142322_2001-2010年十年化学赛题重组卷答案12

2001-2010年十年化学赛题重组卷12

元素化学（S 、P 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。

2001年第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 ClO －

（1

分）和 Cl －

（1分）。当另一种具有酸性（1分）（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：ClO －＋Cl —

＋2H +＝Cl 2＋H 2O 。（1分）（注：不写离子方程式或不配平不得分。） 2002年第2题（6分）

用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足见化学对现代物质文明的重

要作用。例如：

1．计算机的芯片的主要成分是硅（或Si 或单晶硅）（1分）； 2．光导纤维的主要成分是二氧化硅（或SiO 2）（1分）： 3．目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是硅（或Si ）（1分）；

4．用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为铝硅酸盐（或硅铝酸盐）（1分）的化合物；注：此题明确是分子筛，不应答硅胶，答硅酸盐也不给分。

5．有一大类化合物，结构独特，兼备无机材料和有机材料双重性能，有耐温、电绝缘性好、难燃、憎水、耐腐蚀……等特性，广泛用于航空航天、电子电气、建筑、运输等行业，用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、防水、防潮……，已为现代社会不可替代的新材料。这类材料在分子结构上的特点是具有Si －O 键和与硅相连的烃基（2分）。 2002年第4题（6分）

1．汞与次氯酸（摩尔比1︰1）发生反应，得到2种反应产物，其一是水。该反应的方程式为2Hg ＋2HClO ＝Hg 2OCl 2＋H 2O （1分）；反应得到的含汞产物的中文名称为碱式氯化汞（或氯氧化汞）（1分）。注：Hg 2OCl 2也可写成HgO ·HgCl 2或HgCl 2·HgO

2．N 2H 4在一定条件下热分解，产生NH 3、N 2和H 2，后两者摩尔比为3︰2，写出反应方程式 7N 2H 4＝8NH 3＋3N 2＋2H 2 （2分）

3．第二周期元素A 与氢形成的如下化合物中的A －A 键的键能（kJ/mol ）：

CH 3－CH 3 346， H 2N —NH 2 247， HO －OH 207 试问：它们的键能为什么依次下降？

乙烷中的碳原子没有孤对电子，肼中的氮原子有1对孤对电子，过氧化氢中的氧有2对孤对电子，使A —A 键的键能减小。（2分）

2008年第2题 (5分)

化合物X 是产量大、应用广的二元化合物，大量用作漂白剂、饮水处理剂、消毒剂等。年产量达300万吨的氯酸钠是生产X 的原料，92%用于生产X —在酸性水溶液中用盐酸、二氧化硫或草酸还原。此外，将亚氯酸钠固体装柱，通入用空气稀释的氯气氧化，也可生产X 。X 有极性和顺磁性，不形成二聚体，在碱性溶液里可发生歧化反应。

2-1 写出X 的分子式和共轭π键（m

n π）。

ClO 2 5

3π (各1分，共2分)

2-2 分别写出上述用草酸还原和用氯气氧化生产X 的反应方程式。

2ClO 3- + H 2C 2O 4 + 2H + = 2ClO 2 + 2CO 2 + 2H 2O (1分)

或 2NaClO 3 + H 2C 2O 4 + H 2SO 4 = 2ClO 2 + 2CO 2 + Na 2SO 4 + 2H 2O

2NaClO 2 + Cl 2 = 2ClO 2 + 2NaCl (1分) NaClO 2是固体，写成ClO 2-，不得分。

2-3 写出上述X 歧化反应的化学方程式。

Ds Rg Cn Uut

Uuq Uup Uuh Uus 1.008 Z r N b M o

Tc Ru R h

P d A g C d I n S

S b T

e I H

f T a W

R e O

s I r P t A u H g T l P b B

P o A Ac-L r

i B

e B C

N O F N a M g A S i P C

l S K C a S T

i V C M

n F C o N C u Z n G

a G e A s

S B

R b C s F r S r B a R a Y L a L

u - 6.949.0122.924.339.140.085.487.6132.137.[223]

[226]

44.947.850.9

52.054.955.858.963.5

58.665.310.826.969.712.028.0

72.6

114.8

204.118.7 207.112.4 200.107.

197.

106.195.102.192.101.190.98.9186.95.9183.92.9

180.91.2178.88.914.016.019.030.974.9121.209.

32.078.9127.[210] [210[210 ]

126.79.935.4 4.0020.1

39.9

83.8

131.

[222] H

N e A r K r X e R n 元素周期

R Db S B H M

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

O O δ+δ-

H H 1s σ离域σσ2p

O O (

π3

4 2ClO 2 + 2NaOH = NaClO 2 + NaClO 3 + H 2O (1分)

或 2ClO 2 + 2OH - = ClO 2- + ClO 3- + H 2O

2000年第8题 (10分）

某中学生取纯净的Na 2SO 3·7H 2O 50.00 g ，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） 4Na 2SO 3＝3Na 2SO 4＋Na 2S （5分）

2．他设计的验证实验是：（请用化学方程式表达）（5分）

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Na 2SO 3完全转化为Na 2SO 4

和Na 2S ，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Na 2SO 3完全转化为Na 2SO 4和Na 2S, 需分别检出SO 42－离子和S 2－

离子。

SO 42－离子的检出：SO 42－

＋Ba 2+＝BaSO 4 ↓ 不溶于盐酸。（2分） S 2－离子的检出：方法1：加沉淀剂如：S 2－

＋Pb 2+＝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S 2－

＋2H +＝H 2S ↑（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分）

（2）设Na 2SO 3未完全转化为Na 2SO 4和Na 2S ，检出SO 42－加盐酸时以及检出S 2－

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：

SO 32－＋2S 2－

＋6H +＝S ↓＋3H 2O （注：写成H 2S 和H 2SO 3反应也得分）（1分）

2011年北京第5题（ 8 分）

1834年Faraday 作电解H 2SO 4（稀）水溶液实验时，发现阳极形成的O 2量少于理论量；经电解后，溶液的氧化性显著强于H 2SO 4溶液。他怀疑阳极形成了H 2O 2，但实验结果是否定的。如果你遇到以上实验过程，用什么实验可以证实电解后溶液的氧化性增强，且没有H 2O 2生成（限制条件：每个实验只能选用一种试剂），写出相应的反应方程式。

（氧化性增强：用I －

被氧化成I 2的溶液颜色来判断无H 2O 2生成：用滴加KMnO 4，不褪色并无O 2生成来判断 2MnO 4－

+ 5H 2O 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 5O 2 + 8H 2O （5分）

注：用其他方法证明其氧化性增强，且无H 2O 2生成亦可得满分。

1891年Marshall 把MnSO 4溶液加到电解后的H 2SO 4溶液中，有MnO 4－

生成，分析得知溶液

中的阴离子只有SO 42－及极少量的OH －

。请写出两个反应的方程式及阳极产物的化学名称。

阳极反应： 2 SO 42－

– 2e －

= S 2O 82－

，过二硫酸根

5S 2O 82－

+ 2Mn 2+ + 8H 2O = 10SO 42－

+ 2MnO 4－

+ 16H + （3分）

2011年北京第6题（ 6 分）

无色浓HNO 3和金属反应后不久，溶液呈现蓝色时，速率增快。目前认为，这是浓HNO 3被

还原形成HNO 2之故，HNO 2的氧化性、氧化反应速率均强于HNO 3。现作以下两个实验并请解释现象。

（1）取50 mL 浓NH 3·H 2O 两份，一份加10 mL H 2O ，另一份加10 mL 3% H 2O 2，再同时加入Cu 。发现加H 2O 2溶液的反应快.写出原因和反应方程式。

H 2O 2氧化Cu ，Cu （II ）和NH 3配位

Cu + H 2O 2 + 4 NH 3·H 2O = Cu(NH 3)42+ + 2 OH －

+ 4 H 2O （3分）

（2）取50 mL 浓HNO 3两份，一份加10 mL H 2O ，另一份加10 mL 3% H 2O 2，再同时加入Cu 。发现加H 2O 2溶液的反应慢.写出原因和反应方程式。

形成的HNO 2被H 2O 2还原

2 HNO 2 + H 2O 2 = 2 NO + O 2 + 2 H 2O （3分）

北京2008年第十一题（共6分）

实验测得H 3、O 3分子构型分别为等边三角形和等腰三角形，O 3中O —O 键夹角为116.8o，H 3、O 3的偶极矩分别为0和0.53D （德拜），请回答下列问题。（1）说明H 3、O 3原子间成键情况

两个σ，一个（2分）

（2）计算H 3、O 3中H —H 、O —O 键的键矩

H —H 键矩为零 μO —O = 0.51D （2分）

（3）判断H 3、O 3中H —H 、O —O 键的极性，对于极性键在分子中标明原子所带电荷的正负

H —H O —O 非极性共价键极性共价键

（2分）

北京2005年第六题（共6分）

脱除石油炼厂气中H2S的两种方法是：干法用ZnO，湿法用HOCH2CH2NH2（乙醇胺）溶液。两个反应的方程式为：

干法：ZnO + H2S = ZnS + H2O

湿法：2 HOCH2CH2NH2 + H2S = (HOCH2CH2NH3)2S

(HOCH2CH2NH3)2S + H2S = 2 HOCH2CH2NH3HS （3分）

乙醇胺的沸点170.8℃，和水完全互溶，碱性略强于NH3?H2O。为什么工业上用HOCH2CH2NH2而不用NH3?H2O脱硫（H2S）？

乙醇胺脱硫产物，加热释出H2S后，可利用，乙醇胺可循环使用

(HOCH2CH2NH3)2S = 2 HOCH2CH2NH2 + H2S

HOCH2CH2NH3HS = HOCH2CH2NH2 + H2S

NH3?H2O和H2S作用的产物(NH4)2S、NH4HS，受热分解为NH3和H2S，不易分离和循环使用。（3分）

北京2006年第七题（共5分）

已知化学式为IO2的物质是逆磁性的，且在一定条件下能形成I(ClO4) 3 ·2H2O、(IO) 2SO4化合物.

(1)该化合物的可能组成为：

I2O4或IO+IO3―（1分）

(2)它和热水反应的方程式为：

5I2O4 + 4H2O = I2 + 8HIO3 （2分）

(3) 它和NaOH溶液反应的方程式为：

3I2O4 + 6NaOH = 5NaIO3 + NaI + 3H2O （或离子式）（2分）

北京2006年第八题（共8分）

1mol B2H6和2mol NH3化合成离子型白色固体A，继续加热，A分解成一种具有环状结构的共价性液体B和H2。1mol B和3mol Br2发生加成反应得到固态物C，C脱去3mol HCl 得到D，（1）生成A的反应方程式为：

B2H6 + 2NH3 = BH2(NH3) +2BH―4（无+、―也算对）（2分）

（2）A分解为B和H2的反应方程式为：

3 BH2(NH3)2BH

4 = 2B3N3H6 + 12H2（2分）

（3）B和Br2加成得到C的反应方程式为：

B3N3H6 + 3Br2 = B3N3H6 Br 6 （2分）

（4）C脱去3mol HCl生成的D的结构式为：

北京2009年第2题（8分）

SO3和NaCl作用生成Cl2被认为是由以下几个反应构成，请分别写出反应方程式

（1）40°C ~100°C，SO3和NaCl生成氯磺酸钠

SO3 + NaCl = NaSO3Cl （2分）

（2）氯磺酸钠230°C分解生成Na2S2O7、NaCl、SO2、Cl2

3 NaSO3Cl = Na2S2O7 + NaCl + SO2 + Cl2 （2分）

（3）400°C Na2S2O7和NaCl反应生成Na2SO4、SO2、Cl2

2 Na2S2O7 + 2 NaCl = Na2SO4 + SO2 + Cl2 （2分）

（4）总反应式

2 NaCl + 2 SO

3 = Na2SO

4 + SO2 + Cl2 （2分）

北京2010年第2题（8 分）

曾经有一种固氮的方法：1100°C通N2和CaC2反应得到CaCN2，CaCN2和水反应生成NH3。这两个反应的方程式为：

Cl Cl

CaC2 + N2 = CaCN2 + C （1分）

CaCN2 + 3H2O = CaCO3 + 2NH3（1分）

已知第二个过程不是氧化还原反应，请回答C、N的氧化态及CN22－的构型。

C的氧化态为+4，N的氧化态是-3；CN22－是线型离子。（3分）

请写出CN22－的3种等电子体。

CO2，N2O，SCN－写出其他等电子体，只要正确即可得分（3分）

北京2010年第3题（ 5 分）

照相时，胶片上部分AgX感光，感光胶片经显影、定影能得到有影像的底片。显影时显影剂发生氧化反应（1分）（填入反应类型，如复分解，中和……），定影过程的主要反应方程式为：

AgX + 2 S2O32- = Ag(S2O3)23- + X-（2分）

具体操作时，从显影液中取出的胶片经水洗后放入定影液中定影。若未经水洗直接放入定影液中，定影液不久就会失效（变浑浊，甚至析出沉淀），请写出造成定影液失效的反应方程式。

S2O32- + 2 H+ = S + H2SO3（2分）

1999年第1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。

要点1：1.52×29.0g·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：0.131mol×44.0g·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0.131mol×84.3g·mol－1＝11.0g；

（若设M＝Ca，则CaCO3质量为0.131mol×100g·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