化学竞赛物质推断专题二解读(DOC 11页).doc

1、物质推断专题二第一题(14分将物质 A 4.832g溶解于1L水中用碱滴定所得溶液的等分试样(V=10mL,消耗0.0281mol/L NaOH溶液23.8mL。经过一段时间,重新从溶液中取等分试样(V=10mL,滴定消耗0.0281mol/L NaOH溶液47.4mL。将第二次滴定之后所得的溶液分为二等份,向一份溶液中加入MgSO4溶液,生成沉淀B(m=5.210-3g。向第二份溶液中加入BaCl2溶液,生沉淀的质量为5.3510-2g。1.试用计算来确定物质A和B。2.试写出题中所述反应的化学方程式。3.试提出合成A的方法及其进行的条件。4.以pH-V(AV(NaOH为坐标画出第一和第二个

2、等分试样的pH滴定图。第二题(16分使4.9052g金属M的氯化物和过量的微带颜色的液体A作用,放出气体,同时形成无色结晶化合物B。B十分温和地加热到170时转变为中性盐C,同时放出密度以氢计为24.9的褐色气体D。盐C继续加热转变为含金属64.04%的产物E。E继续加热时得到3.2582g 金属氧化物。此外还知道1mol化合物B在水溶液中能与7mol氢氧化钾反应。1.M为何种金属?2.气体D是单一的化合物吗?确定它的组成。3.B和E属于哪类化合物?4.写出上还所有反应的化学方程式。5.钙钛矿型复合氧化物是小分子物质氧化还原反应很有效的催化剂。研究表明在测定温度范围内,MNiO3具有金属导电性

3、,M2NiO4和MSrNiO4为P型半导体,电导率与CO氧化活性存在相互对应关系,其大小顺序为:MNiO3MSrNiO4M2NiO4。结构研究表明MNiO3为正常钙钛矿结构。(1MNiO3属于何种晶系?晶胞中各原子(离子的位置如何?试画出一个晶胞。(2M2NiO4结构可视为MO岩盐层与MNiO3交互出现的层状结构,MO插入使得MNiO3的三维同性转变为具有一定二维平面特性。CO在这类材料上首先吸附于Ni3+上的配位活化,然后与表面氧结合生成CO2,试写出离子方程式(可用最简单离子表示反应各物种。(3与MSrNiO4相似,钇钡铜氧化物是具有钙钛矿构型和相关的一种晶体结构,且晶体中Y、Ba、Cu的

4、原子个数比为123,试写出其化学式。铋的化合物丰富多彩。在液态SO2中,AsF5或其他五氟化物能氧化铋,其中能生成化合物A。经分析,A为离子化合物,阴离子为正八面体结构,阳离子为多个铋原子组成的原子簇,其结构为三角双锥。已知A的阳离子中铋原子全部为8电子结构。1.试确定A的结构简式;2.写出生成A的化学反应方程式。第四题(5分1.0g某族不活泼金属A溶于足量的王水生成B,蒸发溶液得红棕色晶体C,晶体C 的质量为2.65g,在晶体C中,A的质量分数为38.56%,含结晶水(H2O的质量分数为19.00%,将SO2通入B的溶液中,得到D的黄色溶液(A的含量为57.57%。1.写出所涉及反应的化学方

5、程式。2.画出C、D的空间构型。第五题(5分有化合物A的较浓的溶液,取等量分别盛放在a、b两只试管中,分别加入少量的AgNO3溶液都出现白色沉淀。在a试管中加入稀HNO3后沉淀不溶解,而在b试管中滴加几滴浓NaOH溶液,振荡后沉淀立即溶解。1.A的化学式是;2.写出溶解的离子方程。第六题(9分某微绿色气体A由两种短周期的元素组成,该气体可用某一气体单质通入Na2CO3溶液制得。若将标准状况下该气体20.00 mL溶入足量的:KI溶液(假设反应完全进行,再用0.1000mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,消耗Na2S2O3标准溶液35.70mL。该气体加热会爆炸性分解为B和C,将B

6、溶于水可生成D,A溶于水也可得到D,D为弱酸性物质。1.请写出A、B、C、D的化学式。2.气体A与NH3反应生成常温下为固体E、气体F和液体G。写出该反应的方程式。3.将A气体通入到AsF5中,生成一种共价型离子化合物H、化合物J和一种氧化性气体K。已知H的阴离子为正八面体构型,阳离子与O3是等电子体,在某非水溶剂中做电导实验,其电导性与NaCl相同。化合物J呈四面体结构,可由AsF3与臭氧(等物质的量反应制得,红外光谱显示,J中有一个AsF3没有的吸收。试写出H、J、K的化学式,并写出制备H和J的化学反应方程式。将Fe2O3和FeCl3的混合物放在密封的管中加热、化合得到A。A为菱形片晶,具

7、有金属光泽,对透射光呈红色。1.试写出生成A的化学反应方程式。2.A与A1Cl3在300左右反应生成B,同时又产生生成A的两种反应物之一。试写出生成B的化学反应方程式。3.FeCl3与乙醇混合,发生化学反应,随后往反应体系中通入氨气。(1写出该化学反应方程式。(2如何将反应产物加以分离?第八题(10分有2.379 3g的水合物样品,其化学式为M x A yzH2O,其中M为金属。和过量的SOCl2作用,把反应生成的气态产物导入含有盐酸和过氧化氢的氯化钡溶液中,被气态产物载带出来的少量SOCl2,可用冷冻法除去。反应时从溶液中析出沉淀的质量为14.004 g,其中硫的质量分数为13.74%。在另

8、一个反应中,把1.189 6g原样品溶解于水,并用水稀释到100cm3。20cm3这种溶液需和10cm3 0.2mol/dm3硝酸银溶液反应,这个滴定反应生成沉淀0.286 64g(用电导法测定滴定的终点。试回答:1.计算水合物的化学式。2.如果1mol水合晶体中含的结晶水数目最高为7,请给出其他不符合题意的一种可能的水合物实例。第九题(16分20世纪90年代初发现了碳纳米管,它们是管径仅几纳米的微管,其结构相当于石墨结构层卷曲连接而成的。近年来,人们合成了化合物E的纳米管,其结构与碳纳米管十分相似。气体A与气体B相遇立即生成一种白色的晶体C。已知在同温同压下,气体A的密度约为气体B密度的4倍

9、;气体B易溶于水,向其浓水溶液通入CO2可生成白色晶体D;晶体D的热稳定性不高,在室温下缓慢分解,放出CO2、水蒸气和B;晶体C在高温下分解生成具有润滑性的白色晶体E1;E1在高温高压下可转变为一种硬度很高的晶体E2。E1和E2是化合物E的两种不同结晶形态,分别与碳的两种常见同素异形体的晶体结构相似,都是新型固体材料;E可与单质氟反应,主要产物之一是A。1.写出A、B、C、D、E的化学式。2.写出A与B反应的化学反应方程式,按酸碱理论的观点,这是一种什么类型的反应?A、B、C各属于哪一类物质?3.分别说明E1和E2的晶体结构特征、化学键特征和它们的可能用途。4.试写出E与氟气反应生成A的化学反

10、应方程式。5.化合物A与C6H5NH2在苯中回流,可生成它们的11加合物;将这种加合物加热到280,生成一种环状化合物(其中每摩尔加合物失去2mol HF;这种环状化合物是一种非极性物质。写出它的化学式和结构式。第十题(6分自Jager合成出第一个四氮大环席夫碱镍的配合物以来,四氮大席夫碱配合物的研究,一直受到人们很大的关注。现在通过固液相模板反应合成了3:6,7:10,11:14,15-四苯并-1,4,9,12-四氮轮烯稀土金属配合物,方法如下:称取等量的邻苯二胺和邻苯二甲醛,溶于无水醚中,加入一定量自制的稀土氯化物粉末,使之悬浮于反应混合物中,氮气保护下搅拌半小时后,混合物开始出现暗绿色,

11、然后逐渐变成紫色。48小时后停止反应,过滤,滤饼用无水乙醚洗涤三次,放入装有P2O5的干燥器中真空干燥48小时,得紫色固体配合物。配合物的元素分析结果表明,该系列大环席夫碱稀土配合物具有类似的组成,其大环与金属离子的摩尔比均为11,且配合物中都含有4个结晶水。另外,配合物中心金属 定。无水配合物在三个不同的区域出现质子信号,证实了配合物中有五个不同质子,H原子个数比为11111。以Ln表示中心配位的稀土金属离子(Ln=La、Nd、Sm、Eu、Gd、Ho、Er、Tm、Yb、Lu,请画出配合物水合物的结构。第十一题(7分在A、B两元素组成的化合物中,B的含量占80%。在460K,1.01kPa压力

12、下测得该化合物蒸汽378cm3的质量是0.0267克。该化合物的每个分子中共含有128个质子。B元素的原子M层上有一个未成对电子。试(1求此化合物的摩尔质量。(2推导此化合物的分子式。(3写出该化合物的结构式。物质推断专题二参考答案第一题(14分1.A:NO2SO3F B:MgF2(各2分2.NO2SO3F+H2O=HNO3+HSO3F HSO3F+H2O=H2SO4+HF(缓慢进行;NaOH+HNO3=NaNO3+H2O NaOH+HSO3F=Na2SO4+H2O;NaOH+HF=NaF+H2O 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O;Mg2+2F-=MgF2SO42-+Ba2+=B

13、aSO4Ba2+2F-=BaF2。(4分3.N2O5+HSO3F=NO2SO3F+HNO3。由于A物质对热不稳定,在水中易水解,因此要在-10,在硝基甲烷中将酸缓缓加入N2O5中或将化学方程式写成1/2BrF3+SO3+NO2 (过量=NQ2SO3F+1/2BrF。(2分 4.(4分第二题(16分1.金属M是La,起始氯化物为LaCl3。(2分2.D是NO2或N2O4;气体D的摩尔质量为49.72g/mol。对于NO2,M=46g/mol,因此D是NO和N2O4的混合物。二聚体的物质的量分数为0.081。即在混合物中有0.081mol N2O4和0.919mol NO2。(2分3.LaCl3+

14、N2O4La(NO33或结晶溶剂合物La(NO33nN2O4。根据所给条件,C是容易放出NO2的La(NO32nN2O4。1mol B能和7mol KOH反应,其中的3mol结合NO3-, 4mol结合N2O4,于是n=2。E是硝酸盐分解的中间产物,含有La,O,N。O的质量分数为29.33(N的氧化数为+5。LaON=141。这是LaNO4氧络硝酸盐。当氮的氧化数为个3对无解。(2分4.LaCl3+5N2O4=La(NO332N2O4+3NOCl;La(NO 332N2O4La(NO33+2N2O4;N2O42NO2;La(NO33LaONO3+2NO2+1/2O2;2LaONO3La2O3

15、+2NO2+1/2O2;(4分5.(1面心立方:Ca2+位于顶点,Ti4+位于体心,O2-位于棱心。(3分(2Ni3+6CO=Ni(CO63+;Ni3+O2=Ni(O23+;3Ni(O23+Ni(CO63+=4Ni3+ +6CO2(2分(3YBa2Cu3O7。(1分第三题(5分1.A:Bi5(AsF63(3分;2.10Bi+9AsF5=2Bi5(AsF63+3AsF3(2分。第四题（5 分） 13Pt4HNO318HCl3H2PtCl64NO8H2O（1 分） H2PtCl66H2OH2PtCl66H2O（1 分） H2PtCl6SO22H2OH2PtCl4H2SO42HCl（1 分） 2C：

16、 （八面体） D： （平面四边形） （各 1 分） 第五题（5 分） 1NH4Cl（3 分） 2AgCl2NH42OHAg(NH32Cl2H2O（2 分） 第六题（9 分） 1A：Cl2O（1 分） ；B：Cl2（0.5 分） ；C：O2（0.5 分） ；D：HClO（0.5 分） ； 2Cl22Na2CO3H2OCl2O2NaHCO32NaCl； 2Cl22NaHCO3Cl2O2CO22NaClH2O； Cl2OH2O2HClO；2Cl2O2Cl2O2。 23Cl2O10NH36NH4Cl2N23H2O（2 分） 。 3H：ClO2AsF6；J：OAsF3；K：Cl2； （各 1 分） 5C

17、l2O3AsF52ClO2AsF6OAsF34Cl2；AsF3O3OAsF3O2。 （各 1 分） 第七题（7 分） 1Fe2O3FeCl33FeOCl。 分） （2 2A1Cl3FeOClAlOClFeCl3。 分） （2 3 （1）FeCl33C2H5OH3NH3Fe(OC2H533NH4Cl（2 分） （2）用苯从反应混合物中萃取。 分） （1 第八题（10 分） 1根据题意，由硫的百分含量可计算出沉淀的摩尔质量，进一步推导出此沉淀是硫酸 钡。 反应式：MxAyzH2OzSOCl2zSO22zHClMxAy 2 zSO2zH2OzBa zBaSO42zH n(BaSO4m（BaSO4）/

18、 M（BaSO4）14.004/233.40.06（mol） 。由、式知水合 物中水的物质的量 n（H2O）0.06mol。 分） （4 2样品中 A 的物质的量： 即 据另一反应方程式： A AgA n(Ag cV0.20.010.002mol， n(AgA Ag 0.002mol，所以 M(AgAm(AgA/n(AgA0.286 64/0.002143.32g/mol。根据相对原子 质量知：ACl；即滴定生成的沉淀是氯化银，所以水合物是氯化物的水合物。 根据式，在 1.189 6g/50.237 92g 水合物中有 0.002molCl 。所以在 2.379 2g 水合物 中含 0.02m

19、olCl ，故水合物中 Cl 和 H2O 的物质的量比：n（Cl ）n（H2O）0.020.06 13。 （1） 假设 MCl 2O，（Cl ） 3H n 0.02mol，（MCl 2O） n 3H 0.02mol， （MCl 2O） M 3H 2.359 2g0.02mol118.965gmol，所以 MMM（MCl3H2O）MM3M（H2O） 118.96535.45354.04629.466（g/mol） 。查相对原子质量表，知具有类似摩尔质量的元 素是非金属，所以第一种假设不能成立。 （2）当水化物为 MCl26H2O，n（Cl ）0.02mol，n（MCl26H2O）0.01mol，

20、所 （MCl2 2O） 6H 2.379 3g/0.01mol237.93g/mol， MM M （MCl2 2O） 6H 2MCl 以 MMM 6M 2O） （H 237.9360.906108.09258.932g/mol。 根据元素周期表中相对原子质量知： MCo。 9H n n 9H 0.02mol，（MCl3 2O） 0.02mol / 3mol， （3） 假设水合物为 MCl3 2O，（Cl ） M 9H M 9H （MCl3 2O） 2.379 3g0.02m013356.895gmol， MM （MCl3 2O） 3MCl 9M（H2O）356.895106.359162.13

21、988.397gmol，查表知：MY。若水合物是 YCl39H2O 及其他类型水合物，如 SnCl412H2O 均不符合题意。 （1mol 水合物中水的摩尔 数最大为 7） 分） （6 第九题（16 分） 1A：BF3；B：NH3；C：F3BNH3；D：NH4HCO3；E：(BNn。 （各 1 分） 2BF3NH3F3BNH3；酸碱加合反应；BF3 为 Lewis 酸，NH3 为 Lewis 碱，F3BNH3 为酸碱加合物。 分） （3 3E1 的结构与石墨相似，为六方晶系，层状结构，层中 B 原子与 N 原子通过 sp2 杂化 轨道成键，B 和 N 之间的共价键长小于其共价半径之和；有部分双

22、键特征，层与层之间通 3 过分子间力结合。E2 与金刚石相似，为立方晶系，B 原子与 N 原子以 sp 杂化轨道形成共价 单键，交替连接形成三维结构。E1 可用作耐高温材料、高温润滑材料和绝缘材料；E2 因与 金刚石的硬度相似，可以代替金刚石作磨料、切割材料等。 分） （4 42BN3F22BF3N2。 分） （2 5生成的环状化合物的化学式为(C6H5NBF3，结构式： （2 分） 第十题（6 分） 第十一题（ 第十一题（7 分） （1）MWRT/(PV0.02678.31460/(1.010.378267g/mol。 分） （2 （2）化合物中含 A：2670.253.4g/mol，含 B

23、：2670.8213.6g/mol。 推证 B 元素。B 可能是 Na(3s1，Al(3s23p1，Cl(3s23p5，Sc(3d1 4s2。 在化合物的一个分子中，只有氯含有整数个原子（213.6236）因此 B 元素是氯。 推证 A 元素。化合物的一个分子中含 A 元素原子的质子数之和为：12817626 个。 它可能是 Fe，那么分子式将为 FeCl6，但 Fe 的原子量为 56，与化合物分子中含 A 的相对质 量 53.4 不相符，因此 A 不是 Fe。它可能是 2 个 Al 原子，并且原子量之和 27254，与上 述 53.4 颇为一致。 由上分析，可得化合物分子式为：A12C16。 分） （3 （3）结构式： （2 分）