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化学竞赛无机化学练习题


化学竞赛无机化学练习题
一 完成并配平下列反应式:
1 BrO3- + XeF2 + H2O → 2 SnS + (NH4)2S2 → 3 BF3 + H2O → 4 K2MnO4 + H2O → 5 FeC2O4 → 6 [Co(NH3)6]2+ + O2 + H2O → 7 BF3 + LiAlH4 → 8 Pb(OH)3- + ClO- → 9 Bi(O

H)3 + Cl2 + NaOH → 10 XeO3 + O3 + H2O → 11 (NH4)2Cr2O7 → 12 CaCO3 + H2O + Cl2→ 13 Pb3O4 + HCl → 14 NH3 + CO2 → 15 Zn + NH3 + H2O →

二 用反应式表示下列制备过程,注明必要反应条件及步骤,辅助原料自选。
1 以为 NaNO3 主要原料制备 NaNO2; 2 以 SO2,NaOH,锌粉为原料制备保险粉; 3 由 CuCl2 制备 CuCl; 4 利用配体取代反应制备 cis-[PtCl2(NH3)2]。 可供选择的原料为[Pt(NH3)4]SO4、 Na2[PtCl4]、 NH3、NH4Cl,说明选择原料的依据; 5 以 H3PO4 和 NaOH 为原料制备三聚磷酸钠; 6 以粗硅为原料制取超纯硅; 7 以 Ba(IO3)2 为原料制备偏高碘酸; 8 试举两例实验室制备 CO 的合理方法。

三 简答题:
1 为什么硼砂(Na2B4O5(OH)4.8H2O))溶液具有缓冲作用?

4 稀土元素的离子和化合物的颜色主要是由什么引起的?稀土元素作为优良磁性材料的 依据是什么?

5 多硼烷中可能存在哪几种类型的化学键?丁硼烷(B4H10)中有哪几种类型的化学键? 6 写出[PtCl2(NO2)(NH3)(en)]Cl 的名称,并画出内界可能的几何异构体

。 7 如何解释 NH3 是 Lewis 碱而 NF3 却不具有 Lewis 碱性? 8 何谓沸石分子筛?以人工合成 A 型分子筛为代表,讨论它们的组成、结构、性质和应 用。在 AlPO4 分子筛,AlO4 四面体与 PO4 四面体是严格交替的,原因是什么?

9 为什么说氢能源是理想的二次能源?目前面临的主要问题是什么? 10 请写出下列化合物的名称: H2SO2,H2SO3,H2SO5,H2S2O3,H2S2O4,H2S2O5,H2S2O6,H2S2O7,H2S2O8. 12 试比较 NH3,三甲胺 N(CH3)3,三甲硅胺 N(SiH3)3 的分子结构哪一个明显不同,为什么?

13 3d 元素氧化态稳定性有何规律?哪些 3d 金属的 M2+(aq)可用作还原剂?以其中一个 M2+(aq) 为例,写出它们在酸性溶液中与氧气反应的方程式。

15 指出下列分子或离子的几何构型及中心原子的杂化态: BF4- 2 TeF4 3 BrF4- 4 XeOF4 5 ClO3F 6 Fe(CO)5 7 IOF3 8 Cu(H2O)42+

四 计算题: 1 分 别 计 算 含 0.50mol.dm-3NH4Cl-0.050mol.dm-3H2S 0.10mol.dm-3NH3-0.10mol.dm-3Na2CO3 的混合碱溶液的 pH 值。

混 合 酸 与 含

(pKb(NH3)=4.75) ,pK1(H2S)=7.05,pK2(H2S)=12.92, pK1(H2CO3)=6.37,pK2(H2CO3)=10.32) 2 称取等量 As2O3 两份,一份在强酸性溶液中滴定,耗去 0.02468mol.dm-3KMnO4 溶液 23.80cm3;另一份于 pH=8 滴定,耗去 I2 溶液 29.34cm3。求算 I2 溶液的浓度。

3 奶制品中蛋白质含量测定,一般是将其用浓 H2SO4 消化,形成 NH4HSO4 后,再加入浓 碱,蒸出 NH3,并吸收在过量的硼酸中,然后用标准盐酸溶液滴定。若已知某奶制品蛋 白质的平均含量为 16.0%,称取 0.6000 克奶制品按上法手续测定,耗去标准盐酸 12.60 毫升,再用 0.2100 克纯 NH4Cl 按上法同样处理后,耗去标准盐酸 21.15 毫升。写出吸 收反应方程式及滴定反应式,并求该奶制品中蛋白质的百分含量。 (原子量:B:10.81,S:32.06,H:1.0079,O:15.9994,N:14.0067,Cl:35.453)

参考答案
一 完成并配平下列反应式:
1 BrO3- + XeF2 + H2O == BrO4- + Xe + 2HF 2 SnS + (NH4)2S2 == (NH4)2SnS3 3 4BF3 + 3H2O == H3BO3 + 3HBF4 4 2K2MnO4 + 2H2O == 2KMnO4 + 2KOH + H2(电解) 5 FeC2O4 == FeO + CO↑+ CO2↑ 6 4[Co(NH3)6]2+ + O2 + 2H2O == 4[Co(NH3)6]3+ + 4OH7 2BF3 + 3LiAlH4 ==2B2H6↑+ 3LiF + 3AlF3 8 Pb(OH)3- + ClO- == PbO2↓+ Cl- + OH- + H2O 9 Bi(OH)3 + Cl2 + 3NaOH == NaBiO3 + 2NaCl + 3H2O 10 XeO3 + O3 + 2H2O == H4XeO6 + O2 11 (NH4)2Cr2O7 == Cr2O3 + N2 + 4H2O 12 CaCO3 + H2O + 2Cl2 == CaCl2 + 2HOCl + CO2↑ 13 Pb3O4 + 8HCl == 3PbCl2 + Cl2↑+ 4H2O 14 2NH3 + CO2 ==CO(NH2)2 + H2O 15 Zn + 4NH3 + 2H2O == [Zn(NH3)4](OH)2 + H2↑

二 制备题:
1 NaNO3 + Pb == NaNO2 + PbO 2 NaOH + SO2(过量) == NaHSO3, 2NaHSO3 + Zn == Zn(OH)2↓+ Na2S2O4 热水溶解产物,过滤,结晶。 3 Cu2+ + 2Cl- + Cu == CuCl↓, CuCl + HCl(浓) == HCuCl2, HCuCl2 == CuCl↓+ HCl 4 Na2[PtCl4] + 2NH3 == [PtCl2(NH3)2] + 2NaCl, Cl-的位效应比 NH3 强。 5 H3PO4 + NaOH == NaH2PO4 + H2O, H3PO4 + 2NaOH == Na2HPO4 + H2O, 2Na2HPO4 + NaH2PO4 == Na5P3O10 + 2H2O 6 Si + 2Cl2 == SiCl4, SiCl4 + 2H2 == Si + 4HCl,然后用区域熔融法提纯而制得高纯硅。 7 5Ba(IO3)2 == Ba5(IO6)2 + 9O2↑+ 4I2 Ba5(IO6)2 + 5H2SO4 == 5BaSO4↓+ 2H5IO6 H5IO6 == HIO4 + 2H2O 8 HCOOH(浓 H2SO4)== H2O + CO(用浓 H2SO4 脱水) H2C2O4 == CO + CO2 + H2O(CO2 用 NaOH 溶液吸收)

三 简答题:
1 B4O5(OH)42- + 5H2O == 2H3BO3 + 2B(OH)4-.水解产生的酸(H3BO3)和碱(B(OH)4-)能够抵抗 外来少量碱和酸,故具有缓冲作用。 4 f-f 跃迁,核外不成对电子多,以及电子轨道磁矩对顺磁性的贡献。 5 五种成键类型:B-H 键、B-B 键、氢桥键、开放式硼桥键、闭合式胡键;4 个氢桥键、 1 个 B-B 键、6 个 B-H 键、2 个闭合式硼键。 6 氯化二氯.硝基.氨.乙二胺合铂(Ⅳ);四种几何异构体:

7 在 NH3 分子中,电负性 N>H,因此 N 原子上积累了较多的负电荷,其孤对电子容易供出, 故是 Lewis 碱;而在 NF3 分子中,由于电负性 F>N,F 原子具有很强的吸电子能力,致使 N 原子显正电性,其孤对电子不易供出,故不具有 Lewis 碱性。 8 沸石分子筛是指一类在自然界存在的、 具有网络结构的硅酸盐和具有笼状结构的硅铝酸 盐。 A 型分子筛是一类硅铝比为 1: 1 的硅铝酸盐, 其组成为: M(Ⅰ)2O.Al2O3.2SiO2.5H2O 由 SiO4 四面体和 AlO4 四面体共用顶角 O 原子而形成的 4 元环和 6 元环.这些环组 成三维的笼状结构。在 A 型分子筛中,由 8 个 6 元环和 6 个 4 元环构成β 笼,又由 8 个 β 笼构成更大的α 笼。由于这些笼具有一定的孔径和孔体积,以及笼内的静电作用,可 对合适的分子作选择性吸附,可用于气体干燥、净化、分离。其它类型的分子筛还可用 于多种催化反应或催化剂载体。 AlO4 四面体呈负电性,PO4 四面体呈正电性。 9 高燃烧热,无污染,资源丰富;面临的主要问题:氢气的发生,贮存,利用。 10 H2SO2, H2SO3, H2SO5, H2S2O3, H2S2O4, H2S2O5, H2S2O6, H2S2O7, H2S2O8. 次硫酸 亚硫酸 过一硫酸 硫代硫酸 连二亚硫酸,焦亚硫酸 连二硫酸 焦硫酸,过二硫酸 12 NH3 和 N(CH3)3 结构相似,均为三角锥形,但三甲硅胺却为平面三角形。 因为除形成σ 键外, 每个硅原子的 3d 空轨道能与 N 的孤对电子占据的 p 轨道相互重迭, 形成π 42 键,因而平 面分子更稳定。 13 3d 元素随着族数增加,形成+2 氧化态的趋势增大,即 M2+的稳定性增强。 可作为还原剂的 M2+:Ti2+(aq),V2+(aq),Cr2+(aq),Fe2+(aq) 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 15 指出下列分子或离子的几何构型及中心原子的杂化态: 1 BF4-:正四面体,sp3; 2 TeF4:变形四面体 sp3d; 3 BrF4-:sp3d2,平面正方形; 4 XeOF4:sp3d2,四方锥; 5 ClO3F:sp3,四面体; 6 Fe(CO)5:dsp3,三角双锥; 7 IOF3:sp3d,变形四面体; 8 Cu(H2O)42+:dsp2,平面正方形。 四 计算题: 1 解: (1)0.50mol.dm-3NH4Cl-0.050mol.dm-3H2S 混合溶液: [H+]=[Ka(NH4+)×c(NH4+)+Ka1(H2S)×c(H2S)]1/2=[10-7.25×0.50+10-7.05×0.050]1/2 =6.8810-5(mol.dm-3) pH=4.16 (2) 0.10mol.dm-3NH3-0.10mol.dm-3Na2CO3 混合液: [OH-]=[Kb(NH3)c(NH3)+Kh1(Na2CO3)c(Na2CO3)]1/2 =[10-4.75×0.10+(10-14/10-10.32)×0.10]1/2=4.76×10-3(mol.dm-3) pOH=2.32, pH=11.68 2 解:∵2MnO4-∽5AsO33∽5I2 c(I2)=0.02468×24.80×5/2/29.34=0.05215(mol.dm-3) 3 解:吸收反应式:NH3+H3BO3 == NH4++H2BO3滴定反应式:H++H2BO3- == H3BO3 蛋白质的百分含量:1molNH4+∽1molHCl c(HCl)=m(NH4Cl)/[M(NH4Cl)V(HCl)×10-3] =0.2100/53.49×21.15×10-3=0.1856(mol.dm-3) 蛋白质%=14.01×0.1856×12.60×10-3×152/(16.0×0.6000)=34.12%


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