的结构简式。

（4）上述实验事实说明H2O2的什么性质？

7、某元素A能直接与ⅦA族某一元素B反应生成A的最高价化合物C，C为一无色而有刺鼻臭味的气体，对空气相对密度约为3.61倍，在C中B的含量占73.00％，在A的最高价氧化物D中，氧的质量占53.24％。

（1）列出算式，写出字母A、B、C、D所代表的元素符号或分子式。

（2）C为某工厂排放的废气，污染环境，提出一种最有效的清除C的化学方法，写出其化学方程式。

（3）A的最简单氢化物可与AgNO3反应，写出化学方程式。

8、现有无色透明的晶体A（金属Sn的化合物），某学生做了以下一组实验：

（1）将晶体溶于水，立即生成白色沉淀，若先用盐酸酸化后再稀释，得A的澄清透明溶液。

（2）将A溶液滴入氯化汞溶液，析出白色沉淀B，令A过量时，沉淀由灰色转化为黑色的C。

（3）将氢硫酸滴入A溶液，产生棕黑色沉淀D，D能溶于过硫化铵溶液得E。

（4）取少量晶体A，用硝酸酸化后再稀释，所得之澄清液与硝酸银反应产生白色沉淀F。

（5）F溶于硫代硫酸钠溶液，得无色透明溶液G，稀释G产生白色沉淀H，放置后，沉淀颜色由白变棕，最后变为黑色的I。

请指出A为何物？

并写出以上实验各步反应的方程式。

9、氮有多种氧化物，其中亚硝酐N2O3很不稳定，在液体或蒸气中大部分离解成NO和NO2，因而在NO转化成NO2的过程中几乎没有N2O3生成。

亚硝酸也不稳定，在微热甚至常温下也会分解。

亚硝酸钠是一种致癌物质，它在中性或碱性条件下是稳定的，酸化后能氧化碘化钾生成碘和NO气体。

（1）写出亚硝酸分解的化学方程式；

（2）写出酸性溶液中亚硝酸钠和碘化钾反应制取一氧化氮的离子方程式

（3）在隔绝空气的条件下按以下操作：

先向亚硝酸钠中加入稀盐酸，片刻后再加入碘化钾溶液，这样制得的气体的平均分子量30（填“大于、小于或等于”）。

10、有一固体单质，质软。

在空气中极易燃烧，生成物溶于水，滴入紫色石蕊试液显红色。

将此溶液加热，颜色变深。

把所得溶液分为两支试管，向第一支试管中滴入少量饱和澄清石灰水，无浑浊出现，若继续滴加，出现白色浑浊，过量则产生白色沉淀。

过滤，取少量白色沉淀投入第二支试管，则沉淀消失。

试确定该单质是什么，并写出有关反应的化学方程式。

11、

（1）磷的氯化物有PCl3和PCl5，氮的氯化物只有NCl3，为什么没有NCl5？

（2）白磷在过量氯气（其分子有三种不同的相对分子质量）中燃烧时，其产物共有种不同分子。

12、有一种稀有气体化合物六铂氟酸氙XePtF6，研究报告指出：

“关于XePtF6的电价有Xe2＋[PtF6]2－、Xe＋[PtF6]－两种可能，巴特列用不可能参加氧化还原反应的五氟化碘作溶剂，将XePtF6溶解，然后在此溶液中加入RbF可得到RbPtF6；加入CsF可得到CsPtF6，这些化合物都不溶于CCl4等非极性溶剂。

”试回答：

（1）XePtF6中各元素的化合价分别是、、。

（2）XePtF6是（离子、共价）化合物。

（3）写出Xe与PtF6反应生成XePtF6的反应式。

而且O2与PtF6可发生类似反应，其反应式是，上述两反应属（）

A．均为氧化还原反应

B．均为非氧化还原反应

C．前者是氧化还原反应，后者是非氧化还原反应

13、根据下列情况写出水合金属卤化物的化学式。

（1）往此化合物溶液中加入AgNO3，得白色沉淀。

（2）此盐的氨性缓冲溶液和（NH4）2CO3作用生成沉淀，但和（NH4）2S却不生成沉淀。

（3）1mol固态盐含2～4molH2O。

（4）往1.925g此盐溶液中加过量Na2C2O4得沉淀，后者经灼烧得0.733g干的残留物。

14、有一种合金是三组分元素体系。

在空气中燃烧只生成白色的氧化物，或者说可以看成是两种含氧酸盐。

若将合金等分为二，第一份在足量稀硫酸中充分溶解后有Bg固体剩余；另一份投入足量的浓氢氧化钠溶液中充分溶解后，也有Bg固体剩余。

若把两种剩余的固体经高温熔化，冷却后投入水中可以产生一种在空气中自燃的气体。

推测合金中的组成元素，写出题中有关反应方程式。

15、1.0LH2S气体和aL空气混合后点燃，若反应前后气体的温度和压强都相同（20℃，1.013×105Pa），试讨论当a的取值范围不同时，燃烧后气体的总体积V（用含a的表达式表示。

假定空气中氮气和氧气的体积比为4︰1，其他成分可以忽略不计）。

参考答案：

1、

（1）非极性或弱极性溶质的溶解性可以用相似相溶原理来说明，随着F－、Cl－、Br－、I－的离子半径增大，极化率增大，LiF、LiCl、LiBr、LiI的共价键成分增强，分子的极性减弱，所以在非极性溶剂中的溶解度依次增大。

（2）

（M＋/M）与△f

（M＋，aq）有关，但从金属生成水合离子时，Li与Cs的△r

相近，可忽略二者的差异，只考虑△f

。

虽然Li在升华及电离时吸收的能量都比Cs多，但Li＋半径很小，水合热比Cs＋大得多，足以抵消前两项吸热而有余。

因此，△f

（Li＋，aq）比△f

（Cs＋，aq）更小，所以

（Li＋/Li）比

（Cs＋/Cs）小。

（3）虽然

（Li＋/Li）＜

（Na＋/Na），但Li熔点高，升华焓大，不易活化，同时Li与H2O反应的产物LiOH溶解度较小，覆盖在金属表面减缓了反应。

因此锂与水反应不如金属钠与水反应激烈。

2、ClO－和Cl－酸性ClO－+Cl－+2H+=Cl2+H2O

3、NaIO3+Cl2+3NaOH=Na2H3IO6+2NaCl

Na2H3IO6+5AgNO3+3NaOH=Ag5IO6+5NaNO3+3H2O

4Ag5IO6+10Cl2+10H2O=4H5IO6+20AgCl+5O2

IO65－正八面体sp3d2IO4－正四面体sp3

2Mn2＋+5IO4－+3H2O=2MnO4－+5IO3－+6H＋

4、

（1）B原子以sp2杂化和F形成平面正三角形结构

（2）酸，B原子有一个空p轨道，能接受电子对

（3）B（OH）3+H2O

B（OH）4－+H＋一元酸

5、

（1）Rb2CO3+2C=3CO↑+2Rb↑3Fe+2Na2CO3=Fe3O4+2CO↑+4Na↑

3Fe+4NaOH=Fe3O4+2H2↑+4Na↑Na+KCl=NaCl+K↑

（2）金属的标准电动序只是对于一定浓度（1mol·L－1）的水溶液和一定温度（25℃）下才是正确的。

非水溶液、高温、固相反应的情况下不适用。

因此，严格地说，电动序与本题无关。

比较化学活动性时应依具体条件而定。

高温下的化学活动性是由许多因素决定的。

在所给条件下，前三个反应在高温下之所以能够进行，可用Fe3O4晶格的高度稳定性和大量气体的放出（体系的熵显著增大）来解释。

（3）在高温下（约1000℃），将钠蒸气从下向上通过熔融的KCl，在塔的上部可以得到钠—钾合金。

在分馏塔中加热钠一钾合金，利用钾在高温时挥发性较大（K、Na的沸点分别为760℃和883℃），而从合金中分离出来。

这与电动序无关。

（4）铝热法：

3BaO+2Al=Al2O3+3Ba↑副反应：

BaO+Al2O3=BaAl2O4（或BaO·Al2O3）硅还原法：

2BaO+Si=SiO2+Ba↑副反应：

BaO+SiO2=BaSiO3（碳还原法制Ba，因生成BaC2而不采用）

6、

（1）A：

[H3O2]＋[SbF6]－；H2O2+HF+SbF5=[H3O2]＋[SbF6]－

（2）B：

[H3O]＋[SbF6]－；O：

sp3杂化；Sb：

sp3d2

（3）D：

NH4OOH

（4）说明H2O2既是一种酸，同时又是一种比水弱得多的碱。

7、

（1）A：

Si；B：

F；C；SiF4；D：

SiO2

（2）用纯碱溶液吸收SiF4，反应式为：

3SiF4+2Na2CO3+2H2O=2Na2SiF6↓+H4SiO4+2CO2↑

（3）SiH4+8AgNO3+2H2O=8Ag+SiO2↓+8HNO3

8、A为SnCl2SnCl2+2Cl－=SnCl42－；SnCl2+2HgCl2=SnCl4+Hg2Cl2↓；

SnCl2+Hg2Cl2=SnCl4+2Hg↓；SnCl2+H2S=SnS↓+2HCl；SnS+S22－=SnS32－；

Ag＋+Cl－=AgCl↓；AgCl+2S2O32－=Ag（S2O3）23－+Cl－；

Ag（S2O3）23－+Cl－=AgCl↓+2S2O32－；2AgCl+hv=2Ag+Cl2↑

9、

（1）2HNO2=NO↑+NO2↑+H2O

（2）2NO3－+2I－+4H＋=I2↓+2NO↑+2H2O

（3）大于

10、白磷有关反应的化学方程式为：

4P+5O2

2P2O5；P2O5+H2O（冷）=2HPO3（使石蕊试液显浅红色）

HPO3+H2O（热）=H3PO4（使石蕊试液显色更深）

第一支试管：

当Ca（OH）2不足时：

2H3PO4+Ca（OH）2=Ca（H2PO4）2+2H2O（无浑浊）

当继续滴人Ca（OH）2时：

Ca（H2PO4）2+Ca（OH）2=2CaHPO4↓+2H2O（出现浑浊）

当Ca（OH）2过量时：

2CaHPO4+Ca（OH）2=Ca3（PO4）2↓+2H2O（白色沉淀）

第二支试管：

过量H3PO4与Ca3（PO4）2反应：

Ca3（PO4）2+4H3PO4=3Ca（H2PO4）2（沉淀消失）

11、

（1）N原子最外层无d轨道，不能发生sp3d杂化，故无NCl5

（2）12种（该Cl2有两种不同原子，PCl5空间结构为三角双锥，5个N原子处于两种不同位置，种数为1+2+3+3+2+1）

12、

（1）+1、+5、－1

（2）离子（3）Xe+PtF6=XePtF6；O2+PtF6=O2PtF6；A

13、CaCl2·2H2O

14、Mg－Al－Si

2Mg+O2

2MgO；4Al+3O2

2Al2O3；Si+O2

SiO2

Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑；2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑；2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

2Mg+Si

Mg2Si；Mg2Si+2H2O=Mg（OH）2↓+SiH4↑

15、分析：

H2S在空气中燃烧时可以按下两种方式进行反应：

（1）2H2S+O2

2S+2H2O

（2）2H2S+3O2

2SO2+2H2O

当V（H

S）/V（O

）≥2/1时，按

（1）进行反应，当V（H

S）/V（O

）≤2/3时，按

（2）进行，当2/3＜V（H

S）/V（O

）＜2/1时，同时按两种方式进行反应。

在此反应条件下生成物S、H2O分别为固态和液态。

解：

若1/

≥2/1时，即a≤2.5，则V=1L+aL－（

+

）=（1+

）L；

若3/2＜1/

≤2/1时，即7.5＞a≥2.5，则V=1+a－1.5=（a－0.5）L；

若1/

≤3/2时，即a≥7.5，则V=1+a－1.5=（a－0.5）L。

所以，当a≤2.5时，V=（1+

）L；当a≥2.5时，V=（a－0.5）L

【知能训练】

1、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