高考化学竞赛试题分类汇编 无机化学Word格式.docx
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化合物A俗称“吊白块”,年产量上万吨,主要用于染色工艺,具还原性和漂白性,对热不稳定,有毒。
近年报道,我国一些不法商人违章地将A添加到米、面、腐竹、食糖等食品中增白,导致多起严重食物中毒事件,如某地曾发生五所学校400余名学生食用含A食品一次性中毒事件。
已知:
●固体A·
2H2O的摩尔质量为154g/mol;
●A的晶体结构及其水溶液的电导证实A是钠盐,每摩尔A含1摩尔钠离子。
●A在水中的溶解度极大,20℃饱和溶液A的质量分数达45%。
●A的制备方法之一是,在NaOH溶液中分甲醛与Na2S2O4(连二亚硫酸钠)反应(摩尔比1︰1),反应产物为A和亚硫酸钠。
●A在化学上属于亚磺酸的衍生物,亚磺酸的通式为RSO2H,R为有机基团。
1.画出A的阴离子的结构(简)式。
2.写出上述制备A的“分子方程式”。
3.给出A的化学名称。
6.(01年初赛)第1题(4分)
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:
7.(01年初赛)第7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。
推理过程如下:
8.(00年初赛)第7题
7.最近,我国某高校一研究小组将0.383gAgCl,0.160gSe和0.21gNaOH装入充满蒸馏水的反应釜中加热到115℃,10小时后冷至室温,用水洗净可溶物后,得到难溶于水的金属色晶体A。
在显微镜下观察,发现A的单晶竟是六角微型管(如右图所示),有望开发为特殊材料。
现代物理方法证实A由银和硒两种元素组成,Se的质量几近原料的2/3;
A的理论产量约0.39g。
1.写出合成A的化学方程式,标明A是什么。
(3分)
2.溶于水的物质有:
___________________________________。
(2分)
9.(00年初赛)第8题
8.某中学生取纯净的Na2SO3·
7H2O50.00g,经600℃以上的强热至恒重,分析及计算表明,恒重后的样品质量相当于无水亚硫酸钠的计算值,而且各元素的组成也符合计算值,但将它溶于水,却发现溶液的碱性大大高于期望值。
经过仔细思考,这位同学解释了这种反常现象,并设计了一组实验,验证了自己的解释是正确的。
1.他对反常现象的解释是:
(请用化学方程式表达)(5分)
2.他设计的验证实验是:
10.(99年初赛)第一题(12分)
12.0g含2种化合物(由常见元素组成)的近白色固体溶于过量盐酸,释放出2.94L气体(标准状态),气体密度为同温度下空气密度的1.52倍;
剩余的不溶性残渣含氧53.2%,既不溶于酸又不溶于稀碱溶液。
通过计算分别写出2种化学物质的化学式。
11.(99年初赛)第四题(12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H8[Si(Mo2O7)6]·
28H2O、CuCl2·
2H2O和PdCl2·
2H2O(注:
橙红色为复合色,不必细究)。
4-1CO与PdCl2·
2H2O的反应方程式为:
。
4-24-1的产物之一与CuCl2·
2H2O反应而复原,化学方程式为:
4-34-2的产物之一复原的反应方程式为:
12.(97年初赛)第一题
次磷酸H3PO2是一种强还原剂,将它加入CuSO4水溶液,加热到40~50℃,析出一种红棕色的难溶物A。
经鉴定:
反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物;
X射线衍射证实A是一种六方晶体,结构类同于纤维锌矿(ZnS),组成稳定;
A的主要化学性质如下:
(1)温度超过60℃,分解成金属铜和一种气体;
(2)在氯气中着火;
(3)与盐酸应放出气体。
1)写出A的化学式。
2)写出A的生成反应方程式。
3)写出A与氯气反应的化学方程式。
4)写出A与盐酸反应的化学方程式。
13.(97年初赛)第三题
用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应可以写成:
CuFeS2+SiO2+O2→Cu+FeSiO3+SO2
事实上冶炼反应是分步进行的。
(1)黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁;
(2)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;
(3)硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜;
(4)硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。
1)写出上述各个分步反应的化学方程式。
(1)
(2)
(3)
(4)
2)给出总反应方程式的系数。
3)据最新报道,有一种叫Thibacillusferroxidans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。
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CuSO4·
5H2O,成本降低了许多。
实验结果如下:
沸腾炉温度/℃
560
580
600
620
640
660
生
成
物
水溶性Cu/%
90.12
91.24
93.50
92.38
89.96
84.23
酸溶性Cu/%
92.00
93.60
97.08
97.82
98.16
98.19
酸溶性Fe/%
8.56
6.72
3.46
2.78
2.37
2.28
(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600~620℃。
控制反应温度的方法是:
(3)温度高于600~620℃生成物中水溶性Cu(%)下降的原因是:
14.(97年初赛)第四题
将固体MnC2O4·
2H2O放在一个可以称出质量的容器里加热,固体质量随温度变化的关系如图所示
(相对原子质量:
H1.0,C12.0,O16.0,Mn55.0)。
纵坐标是固体的相对质量。
说出在下列五个温度区间各发生什么变化,并简述理由:
0~50℃
50~100℃
100~214℃
214~280℃
280~943℃
15.(97年初赛)第六题(12分)
NO的生物活性已引起科学家高度重视。
它与超氧离子(O2—)反应,该反应的产物本题用A为代号。
在生理pH值条件下,A的半衰期为1-2秒。
A被认为是人生病,如炎症、中风、心脏病和风湿病等引起大量细胞和组织毁坏的原因。
A在巨噬细胞里受控生成却是巨噬细胞能够杀死癌细胞和入侵的微生物的重要原因。
科学家用生物拟态法探究了A的基本性质,如它与硝酸根的异构化反应等。
他们发现,当16O标记的A在18O标记的水中异构化得到的硝酸根有11%18O,可见该反应历程复杂。
(1)写出A的化学式。
写出NO跟超氧离子的反应。
这你认为A离子的可能结构是什么?
试写出它的路易斯结构式(即用短横表示化学键和用小黑点表示未成键电子的结构式)。
(2)A离子和水中的CO2迅速一对一地结合。
试写出这种物种可能的路易斯结构式。
(3)含Cu+离子的酶的活化中心,亚硝酸根转化为一氧化氮。
写出Cu+和NO2–在水溶液中的反应。
(4)在常温下把NO气体压缩到100个大气压,在一个体积固定的容器里加热到50oC,发现气体的压力迅速下降,压力降至略小于原压力的2/3就不再改变,已知其中一种产物是N2O,写出化学方程式。
并解释为什么最后的气体总压力略小于原压力的2/3。
16.(97年初赛)第七题(15分)
回答如下几个问题
(1)近期发现不需要外加能源、节约水源而能除去废水中的卤代烷(有碍于人类健康)的方法:
把铁放在含卤代烷的废水中,经一段时间后卤代烷“消失”。
例如废水中的一氯乙烷经14.9d后就检不出来了。
目前认为反应中卤代烷(RCH2X)是氧化剂。
写出反应式并说明(按原子)得失电子的关系。
(2)电解NaCl—KCl—AlCl3熔体制铝比电解Al2O3—Na3AlF6制铝节省电能约30%。
为什么现仍用后一种方法制铝?
(3)NH4NO3热分解及和燃料油[以(CH2)n表示]反应的方程式及反应热分别为:
NH4NO3=N2O+2H2O+0.53kJ/gNH4NO3…………
(1)
NH4NO3=N2+1/2O2+2H2O+1.47kJ/gNH4NO3………
(2)
3nNH4NO3+(CH2)n=3nN2+7nH2O+nCO2
+4.29nkJ/gNH4NO3……(3)
试问:
由以上三个热化学方程式可得出哪些新的热化学方程式?
(4)参照水溶液化学反应的知识回答下面的问题:
在液态BrF3中用KBrF4滴定Br2PbF10,过程中出现电导最低点。
写出有关反应式。
无机化学参考答案
1.(06年初赛)第4题(7分)
【正确答案】
4—1(NH4)2SO4+MnCO3=MnSO4+2NH3↑+CO2↑+H2O↑(1分)
4—2MnSO4+2NH3+CO2+H2O=(NH4)2SO4+MnCO3↓(2分)
4—3MnSO4,MnCO3分解生成高价锰的氧化物而导致锰浸出率下降。
(2分)
4—4不需加。
开始投料时(NH4)2SO4(132g·
mol-1)过量(MnCO3,115g·
mol-1),反应生成的NH3、CO2以及(NH4)2SO4可循环利用。
2.(04年初赛)第9题
1.H2O2+Cl-+H+=H2O+HOCl(1分)
2.氯氧(共1分)
3.H2C=CH2+HOCl=HOH2C—CH2Cl(举其他含C=C双键的有机物也可)(2分)
4.没有变化。
理由:
(1)过氧化氢把过氧团转移到钒原子上形成钒与过氧团配合的配合物并没有改变钒的氧化态,所以从三角双锥到四方锥体钒的氧化态并没有发生变化;
(2)其后添加的水和氢离子都不是氧化剂或还原剂,因此,过氧团变成次氯酸的反应也没有涉及钒的氧化态的变化,结论:
在整个循环过程中钒的氧化态不变。
3.(02年初赛)第1题【答案】
1.Mn(1分)
2.MnO2(1分)
3.M的三种常见化合物是MnO2、MnSO4和KMnO4。
注:
必须答MnO2和KMnO4,而Mn(II)盐也可答硝酸锰等。
4.(02年初赛)第2题【答案】
1.硅(或Si或单晶硅)(1分)
2.二氧化硅(或SiO2)(1分)
3.硅(或Si)(1分)
4.铝硅酸盐(或硅铝酸盐)(1分)
此题明确是分子筛,不应答硅胶,答硅酸盐也不给分。
5.具有Si-O键与硅相连的烃基(2分)
5.(02年初赛)第6题【答案】
1.MA=32+3×
16+3×
1+12+23=118118+36=154
(或[HOCH2SO2]-或
或
等)(3分)
2.Na2S2O4+CH2O+NaOH=HOCH2SO2-Na++Na2SO3(3分)
(或Na2S2O4+CH2O+NaOH=HOCH2SO2Na+Na2SO3
或Na2S2O4+CH2O+NaOH=NaSO2CH2OH+Na2SO3)
写不写结晶水都可以
3.“羟甲亚磺酸钠”(或“羟甲基亚磺酸钠”)(2分)
6.(01年初赛)第1题
ClO-和Cl-。
(各1分)酸性(1分)ClO-+Cl—+2H+=Cl2+H2O。
(1分)(注:
不写离子方程式或不配平不得分。
)
7.(01年初赛)第7题
X是Au(2分);
Y是AuCl3(2分);
Z是HAuCl4·
3H2O(2分)
要点1:
X为不活泼金属,设为一种重金属,但熟悉的金属或者其氯化物与锌的置换反应得到的产物的质量太小,或者其水溶液颜色不合题意,均不合适,经诸如此类的排他法假设X为金,由此Y=AuCl3,则置换反应的计算结果为:
2AuCl3+3Zn=3ZnCl2+2Au
反应得到Au的质量=0.100mol/L×
0.500L×
197g/mol=9.85g
反应消耗Zn的质量=0.100mol/L×
65.39g/mol×
3/2=4.90g
反应后得到的固体质量增重:
9.85g-4.90g=4.95g(2分)
要点2:
由AuCl3溶于盐酸得到的黄色晶体中Au的含量占50%,而AuCl3中Au的含量达65%,可见Z不是AuCl3,假设为配合物HAuCl4,含Au58%,仍大于50%,故假设它是水合物,则可求得:
HAuCl4·
3H2O的摩尔质量为393.8其中Au的含量为197/394=50%。
(2分)其他推理过程,只要合理,也得满分。
8.(00年初赛)第7题答案:
1.4AgCl+3Se+6NaOH=2Ag2Se+Na2SeO3+4NaCl+H2O(2分)
A是Ag2Se(1分)
2.NaCl、NaOH、Na2SeO3、Na2S(2分,Na2Se独得1分)
Na2Se是由于原料中过量的Se歧化产生的。
9.(00年初赛)第8题【答案】
1.4Na2SO3=3Na2SO4+Na2S(5分)
2.说明:
此题给出的信息未明确第1题所示的歧化是否100%地将Na2SO3完全转化为Na2SO4和Na2S,因此,只有全面考虑存在完全转化和不完全转化两种情形,并分别对两种情形的实验进行设计才是完整的答案:
(1)设Na2SO3完全转化为Na2SO4和Na2S,需分别检出SO42-离子和S2-离子。
SO42-离子的检出:
SO42-+Ba2+=BaSO4↓不溶于盐酸。
S2-离子的检出:
方法1:
加沉淀剂如:
S2-+Pb2+=PbS↓(黑)(或醋酸铅试纸变黑)其他沉淀剂也可得分。
方法2:
加盐酸S2-+2H+=H2S↓(可闻到硫化氢特殊气味)
以上2种方法取任何一种方法均可得2分。
(2)设Na2SO3未完全转化为Na2SO4和Na2S,检出SO42-加盐酸时以及检出S2-采用方法2时,除发生已述反应(注:
已得4分)外,均会发生如下反应:
SO32-+2S2-+6H+=S↓+3H2O(注:
写成H2S和H2SO3反应也得分)(1分)
10.(99年初赛)第一题[解题思路]
解这个试题的关键是找到突破点。
就像侦察破案一样,先要找到相对独立的线索。
故此题首先是在考察参赛者对信息相互关系的判断力。
此题给出的5个数据中,相对独立的是气体的相对密度,它是突破点。
由此可得出气体是什么,然后“跟踪追击”,可得出其中一种化合物是碳酸盐,其物质的量,然后应进行“扫描”,寻找“嫌疑犯”,所有由常见元素构成的常见碳酸盐均是答案,条件是其总质量小于12.0。
若参赛人对此题的信息关系制作一个信息相关图,解题就容易多了,如:
A+BA气体
相对密度1.52
分子量=29X1.52
B=44.1CO2
此题的妙趣是可以作的假设是多样的,可以是相同的+1价阳离子的碳酸盐,也可以是不同的+1价阳离子的碳酸盐、可以是+2价阳离子的碳酸盐,又可以是它们的酸式盐,试题仅要求假设涉及的元素是常见的。
现场考察发现作图者寡,作多种假设者也不多。
[答案]要点1:
1.5229.0g·
mol-1=44.1g·
mol-1,这种气体是CO2(2分)
CO2物质的量:
2.94L/22.4L·
mol-1=0.131mol;
(2分)
(或CO2的质量:
0.131mol44.0g·
mol-1=5.78g)
要点2:
由上面的计算可知一种物质为碳酸盐:
MCO3。
(M=Mg)
设M为常见元素Mg,则MgCO3质量为0.131mol84.3g·
mol-1=11.0g;
(若设M=Ca,则CaCO3质量为0.131mol100g·
mol-1=13.1g>
12.0g;
不合题意。
若为Na2CO3(106g·
mol-1)也不合题意)故M=Mg(6分)
注:
若没有对CaCO3的讨论,只给3分。
要点3:
既不溶于酸也不溶于稀碱的另一种物质是SiO2(不可能是M2O,
MO,M2O3):
[32.0/(28.1+32.0)]100%=53.2%(符合题意)(2分)
化合物的化学式:
MgCO3,SiO2
[评论]命题人认为这是一道相当于高考题水平的试题,但现场考察却显示,参赛学生有扑朔迷离之感,不能很快发现解题的线索,觉得像个“无头案”,许多参赛者宁愿先放弃此题而去做后面的题,这很出乎命题人的预计。
此题答案假定碳酸盐是MgCO3,理应指出NaHCO3、Ca(HCO3)2、NH4HCO3等等都是正确答案。
此题答案前有个说明:
凡得出正确组成和计算的都应给满分。
尽管碳酸氢钙(镁、钡)固体是不存在的,但学生并不知道,答了也应给分。
这样才可以体现化学竞赛的判分原则:
坚持从应试者知识水平出发,即使事实上不正确,但学生缺乏作出正误判断的知识基础,认为是正确的,也可得分。
一题多解是应当提倡的。
科学假设必须注意到客观世界多样性,不应“一根筋”。
笔者建议,今后凡试题有多个答案,应试者给出多个答案才能给满分。
此题知识水平很低而智力要求很高,但难度不小,许多选手不知所措,甚至放弃,可见简单地定义“智力是知识的总和”,容易引起误解。
知识多智力不一定高。
智力与知识(还有经验)相关,但不是一个东西。
11.(99年初赛)第四题[解题思路]
竞赛是科学普及的一部分,要通过竞赛宣传化学在经济发展人类进步人民健康质量、生活质量及环境质量改善中的作用,以促进中学生关心发生在世界上和周围的新事物,激励他们为之奋斗,本题就体现这种思想。
鉴于试题涉及的器件的化学组成很复杂,命题人从中挑选了学生的知识背景足以理解的问题,也正好是该器件性能的主要化学原理,甚至提示应试者集中精力解决主要问题,舍弃不必细究的枝节,这本身也是一种如何理论联系实际的教育。
命题人在组题时进一步帮助应试人缕清器件化学原理的思考程序,分3个问题要求学生思考,但每一个问题都留有需应试者通过原有知识基础来补充完善的内容,以此来考察应试者的应变能力。
第一个问题的关键是:
CO和PdCl2·
2H2O谁是氧化剂?
当然有两种正好相反的假设,假设1,得到C和某种高价钯化合物,假设2,得到CO2和金属钯。
哪一个假设正确?
要从第二问得到启示。
显然,第二问需要应试者自己得出结论的首先是CuCl2·
2H2O不可能是还原剂,只可能是氧化剂,因为在水体系里铜的价态不能再升高。
如果应试者没有这种基本思路,就无助于对第1问两种假设的抉择。
有了这种思路,必然对“4-1的产物之一”对准C和Pd。
问:
其中哪一个可以跟CuCl2·
2H2O反应?
中学课本上讨论过碳的氧化,使用的都是强氧化剂,如空气中的氧气、浓硫酸、浓硝酸等,而且都需加热,可见碳不是强还原剂,把它氧化不那么容易,应当排除,于是“定音”,假设2是正确的,这是一箭双雕,既答了第1问,又答了第2问。
当然,第2问又存在两种可能,铜被还原得铜(I)呢还是得铜(0)。
怎样判断?
需要第3问来帮助,第3问要求写出4-2问中产物之一被复原,自然是指铜(I)或铜(0)的复原。
先不必问氧化剂是谁,应试者就清楚,铜(I)比铜(0)易复原,即容易被氧化。
这是不是中学知识?
笔者认为是。
由此选择了铜(I)为第2问的答案,完成第2问的解答。
再接着思考第3问:
使铜(I)复原为铜(II)使用了什么试剂?
首先要明确,它一定是氧化剂(应试者明确吗?
),然后从器件化学组成中去找,找不到(有人会认为存在2Cu++2H+=2Cu2++H2的反应吗?
),于是被逼到“华容道”上去了,只能选择空气中的氧气,别无它路,全题得解。
当然,解完后应回顾器件的整个化学组成来讨论它们各自的作用,但试题没有设问,留给应试者自己思索。
[答案]
4-1化学方程式CO+PdCl2·
2H2O=CO2+Pd+2HCl+H2O(4分)
写PdCl2不写PdCl2·
2H2O同时也配平,给2分。
4-2化学方程式Pd+2CuCl2·
2H2O=PdCl2·
2H2O+2CuCl+2H2O(4分)
写Pd+CuCl2·
2H2O+Cu给2分
4-3化学方程式4CuCl+4HCl+6H2O+O2=4CuCl2·
2H2O(4分)
[评论]笔者赞赏命题人第2问答铜(0)也给50%分数的做法。
这有利于提高学生参赛的积极性,考虑不周全,没有从第3问倒过去想第2问,但单从第2问思考,也不错,所以给50%的分,以资鼓励,今后想问题应当更全面些,解题应注意
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