高中化学竞赛辅导练习参考答案与解析.docx
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高中化学竞赛辅导练习参考答案与解析
高中化学竞赛辅导练习参考答案与解析
第一章元素与化合物
第一节卤素
一.1.IO3-十5I-+6CH3COOH===3I2+6CH3COO-+3H2O
2.KI在潮湿空气里,在阳光的作用下会被空气氧化而产生紫黑色固体(或紫色蒸气),而KIO3不被空气氧化。
4I-+O2+2H2O===2I2+4OH-
二.l.
(1)主要反应:
I2+2KClO3==2KIO3+C12↑
(2)可能的副反应:
C12+H2O(冷)==HClO+HCl
C12+H2O==2HCl+1/2O23C12+3H2O(热)==HClO3+5HCl
I2+5Cl2+6H2O==2HIO3+10HCl
一步:
I2+5H2O2
2HIO3+4H2O
二步:
2HIO3+K2CO3==2KIO3+CO2↑+H2O
2.使氧化生成的I2再还原为碘化物
I2+2S2O32-==S4O62-+2I-
三.3I2+6OH-===IO3-+5I-+3H2O
S2O32-+4I2+10OH-===2SO42-十8I-+5H2O
S2O32-+2H+===SO2↑十S↓+H2O
4I-+O2+4H+===2I2+2H2O
四.加入过量KI生成I3-离子以减少I2挥发
1.在强酸性溶液中S2O32-遇酸分解,且I-易被空气氧化:
(反应略);在碱性溶液中:
S2O32-+4I2+10OH-===SO42-+8I-+5H2O
3I2+6OH-===IO3-+5I-+3H2O
上述到反应的发生,使定量反应难以准确.
2.前者,I2与S2O32-的反应速度大于I2与OH-的反应速度;后者,S2O32-与I2的反应速度大于S2O32-与H+的反应速度。
五.I2(反应略)
七.ACaF2BH2SO4CHFDNaFENaHF2
九.紫2I-+CI2===I2+2CI-
棕紫2Br-+Cl2===Br2+2Cl-
棕红色I2+5Cl2+6H2O===2IO3-+5Cl-+12H+
十.AAgNO3BAgClC[Ag(NH3)2]ClDAgBr
ENa3[Ag(S2O3)2]FAglGNa[Ag(CN)2]HAg2S(反应略)
十三.1.该固体一定含钠和碘,使煤气灯火焰显黄色表明钠的存在;不溶于NH3,而溶于强络合剂CN-或S2O32-的黄色银盐一定是碘化银。
2.反应
(1)~(4)表明该化合物是碘的含氧酸的钠盐。
因其溶液呈中性,推测该晶体为NaIO3或NaIO4(略)
3.(反应略)
4.NaIO4
十六.1.C的化合价为+2,N的化合价为-3;第一个反应是氧化还原反应,K2CO3中的C是氧化剂。
获得2个电子;C为还原剂,释放出2个电子。
2.(l)因为是固体与固体反应,增大表面接触率;
(2)避免副反应发生:
2KHS==K2S+H2S
(3)不能说明,因HCN是易挥发物.
3.制备HCN的反应:
KCN+KHS===K2S+HCN
十七.O2、HF、H2O2、OF2F2+2OH-===2F-+OF2+H2O
十八.KClO3+H2C2O4===K2CO3+2ClO2+CO2↑+H2O冷凝;V型;因为它是奇电子化合物(分子中含有奇数电子)
十九.I2O5+5CO===5CO2+I2IO(IO3)、I(IO3)3
二十.1.H—O—FH+1O0F-1H2+O2+F2===2HOF
2.Q=-103.5kJ/mol
3.不稳定的原因在于分子中同时存在电中性的氧原子、极化作用强的带正电荷的氢原子和带负电荷的氟原子。
2HOF→2HF+O2Q=-169kJ/nol
4.分解产物是H2O2(反应略)
二十一.首先,电解KCl水溶液制取KOH和Cl2;然后KOH与Cl2在加热条件下生成KClO3和KCl;再利用KCl和KClO3的溶解度差别,在水中重结晶提纯KClO3。
(反应略)
二十二.1.1.00L干气体通过KI溶液时,其中Cl2和O3均氧化KI使转化为I2,但O3氧化KI后自身被还原为O2,从反应式可见lmolO3氧化KI后自身还原成lmolO2,所以,1.00L干气体通过KI溶液后体积缩小值(1.00-0.98=0.02)全部是混合气体中Cl2的所占体积。
与I2作用所耗Na2S2O3的量,则是混合气体中Cl2和O3的量之和。
Cl2、O3占混合气体的百分含量分别是:
C12:
2%;O3:
1%
2.PH值变大。
因O3氧化I-时消耗H+(或答O3氧化I-时产生OH-)。
O3+2I-+H2O==O2+I2+2OH-
二十四.1.80Se,78Se
2.有偶数中子的核素一般比有奇数中子的核素的丰度大。
3.粒子C是单电荷阴离子,
4.
3Se+4HNO3+H2O===3H2SeO3+4NO↑H2SeO3+2RbOH===Rb2SeO3+2H2O
Rb2SeO3+O3==Rb2SeO4+O2
5.BrO4-具有很强的氧化性,但因BrO4-形成的很少,其氧化性不能充分表现出来:
6BrO4-+14Cr3++25H2O===7Cr2O72-+3Br2+50H+
BrO4-+7Br2+8H+===4Br2+4H2O
6BrO4-+7I-+6H+===3Br2+7IO3-+3H2O
第二节氢与氧
二.1.(略)
2.CFCl3和CF2Cl2在高空(O3层上边缘)200nm紫外光照射下分解放出Cl原子,促进O3分解;(略)
3.因燃料燃烧时尾气中有NO,处于O3层下边缘,可促进O3分解:
(略)
六.1.过氧化合物含有过氧离子O22-(O-—O-)例如:
H2O2、BaO2、Na2O2、H2S2O8、CrO5、[VO2+]等。
2.用适当的酸使过氧化钙分解,生成过氧化氢,测定H2O2的方法是:
(l)高锰酸盐的方法:
(反应略)
(2)碘量法:
(反应略)
3.
(1)[Cr(H2O)6]Cl3+4NaOH===Na[Cr(OH)4(H2O)2]+3NaCl+4H2O
Na[Cr(OH)4(H2O)2]+3H2O2+2NaOH===2Na2CrO4+12H2O
(2)2MnO4-+5H2O2+6H3O+===2Mn2++5O2↑十14H2O
第三节硫
一.1.2.(如下表所示)
3.
(1)Cl-,Br-,I-
(2)SO42-(3)F-
(4)2MnO4+5HSO3-+H+===2Mn2++3H2O+5SO42-
Ba2++SO42-===BaSO4
(5)2Cu2++4I-===2CuI(S)+I2
4.SOClBr和SOBr2
5.SOClBr
6.SOClBr+2H2O===HSO3-+Cl-+Br-+3H+
三.1.多硫化物;
2.3S+6OH-==SO32-+2S2-+3H2O;
S+SO32-==S2O32-S+S2-==S22-或(X-1)S+S2-==Sx2-
3.(2x+2)SO2+2Sx2-+(4x-2)OH-==(2x+1)S2O32-+(2x-1)H2O
6SO2+2S22-+6OH-==5S2O32-+3H2O
四.A可与H2和O2反应说明A为非金属单,B和C分别是A的不同氧化数的氧化物,其盐G可与单质A化合生成H,H遇酸D可分解为A、B和D的钾盐,又A的简单阴离子可与A化合,且产物遇酸分解为单质A、A的简单阴离子和D的钾盐。
据此可判断A为单质硫。
A.SB.SO2C.SO3D.H2SO4E.K2SO4F.K2S2O8G.K2SO3H.K2S2O3I.H2SJ.K2SK.K2SxL.K2S4O6
五.由示出的化学式知,X、Z可能是B元素含氧酸的多酸盐(或连多酸盐)或代酸盐,而短周期元素能形成多酸盐的有硼、硅、磷、硫,能形成连多酸盐或代酸盐的只有硫.其次,X、Z中B、C的质量比(即原子数比)相同,只有可能是硅的多酸盐(如单链的[SiO3]n2-和环状的[SinO3n]2-或硫的代酸盐和连多酸盐等(如Na2S3O3、Na2S4O6)。
再根据X与盐酸的反应,并通过组成的质量分数进行计算。
可判断X为Na2S3O3、Z为Na2S4O6。
六.1.3Na2S+As2S5==2Na3AsS4
2.Na2S+SnS2==Na2SnS3
3.Na2S2+SnS==Na2SnS3
七.1.三角锥形;sp2;不等性
2.CaSO3+2PC15===CaC12+2POCl3+SOC12
3.CH3CH2OH+SOCl2==CH3CH2Cl+SO2↑+HCl↑
4.MCln·xH2O+xSOCl2===MCln+xSO2↑+2xHCl↑
5.氯化亚砜与醇、水分子中的羟基作用,生成SO2和HCl;反应中的其它产物都是气体而逸出;可在真空中蒸馏而赶掉。
八.ABaCl2;BAgNO3CAgCl;DBa(NO3)2EAg(S2O3)23-FBaSO4GBaSHAg2S(略)
十二.1.
(1)
(2)
2.
(1)H3PO3+2NaOH===Na2HPO3+2H2O
(2)H3AsO3+3NaOH===Na3AsO3+3H2O
3.H3PO3与盐酸不反应,H3AsO3与盐酸反应:
As(OH)3+3HCl===AsCl3+3H2O
第四节稀有气体
二.所谈的气体是氩。
雷利(Rayleigh,J.W.S)和拉姆赛(BamsayW.)用光谱法发现了惰性(稀有)气体氦、氖、氩、氪、氙。
20世纪60年代初制得了这些元素中氙的稳定化合物。
如氟化氙XeF2、XeF4、XeF6;氧化物XeO3、XeO4及其衍生物XeOF4。
可表示它们性质的反应式为:
3XeF4===2XeF6+Xe
2XeF2+2H2O===2Xe+O2+4HF
XeO3+6KI+HCl===Xe+3I2+6KCl+3H2O
XeO4+2Ba(OH)2===Ba2XeO6+2H2O
三.XeF2(mol)%=25%
XeF4(mol)%=75%
第五节氮族
二.N2O4自偶电离N2O4
NO++NO3-,Cu与N2O4反应失电子给NO+,放生成NO和Cu(NO3)2。
A、B分别为NO2和NO,C为HNO2。
Co(NH3)62+易被氧化为Co(NH3)63+,D、F分别是含—NO2-和—ONO-配体的Co(Ⅲ)的配离子。
1.N2O4+2N2H4===3N2+4H2O
2.N2O4中N采取sp2杂化,5个σ键(一个N—N键,4个N—键),一个
键。
3.Cu+2N2O4===Cu(NO3)2+2NO↑
4.D为[Co(NO2)(NH3)5]2+一硝基·五氨合钴(Ⅲ)配离子
E为[Co(ONO)(NH3)5]2+一亚硝酸根·五氨合钴(Ⅲ)配离子
四.从NH4+的质子传递考虑,酸根接受H+的能力将影响接盐热分解温度。
1.NH4Br比NH4Cl热分解温度更高;
NH4H2PO4比(NH4)3PO4热分解温度更高。
2.2NH4Cl+Fe===NH3↑+FeCl2+H2↑
2NH4Cl+FeO===NH3↑+FeCI2+H2O
3.若HA有氧化性,则分解出来的NH3会立即被氧化。
如:
NH4NO3===N2O+2H2ONH4NO2===N2↑+2H2O
十一.火柴本身包含有氧化剂与还原剂,而普通灭火器的作用是意图隔离可燃物与氧气接触,因而成效不佳;猛烈爆炸的主要原因可能是硝酸铵受强热急速分解造成的。
十四.1.3NH2-+NO3-===N3-+3OH-+NH3
2NH2-+N2O===N3-+OH-+NH3
2.N3-中N的氧化数为-1/3,N原子均采取sp杂化。
N3-的等电子体物种如CO2、N2O。
3.HN3:
按稀有气体结构计算各原子最外层电子数之和n0=2+3×8==26,而各原子价电子数之和nv==1+3×5=16,故成键数为(26一16)/2==5,孤对电子的对数为(16-5×2)/2==3(对)。
HN3的共振结构:
由于N(a)-N(b)键级为1.5,而N(b)-N(c)键级为2.5,故N(a)-N(b)的键长要比N(a)一N(c)的长。
4.离子型叠氮化物虽然可以在室温下存在,但在加热或撞击时分解为氮气和金属(不爆炸),故可作为“空气袋”。
5.可用物理吸附法或化学反应法,如用分子筛吸附氧;用合成载氧体吸氧或用乙基蒽醇与氧反应生成H2O2等,随后再放出氧。
十六.同温同压下,气体体积比等于物质的量比,故n(NF3):
n(NO)=3:
23NF3+5H2O===2NO+HNO3+9HF
二十.1.nH3PO4==Hn+2PnO3n+1+(n-1)H2O
nH3PO4==(HPO3)n+nH2O
2.如右图所示
3.多磷酸根是一种强络合剂,能络合水中的Ca2+、Mg2+,使洗衣粉不怕硬水,所以多磷酸钠起到软化水的作用(软水剂)。
4.洗衣废水中含磷酸盐,在江河湖水中积累成“肥水”,造成污染。
二十一.1.Ca5(PO4)3F+5H2SO4===5CaSO4+3H3PO4+HFCa5(PO4)3F+7H3PO4===5Ca(H2PO4)2+HF
2.SiO2+2Ca5(PO4)3F+H2O==3Ca3(PO4)2+CaSiO3+HF↑
3.A与B不等同,A的肥效高于B。
因为晶型的转变是在微粒的不断运动中进行,需要一定能量;α态在固体慢慢冷却过程中,通过微粒的运动逐渐变为β态。
若采取用水急冷的办法,水吸收大量热能,α态来不及转变为β态。
二十二.Na2CO3溶液与金属盐溶液反应可能生成正盐(Mn+=Ca2+、Sr2+、Ba2+、Mn2+、Ag+等)。
碱式盐M2(OH)2CO3(M2+=Mg2+、Be2+、Fe2+、Co2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+等)或氢氧化物M(OH)3(M3+=Fe3+、Cr3+、AI3+)。
限于中学生知识水平,可设D(即ACl2)与Na2CO3溶液反应析出的F为ACO3。
金属磷化物和酸反应生成的PH3(燃点39℃)中含有少量P2H6,后者在空气中自燃生成P4O10和H2O。
A为Ca。
二十四.P2S5+8H2O===2H3PO4+5H2S
2H3AsO3+3H2S===As2S3↓+6H2O
二十五.As2O3+6Zn+12HCl===2AsH3+6ZnCl2+3H2OAsH3===2As+3H2
二十六.2As2S3+9O2==2As2O3+6SO2
2As+3H25O4(热、浓)==As2O3+3SO2↑+3H2O
As2O3+6Zn+6H2SO4==2AsH3+6ZnSO4+3H2O。
AsH3==2As+3H2
二十七.1.BiCl3+H2O==BiOCl↓+2HCl
2.不同意。
BiOCl中的Cl呈-1价,而次氯酸盐中Cl为+l价。
3.将BiCl3固体溶于少量浓盐酸中,再加水稀释。
4.BiCl3与Cl-生成BiCl63-等配离子。
二十八.根据元素X的氧化态变化情况可推断其为ⅤA族元素,再由X(V)的强氧化性,知X为铋。
1.X为铋,Bi其电子构型为:
[Xe]4f145d106s26p3
2.根据理想气体状态方程式得:
T==1883K时,M=464.9g/mol
Bi的原子量为208.98。
在沸点1883K时以Bi2(g)型体存在;
T==2280K时,M=209.75g/mol
T==2770K时,M=208.7g/mol
故在沸点以上时以Bi(g)状态存在。
(略)
3.2Bi+6H2SO4===Bi2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
Bi+4HNO3===Bi(NO3)3+NO↑+2H2O
4.BiC13+KCl===KBiCl4
BiC13+KCl===KBiCl4
Bi2(SO4)3+K2SO4===2Kbi(SO4)2
正八面体Bi以sp3d2杂化轨道成键
5.Bi(NO3)3+H2O==BiONO3↓+2HNO3
BiCl3+H2O===BiOCl↓+2HCl
6.5NaBiO3+2Mn2++14H+===2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O
7.2Bi3++3HSnO2-+6OH-===2Bi+3HSnO3-+3H2O温度高时,HSnO2-发生自氧化还原,析出黑色Sn。
8.(-)Pt,H2∣HCl∣BiCl3,Bi(+)
第六节碳硅硼
三.1.硝酸是氧化剂,氢氟酸是配合剂;
2.不能代替,因为氯离子不能与硅形成稳定的配合物。
3.(l)Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2
(2)Si+2NaNO3+2NaOH=Na2SiO3+H2O+2NaNO2
四.1.
(1)Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑
Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+SiO2·H2O↓
(2)反应
(1)在高温条件下由于SiO2的难挥发性而易进行;反应
(2)可在溶液中进行,因为H2CO3的酸性强于H2SiO3
2.如下所示
五.1.①2;2;9;2;2;4;1②2;14;1;2;6;14;4;1③4;6;11;2;2;6;4;3
2.碳酸较硅酸酸性强,强酸可取代弱酸。
3.铝在岩石中主要以共价形式存在。
4.浓度×(10-4mol/L):
Na+:
1.52;Ca2+:
0.60;Mg2+:
0.45;K+:
0.35;HCO3-:
3.05;SO42-:
0.26;Cl:
0.40;H4SiO4:
1.90
六.SinH2n+2;较低
七.1.
2.
八.1.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)4-十H+,一元酸。
九.1.碳
2.Na2B2O7+2CO(NH2)2===4(BN)3+Na2O十4H2O+2CO2
3.根据等电子原理,α—(BN)3与石墨的性质相近,因而α—(BN)3与石墨的结构相同,为层状结构,图示如右:
β—(BN)3与金刚石的性质相近,因而它具有与金刚石相同的结构。
图示如右:
十.
2.如右图所示:
3.B17.5%C82.5%
第七节碱金属与碱土金属
五.1.Rb2CO3+2C===3CO↑+2Rb↑
3Fe+2Na2CO3===Fe3O4十2CO↑十4Na↑
3Fe+4NaOH===Fe3O4+2H2↑十4Na↑
Na+KCl==NaCl+K↑
2.金属的标准电动序只是对于一定浓度(lmol/L)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,电动序与本试题无关。
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)
六.天青石为SrSO4,此即F,与碳高温作用后形成SrS。
可溶于Na2S2O3溶液的淡黄色沉淀C可能是AgBr,再经E转化为H等反应可得以证实。
ASrBr2BAgNO3CAgBrDSr(NO3)2,ENa3[Ag(S2O3)2]FSrSO4GSrSHAg2S
七.1.(略)
2.6:
5Al3+略过量,有利于生成CO2。
3.不妥。
由lmolCO32-转化为lmolCO2需2molH+,H+由Al3+反应提供,今Al3+量不变,只能生成HCO3-,没有CO2,喷不起来。
4.不妥。
Al2(SO4)3和表层NaHCO3固体生成Al(OH)3后,阻碍反应的进行。
九.1.启普发生器和洗气瓶;2.水浴;3.加入粉状NaCl是为了降低NH4Cl的溶解度;冷却促进NH4Cl析出,提高产率;采用冰盐冷冻剂冷却。
第八节铝
一.固体物质由无水氯化铁和无水氯化铝组成;无水氯化铝晶体;升华;潮解;氯化氢
二.1.NaOH;NaOH溶液可溶解SiO2而使被其包藏的金属铝释放出来,而盐酸不与SiO2作用。
2.(略)
3.
4.饱和水蒸气占据一定体积,使实测气体体积变大;通过换算扣除水蒸气体积(或先干燥再测体积)。
三.(NH4)2Al2(SO4)4+8NH4HCO3==
4(NH4)2SO4+2NH4Al(OH)2CO3+6CO2↑+2H2O(略)
四.1.+3惰性电子对
2.能
3.碱性
4.低
第九节锡与铅
一.金属锡发生碎裂;常温条件下稳定存在的白锡,在低温时转变成灰锡,体积骤然膨胀致使碎裂。
二.2PbO·PbO2Pb3O4+4HNO3===2Pb(NO3)2+PbO2↓十H2OPbO2是酸性氧化物
四.从E的溶解度随温度变化及J、I的性质,可推测可能含铅元素。
APb3O4BPbO2CPbODPb(NO3)2EPbCl2FCl2GO2HK2Pb(OH)6IPb(Ac)2JPbS
五.无色溶液通人H2S有黑色沉淀,且可被H2O2氧化成白色,可初步判断是含Pb2+的溶液。
APb2O3BPb(NO3)2CPbO2DPbSEPbSO4
六.PbSO4+H2SO4===Pb(HSO4)2,Pb(HSO4)2易溶;
PbCI2+2CI-===PbCl42-
碘分子电离I2
I+十I-
第十节铜与锌
四.1.3Cu+2K2Cr2O7+12(NH4)2CO3===2[Cu(NH3)4]CO3+[Cu(NH3)4](HCO3)2+2[Cr(NH3)6](HCO3)3+2KHCO3+7H2O
2.低于283K,加NaOH使NH3更易成NH3,促进配合,和产物中HCO3-结合,使平衡右移。
3Cu+K2Cr2O7+12(NH3)2CO3+10NaOH===3[Cu(NH3)4]CO3+[Cr(NH3)6]2(CO3)3+K2CO3+5Na2CO3
五.本题的答案可以有几种,这里只列一解。
A可为CuSO4,B可循为金属钠,C可为Ca或Ba,D为Cu(OH)2、CuO、Cu、CuS(也可能有S),E为Cu(OH)2、CuO、Cu、CuS、CaS、CaSO4或BaSO4(可能有S);F为CaSO4或BaSO4。
第十一节钛钒锰铬
一.V2O5+H2SO4==(VO2)2SO4+2H2O
V2O5+6HCl==2VOCl+2Cl2+3H2O
V2O5+2NaOH==2NaVO3+H2O
二.先根据滴定数算出Me的摩尔质量范围,再根据题述性质进行判断。
V2O4.86
三.该题为一综合分析型试题。
目前二氧化钛的工业制法有硫酸法和氯化法,两种方法所采用的原料、工艺条件、生产流程和设备都不相同。
本题要求对二氧化钛的两种生产方法有全面了解,不仅涉及物理变化、化学变化、化学反应及化学反应方程式等基本概念,还牵扯到工业生产流程及环境保护和三废处理等问题。
因而,要求学生有较宽的知识面,具有对采
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