Rxijw_q中学化学竞赛试题资源库——铁系元素
2015年高中化学竞赛辅导 无机化学 19.1铁系元素知识点素材

第十九章 过渡元素(II)Chapter 19 The Transition Elements (II)第VIIIB 族元素包括九种元素1.Ferrous metals :Iron (Fe) Cobalt (Co) Nickel (Ni)2.Platinum metals :Ruthenium (Ru) Rhodium (Rh) Palladium (Pd) Osmium (Os) Iridium (Ir) Platinum (Pt)铂系元素又被称为稀有元素,它们与金、银一起又称为贵金属(noble metals ) Valence electron configuration (n - 1)d x n s 2(x = 6、7、8) 例外:Ru 4d 75s 1, Rh 4d 85s 1, Pd 4d 105s 0, Pt 5d 96s 1§19-1 铁系元素 The Ferrous Elements包括:Iron (Ferrum) (Fe) Cobalt (Co) Nickel (Ni) 一、General Properties1.它们最外层4s 原子轨道上都有二个电子,只是次外层的3d 轨道上的电子数分别为6、7、8,而且原子半径又十分相近,所以它们的性质很相似。
2.Oxidation states :过渡元素(II)的最高氧化态,除了Os 、Ru 形成+8氧化态外,其它各元素的最高氧化态都小于8,这说明过渡元素(II)的d 轨道上的电子只能部分参与成键。
Fe 主要是+2、+3氧化态,也有+6氧化态;Co 主要是+2、+3氧化态,也有+4、+5氧化态的报导;Ni 主要是+2、+3氧化态,也有+4氧化态。
Fe 、Co 、Ni 的低氧化态(0、-1、-2)等出现在金属羰基配合物中,如:Fe(CO)5、-24Fe(CO)、-4Co(CO)、-262](CO)Ni [等。
二、The Simple Substances1.Physical properties :(1) 铁系元素的熔、沸点随原子序数的增加而降低,这可能是因为3d 轨道中成单电子数依次减少,金属晶体中自由电子数减少,金属键减弱的缘故;(2) 它们都具有金属光泽,都是铁磁性物质(ferromagnetism );(3) 密度随原子序数的增大而增大,这是由于铁系元素的原子半径随原子序数的增大而变小的缘故。
初中化学自招,初中化学竞赛-铁及其化合物

铁及其化合物铁单质(Fe)1.铁的物理性质:铁具有银白色金属光泽和良好的延展性,是电和热的良导体,能被磁铁吸引。
纯铁比铁合金更耐腐蚀,原因是_____________________________________。
2.铁的化学性质:Fe的原子序数是26,原子结构示意图为________________,铁是较活泼的金属,发生化学反应时可生成+2、+3两种价态的化合物。
(1)与非金属单质(O2、Cl2、S)反应:(2)与水反应:_________________________________。
(3)与酸(稀H2SO4、浓H2SO4、稀HNO3)反应:___________________________、_______________________、____________________________。
(4)与盐溶液(CuSO4)反应:Fe+CuSO4→FeSO4+Cu。
(5)钝化反应:常温下,铁可在浓硝酸或浓硫酸中发生钝化反应而生成致密的氧化膜。
铁的化合物1.2.白色固体红褐色固体受热分解Fe(OH)FeO+H2O 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O2可溶性亚铁盐与碱溶液反应可溶性铁盐与碱溶液反应溶液,观察到的现象是:先生成白色絮状沉淀,然后变成灰绿色,最后变成红褐色,相关反应为:_______________________、_______________________。
3.含有Fe3+的溶液显黄色,检验溶液中Fe3+的方法有:(1)用KSCN溶液;(2)用NaOH溶液;(3)湿润的淀粉-KI试纸;4.含有Fe2+的溶液显浅绿色,检验溶液中Fe2+的方法有:(1)用KSCN溶液和氯水;(2)用NaOH溶液;(3)酸性高锰酸钾溶液;5.“铁三角”的转化,Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化:(1)Fe→Fe2+,则铁要与_____(填“强氧化剂”或“弱氧化剂”)反应,如与碘单质、S、氢离子、铜离子、铁离子等反应:(2)Fe→Fe3+,则铁要与_____(填“强氧化剂”或“弱氧化剂”)反应,如与氯气、溴单质、硝酸、浓硫酸等反应:(3)Fe2+→Fe3+,则Fe2+与氧化剂反应,如与氯气、溴单质、硝酸、浓硫酸、高锰酸钾、双氧水等反应:(4)Fe3+→Fe2+,则Fe3+与还原剂反应,如与铁、铜、硫离子、碘离子等反应:例1.下图表示人类使用不同金属的大致年代。
中学化学竞赛试题资源库——铬族及其化合物(参考)

中学化学竞赛试题资源库——铬族及其化合物中学化学比赛试题资源库——铬族及其化合物A组1.将硫酸钾、硫酸铬(Ⅲ)和铬矾三种盐溶液于硫酸酸化的水中,测得[K+]=0.025mol/L,[Cr3+]=0.015mol/L,溶液的pH=1。
假设溶液中硫酸彻底电离成H+离子和SO42-离子,则[SO42-]为A 0.035mol/LB 0.070mol/LC 0.085mol/LD 0.140mol/L2.在KOH熔体中大气中的氧可将铬铁矿(FeCr2O4)中Fe和Cr的氧化态都转化为+6氧化态,1mol FeCr2O4在理论上需要多少mol氧气使之氧化A 2molB 2.5molC 3molD 4mol3.向Cr2(SO4)3的水溶液中,加入NaOH溶液,当pH=4.6时,开始现现Cr(OH)3沉淀,随着pH的升高,沉淀增多,但当pH≥13时,沉淀消逝,浮现亮绿色的亚铬酸根离子(CrO2-)。
其平衡关系如下:Cr3++3OH-Cr(OH)3CrO2-+H++H2O(紫色)(灰绿色)(亮绿色)向0.05mol·L-1的Cr2(SO4)3溶液50mL中,加入1.0mol·L-1的NaOH溶液50mL,充分反应后,溶液中可观看到的现象为A 溶液为紫色B 溶液中有灰绿色沉淀C 溶液为亮绿色D 无法推断4.将KCl和CrCl3两种固体混合物共熔制得化合物X,X由K、Cl、Cr元素组成。
将1.892g X中Cr元素全部氧化成Cr2O72-,Cr2O72-可过量的KI中氧化出2.667g I2,反应的离子方程式是:Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O,假如取溶有1.892g X的溶液,加入过量的AgNO3,可得4.52g AgCl沉淀,则表示X组成的化学式为A K3Cr2Cl7B K3Cr2Cl5C K3Cr2Cl9D K2CrCl45.将两种硫酸盐按一定质量比混和后制得化合物W,已知W溶于水可电离出K+、Cr3+和SO42-。
铁系元素

中学化学竞赛试题资源库——铁系元素A组1.铁片插入后溶液的质量减少而无气体放出的是A H2SO4B CuSO4C FeCl3D AgNO32.常温下,能盛放在铁容器中的物质是A浓盐酸 B 浓硝酸 C 硫酸铜溶液 D 稀硫酸3.铁元素位于周期表的第四周期第Ⅷ族,具有可变价态,下列物质与铁反应后,产物中存在三价铁的是A硫磺 B 水蒸气 C 稀硫酸 D 硫酸铜溶液4.把等量的硫粉与铁粉混合物放在石棉网上加热,则生成物可能有A FeSB Fe2S3C SO2、Fe2O3D FeS、SO2、Fe3O45.下列叙述正确的是A Fe能与稀HNO3作用发生钝化B Cu能还原FeCl3溶液中的Fe3+为单质FeC 多数硝酸盐是无色晶体,易溶于水且性质不很稳定D 块状碳酸钙与稀硫酸反应制取二氧化碳6.在集气瓶内做燃烧实验时,在瓶底应先放一层细砂的是A铁丝在氧气中燃烧 B 钠在氯气中燃烧C 白磷在氯气中燃烧D 镁条在二氧化碳中燃烧7.设下列合金中只有两种元素,质量相同的这些合金中,跟足量的稀硫酸反应,产生的氢气最多的是A熟铁 B 硅铁 C 普通铁 D 锰铁8.某金属氧化物中含氧30%,该金属为+3价,则该金属的原子量为A39 B 65 C 64 D 569.取一定量的氧化铜粉未与0.5L稀硫酸完全反应后,将一根50g铁棒插入上述溶液中,至铁棒质量不再变化时,铁棒增重0.24g,并收集到224mL氢气(标况)。
由此推知此氧化铜粉未的质量为A 1.92gB 2.4gC 6.4gD 8g10.将镁、铝和铁的单质分别投入质量相等且足量的稀硫酸中,反应结束后所得溶液的质量仍相等,则投入的三种金属的质量关系为A Al>Mg>FeB Mg>Al>FeC Fe>Mg>AlD Al=Mg=Fe11.在同样条件下,将铁和铝投入质量相等、且为足量的稀硫酸中,反应结束后,两溶液的质量仍然相等,则A所投入的铁、铝质量相等B 所投入的铁的质量大于铝的质量C 所投入的铝的质量大于铁的质量D 铁、铝产生氢气的质量相等12.某不纯的铁中可能含有镁、铝、铜杂质,取这种铁片5.6g与足量的稀盐酸反应,得到0.2g氢气,则该铁片A一定含有铝 B 一定含有镁C 一定含有铜D 一定同时含有这三种金属杂质13.常温下取金属钠、铝、铁各ng,加入1mol/L的硫酸VmL,要使铝、铁反应后放出等量的氢气,且比钠反应生成的氢气少,V和n的数值关系是A V≤1000n/56B V≤n/23C V<n/56D V≥1000n/1814.在铁与铜的混和物中,加入一定量的稀硝酸,充分反应后剩余金属m1g,再向其中加入一定量的稀硫酸,充分振荡后,剩余金属m2g,m1与m2的关系是A m1一定大于m2B m1可能等于m2C m1一定等于m2D m1可能大于m215.在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应,可以得到铁的氧化物。
中学化学竞赛试题资源库——铁盐

个人资料整理,仅供个人学习使用中学化学竞赛试题资源库一一铁盐A组1.为了除去FeSQ溶液中的Fe3*,可用加入纯铁屑的方法,但此法很费时;现有一种方法是在蒸馏水沸腾时加入粉未状的绿矶(少量多次) ,搅拌,直到观察到有褐色沉淀产生即可停止加入药品,煮沸1〜2分钟,趁热过滤,密封保存所得的FeSO q溶液,此法的原理是A Fe3+易水解,它的水解产物之一能抑制的Fe2+水解B Fe2+有较强的还原性,它能还原Fe3+C Fe3+有较强的氧化性,它能氧化Fe2+D Fe3+的水解是吸热反应,升温能促进它的水解2 .溶液中有Fe3+存在,则可与它同时大量存在的是—2—+ —A OHB S CH D SCN3•在强酸溶液中存在大量的Fe2+和Ba2+,那么在溶液中含有的离子是A N03 一B SO』一C C「D CO32「4 •在较高浓度的Fe3*溶液中,下列高于能与Fe3*大量共存的是A H*、SO4"B AI0 2「、CO32一C HS「、S2「D OH「、N03「5•下列各组离子的溶液中,加入足量的溴化亚铁晶体时,有两种离子的浓度明显减小的是A K*、OH「、CO32一B Na*、Ag *、NO3一* 2- 2- * 2* —C K、SO4、SD H、Cu 、NO36.分别用铁a,氧化亚铁b,混有少量Fe2O3的铁c,制取相同质量的绿矶,需要H2SO4 的质量是A a> b> cB b>a>cC c>b> aD a= b= c7 •铁有可变化合价,将14.4g草酸亚铁(FeC2O4)与空气隔绝加热分解,最终得到7.2g铁的氧化物,则该铁的氧化物是A FeOB Fe2O3C Fe3O4D Fe3O4 和FeO8 .为了证明(NH4)2Fe(SO4)2 • 6H2O (硫酸亚铁铵晶体)的成分中含有Fe2* ,按如下步骤作:(1 )第一步:对试样进行观察,说明试样中可能有Fe2*存在的外观特征是______________ 。
高一化学竞赛辅导资料几种重要的金属练习

高一化学竞赛辅导材料几种重要的金属——镁、铝、铁、铜【【易错指津】1.镁是爽朗金属,虽不跟碱性溶液反响,但能置换出酸中的氢,也能与水解呈酸性的盐溶液反响产生H2。
2.留意对Al2O3、Al(OH)3两性的理解,以及对Al3+、AlO2-存在条件的认识。
Al2O3、Al(OH)3仅能溶于强酸和强碱溶液中(如在氨水和碳酸中均不溶),Al3+、AlO2-只能分别存在于酸性与碱性溶液中。
Al3+与以下离子不能大量共存:OH-、CO32-、HCO3-、SO32-、S2-、AlO2-, AlO2-与以下离子不能大量共存:H+、HCO3-、NH4+、Al3+、Mg2+、Cu2+。
3.留意正确理解图象的涵义。
图示中每个曲线或每条曲线的转机点(拐点),都反映了特定的反响,假设没有找对,或对生成沉淀和沉淀溶解所需参加(或通入)溶液(或气体)的量之比没搞清,易导致错误。
留意研究以下几个实验现象及产生沉淀的量与参加物质的量的数量关系的图象:①向AlCl3溶液中逐滴参加NaOH溶液直至过量;②向AlCl3和MgCl2混合中逐滴参加NaOH溶液直至过量;④向HCl、MgCl2、AlCl3混合液中逐滴参加NaOH溶液直至过量;③向NaAlO2溶液中逐滴参加HCl溶液直至过量;⑤向HCl溶液中逐滴参加NaAlO2溶液直至过量。
这些是以化学知识为载体考察学生的综合才能的重要的命题内容,认真研究一定会有好处。
4.Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3。
因此在碱性溶液中Mg2+总是转化为Mg(OH)2沉淀,产生的MgCO3也会在加热的条件下逐步转化为Mg(OH)2[MgCO3+H2O(沸水)=Mg(OH)2+CO2↑]。
5.NO3-与Fe2+在酸性条件下,不能共存。
6.过量的Fe与硝酸作用,或在Fe和Fe2O3的混合物中参加盐酸,要留意产生的Fe3+还能够氧化单质Fe这一隐含反响:Fe+2Fe3+=3Fe2+。
7.留意FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得剩余固体的区别。
高中化学竞赛题--元素推断综合

中学化学竞赛试题资源库——元素推断综合A组1.X、Y、Z分别是三种单质,它们都是常见的金属或非金属;M、N、R是常见的三种氧化物,其中一种具有高熔点,而且有如下的反应(反应条件末标出,反应式末配平):①X+Z→N ②M+X→N ③M+Y→R+X,若X是非金属,则组成Y单质的元素在周期表中的位置是A 第二周期ⅣA族B 第二周期ⅥA族C 第三周期ⅡA族D 第三周期ⅣA族A ①②③B ①②④C ②③④D ①②③④2.A、B两种元素的质子数之和为21,A原子核外电子比B原子核外电子少5个,下列有关叙述中,不正确的是A 固体A单质是分子晶体B B单质能与某些金属氧化物反应C B单质能与酸反应,但不能与碱反应D A、B可构成一种阴离子,这种阴离子与硝酸反应可转化成B的阳离子3.X是核外电子数最少的元素,Y是地壳中含量最丰富的元素,Z在地壳中的含量仅次于Y,W可以形成自然界最硬的原子晶体。
下列叙述错误的是A WX4是沼气的主要成分B 固态X2Y是分子晶体C ZW是原子晶体D ZY2的水溶液俗称“水玻璃”4.元素X和Y在元素周期表中处于相邻周期,两种元素原子的质子数之和为21,Y 元素原子的核外电子数比X元素原子的核外电子数多5。
则下列叙述不正确的是A X和Y两元素形成的化合物在熔融状态下电解可以得到两元素的单质B Y元素的单质不能和金属氧化物反应C X和Y能构成一种阴离子,这种阴离子与过量H+反应可以转变为Y元素的阳离子D X元素的一种单质能有效地吸收太阳光线中的紫外线5.A、B、C三种短周期元素,原子序数按A、B、C依次增大,A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,B元素原子的次外层电子数是最外电子数的2倍,C元素原子的最外层电子数是内层电子总数的一半。
则下列说法中正确的是A A元素的气态氢化物都是含极性键的非极性分子B B元素在自然界的含量最多C C元素可以组成不同的单质,它们互为同素异形体D A、B、C的氧化物都能溶于水形成酸6.A、B、C、D四种短周期元素,原子序数按A、D、B、C依次增大,A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,B元素原子的次外层电子数是最外电子数的2倍,C元素原子的最外层电子数是内层电子总数的一半,D元素原子K、M两电子层上电子数之和为其L电子层上电子数的一半,则下列说法中正确的是A A元素的最高价氧化物和气态氢化物都是含极性键的非极性分子B B元素在自然界的含量最多C C元素的最高价氧化物对应的水化物不止一种D D 元素的单质可在A 元素的最高价氧化物中燃烧7.A 、B 、C 、D 为原子序数依次增大的同周期的短周期元素。
初中-中学化学竞赛试题资源库初中元素与化合物

中学化学竞赛试题资源库——初中元素与化合物A组1.下列各物质的名称或俗称与其化学式不一致的是A 烧碱、纯碱、NaOHB 天然气(主要成分)、沼气、CH4C 金刚石、石墨、CD 消石灰、熟石灰、Ca(OH)22.海水中含量(质量分数)最多的元素是A 氢B 氧C 钠D 氯3.来自海洋深处的可燃冰的主要成分是A CH4B H2C COD CO24.二氧化碳的下列用途,既跟它的物理性质有关,又跟它的化学性质有关的是A 制干冰B 制化肥C 制纯碱D 灭火5.能将氢气中混有的二氧化碳和水蒸气同时除去的是A 烧碱溶液B 浓硫酸C 五氧化二磷D 碱石灰6.下列情况:①煤燃烧②工业废气任意排放③燃放鞭炮④飞机、汽车尾气排放。
可能引起大气污染的是A 只有①B 只有②④C 只有①②③D ①②③④7.酸雨对下列物质的腐蚀作用最强的是A 铜制塑像B 大理石雕刻C 水泥路面D 铝制窗框8.报纸不能用来包装食品,除因可能带有病毒外,还主要因为报纸上带有A 油墨B 锡C 铝D 铅9.作航行指示灯的灯泡中可发出红色的光,是在灯泡中加入了A 氦气B 氖气C 氩气D 氢气10.锌坝白是一种白色颜料,其主要成分是难溶于水的锌盐和钡盐,则它们可能是A ZnS和BaSO4B ZnCO3和BaCl2C Zn(NO3)2和BaCO3D ZnSO4和Ba3(PO4)211.蒸馒头时,在发酵的面团中加入一些纯碱溶液,其作用是A 使馒头变白B 缩短蒸馒头时间C 除去生成的酸D 使馒头松软12.新买的铝锅、铝壶用来烧开水时,凡是水浸到的地方都会变成黑色,这是由于水中含有可溶性的A 钠盐B 镁盐C 铁盐D 钙盐13.天原化工厂通过电解食盐水来得到一些化工基本产品。
下列物质中不属于上述化工产品的是A 烧碱B 硫酸C 氢气D 盐酸14.氢气将是一种很有前途的新能源。
以水为原料大量制取氢气最理想的途径是A 由热电站提供电力电解水B 改进以焦碳和水制水煤气的方法C 利用太阳能分解水D 使赤热的铁和水反应生成氢气15.下列关于水的叙述中,正确的是A 水是由氢、氧两种元素按2︰1的比例组成的B 天然水是一种溶液,能导电C 水循环是指海洋水和陆地水之间的互相转换和运动D 人体内的各种代谢终产物必须溶解在水中才能通过各种排泄途径排出体外16.我国劳动人民自古以来就对金属冶炼技术有过较大贡献。
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|_~吾尝终日而思矣,不如须臾之所学也;吾尝而望矣,不如登高之博见也。
--《荀子·劝学》中学化学竞赛试题资源库——铁系元素A组1.无水CoCl2为深蓝色,吸水后变为杨红色的水合物,水合物受热后又变成无水CoCl2,故常在实验室中用作吸湿剂和空气湿度指示剂。
现有无水CoCl2 65g,吸水后得到CoCl2·xH2O 119g,则水合物中x的值是。
2.过渡元素Co有多种可变化合价,将11.9gCoCO3置于纯氧中强热,完全反应后得某钴的氧化物8.3g,根据此实验数据,写出CoCO3在纯氧中强热的化学方程式。
B组3.已知Fe(OH)3在pH为3.7时完全沉淀,而Ni(OH)2在pH为6.9时才开始沉淀,现在为了除去NiSO4酸性溶液中的Fe3+,可在搅拌的情况下加入一种试剂,过滤后用重结晶法以制备NiSO4·7H2O,则加入的试剂应是A NH3·H2OB NaOHC NiCOD CaCO3浊液4.在硫酸镍的酸性溶液中含有Fe2+和Fe3+离子,为了制备纯硫酸镍,通常加入____使____,再加入使生成,以除去铁。
5.为研究第Ⅷ族元素的性质递变规律,现取两只试管,在试管①中盛Fe(OH)3,在试管②中盛Co(OH)3,向两支试管中各加入浓盐酸,并在试管口放湿润的KI淀粉试纸,结果发现试管①中沉淀溶解,试管口试纸不变色;试管②中沉淀溶解,且试管口试纸变蓝色,根据上述实验,可推知:Fe3+的氧化性比Co3+的氧化性(强或弱);有关反应的离子方程式为:C组6.Na4[Co(CN)6]晶体,加入NaOH溶液中,有氢气放出,请写出反应的化学方程式。
7.写出下列实验的现象和反应的化学方程式。
(1)向黄血盐溶液中滴加碘水。
(2)将3rnol/L的CoCl2溶液加热,再滴入AgNO3溶液。
(3)将[Ni(NH3)6]SO4溶液水浴加热一段时间后再加入氨水。
8.回答下列各题(1)向少量FeCl3溶液中加入过量的饱和(NH4)2C2O4溶液后,滴加少量KSCN溶液并不出现红色,但再滴加盐酸则溶液立即变红色。
请解释其原因。
(2)Co3+的盐一般不如Co2+的盐稳定,但生成某些配合物时,Co3+却比Co2+稳定。
请解释其原因。
(3)由CoSO4·7H2O制无水CoCl2。
(4)由粗镍制备高纯度的镍。
9.蓝色化合物A溶于水得到粉红色溶液B。
向B中加入过量氢氧化钠溶液得到粉红色沉淀C。
用次氯酸钠溶液处理C则转化为黑色沉淀D。
洗涤、过滤后将D与浓盐酸作用得到蓝色溶液E。
将E用水稀释后又得到粉红色溶液B。
请确定A、B、C、D、E所代表的物质。
10.锇的名称源自拉丁文,原义“气味”,这是由于锇的粉末会被空气氧化为有恶臭的OsO4(代号A,熔点40℃,沸点130℃)。
A溶于强碱转化为深红色的[OsO4(OH)2]2–离子(代号B),向含B的水溶液通入氨,生成C,溶液的颜色转为淡黄色。
C十分稳定。
C 是A的等电子体,其中锇的氧化态仍为+8。
红外图谱可以检出分子中某些化学键的振动吸收。
红外谱图显示C有一个四氧化锇所没有的吸收。
C的含钾化合物是黄色的晶体,与高锰酸钾类质同晶。
(1)给出C的化学式。
(2)给出A、B、C最可能的立体结构。
11.混合溶液A为紫红色。
向A中加入浓盐酸并微热得到蓝色溶液B和气体C。
向A 中加入NaOH溶液则得到棕黑色沉淀D和绿色溶液E。
向A中通入过量SO2则溶液最后变为粉红色溶液F。
问F中加入过量氨水得到白色沉淀G和棕黄色溶液H。
G在空气中缓慢转变为棕黑色沉淀。
将D与G混合后加入硫酸又得到溶液A。
请确定A、B、C、D、E、F、G、H所代表的化合物或离子,并写出有关反应的化学方程式。
12.1.0g某不活泼金属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37.76%,含结晶水(H2O)的质量分数为20.86%,将SO2通入B的溶液中,得到D的黄色溶液,D可以与乙烯形成金属有机配合物E,用乙醚萃取E的水溶液,可得中性化合物F。
回答下列问题:(1)写出所涉及反应的化学方程式。
(2)画出C、D、E、F的空间构型。
13.在熔封的容器中将化合物A与气体B和单质C一起加热时,生成无色液体D和固体物质X。
在室温下,D慢慢转变为橙色晶体物质E,而在50℃时,此反应实际上是瞬时进行的,E对光的作用比D稳定。
加热到150℃时,E分解出唯一的固体产物——单质F。
此外还知道:化合物A含卤素79.02%;在化合物D中,氧的质量分数为33.18%,而在化合物E中,算的质量分数为30.03%;实验室里通常以甲酸脱水制取B。
(1)试写出以密码字母表示的物质的分子式,以及所述反应的方程式;(2)试说明物质C在生成物质D的反应中的作用。
(3)试解释化合物D和E颜色的差别。
14.元素A的单质在氯碱工业中可用作电解槽的阳极材料。
A在酸性溶液中被KMnO4氧化时,可生成橙黄色的AO4。
在KCl存在下,AO4可被HCl还原成红色晶体K4[A2OCl10]。
迄今已知只有两种金属四氧化物,AO4是稳定性较差的一种。
(1)写出A的元素名称。
A在长式周期表中的第几周期,第几列?(2)写出AO4中A的杂化形态,AO4的几何构型。
(3)画出配合物中阴离子的结构式。
(4)配合物K4[A2OCl10]是顺磁性还是抗磁性?(5)写出六配位配合物ACl2(H2O)4+和ACl3(H2O)3的立体异构体?实验证实中者的所有异构体经水解只转化成前者的某一种异构体Y。
试画出Y的结构,并通过分析上述实验结果指出,配合物水解(取代)反应有什么规律?15.氯化钯是一种重要的催化剂,在石油化工和汽车尾气转化中应用广泛,从工业废料中提取钯通常得到的物料是二氯二氨合钯,然后再用复杂的工艺得到氯化钯,并且环境污染严重,转化率低。
2005年有人报道制取的新工艺,过程较简单,无污染,直收率99%,产品纯度>99.95%。
(1)在二氯二氨合钯中加入一定量的水和盐酸,加热至100℃得澄清溶液A。
写出该反应的化学方程式:(2)于上述A的热溶液中加入一定量的氯酸钠溶液,继续加热溶液有气体逸出,得溶液B,写出该反应的化学方程式,此时钯以何形式存在?(3)在溶液B中加入10% NaOH溶液调节pH=10,保持溶液温度在100℃左右得沉淀C。
如溶液PH>10,上清液中钯含量升高。
分别写出溶液B中生成沉淀C及上清液中钯量又升高的化学反应方程式。
(4)在C中加入浓盐酸加热至100℃浓缩直至蒸干,再在120℃下烘5小时。
写出发生的化学反应方程式。
16.最常用的燃料电池催化剂为Pt/C,催化剂与纯铂催化剂相比,Pt/C催化剂具有比表面大、Pt利用率高、催化性能好等优点。
尤其是大大降低了燃料电池的成本。
影响Pt/C 催化活性的基本因素是催化剂的颗粒尺寸及其表面功能群,包括碳黑的预处理、催化剂的制备、方法载体的颗粒尺寸和性能、对催化剂的处理方法等。
(1)氯铂酸直接还原法具有操作简单、Pt的分散性好、催化剂活性高等优点,是制备Pt/C催化剂的理想方法。
H2PtCl6 是二元酸,在水溶液中氢离子以水合氢离子存在;N2H4 作为还原剂,在水溶液夺取质子显示碱性;一定量经过处理的导电碳黑加入少量异丙醇以改善其浸润性,加入二次蒸馏水中配成悬浊液,搅拌使混合均匀加入计算量的H2PtCl6·6H2O 溶液搅拌,升温到80ºC,保持2h,将溶液的pH调至中性,然后加入N2H4二者混合发生离子反应。
写出离子反应方程式(包括氯铂酸和N2H4溶于水的反应)(2)亚硫酸根络合物法:在H2PtCl6·6H2O溶液中加入过量NaHSO3,微热至溶液变为无色,并用一定浓度的NaOH溶液保持pH为4.5,搅拌同时加入适量的导电碳黑,并缓慢滴30%H2O2保持pH=4.5,当pH不再改变时,将溶液加热煮沸30min,冷却抽滤洗涤沉淀,至滤液中无Cl-存在。
将沉淀在60℃N2保护下,烘干,135℃空气中加热即得Pt/C催化剂。
这个实验原理分三步进行:分别写出化学方程式:①发生氧化还原形成亚硫酸根络合物H3Pt(SO3)2OH的同时还有一种酸、两种正盐生成;②双氧水和亚硫酸根络合物反应生成PtO2;③催化剂的生成。
17.元素A在氯碱工业中可用做电解槽的阳极材料。
A在酸性溶液中被KMnO4氧化时,可生成橙黄色的AO4。
在KCl存在下,AO4可被KCl还原生成红色晶体K4[A2OCl10]。
迄今已知只有两种金属四氧化物,AO4是稳定性较差的一种。
(1)写出A的元素名称A在长式周期表中的第几周期、第几族?(2)画出配合物中阴离子的结构式。
(3)配合物K4[A2OCl10]是顺磁性还是抗磁性?(4)AO4分子属于何种空间构型,何种点群?18.铂的配合物是一类新抗癌药,如顺式一二氯二氨合铂对一些癌症有较高治愈率。
铂元素化学性质不活泼,几乎完全以单质形式分散于各种矿石中,铂的制备一般是先用王水溶解经处理后的铂精矿,滤去不溶渣,在滤液中加入氯化铵,使铂沉淀出来,该沉淀经1000℃缓慢灼烧分解,即得海绵铂。
回答下列问题:(1)写出上述制备过程有关的化学方程式;(2)氯铂酸与硝酸钠在500℃熔融可制得二氧化铂,写出化学方程式。
PtO2在有机合成中广泛用作氢化反应的催化剂,试问此反应中实际起催化作用的物种是什么?(3)X射线分析测得K2[PtCl6]晶胞为面心立方,[PtCl6]2-中Pt4+位于立方体的八个角顶和六个面心。
问Pt4+采用何种类型杂化?[PtCl6]2-空间构型?K+占据何种类型空隙?该类型空隙被占百分率?标出K+在晶胞中的位置。
19.随着医药、化学工业的发展,钯碳催化剂的用量日益增多,随之废钯催化剂也越来越多,据分析,废钯催化剂中含银5%~6%、碳93%~94%、铁1%~2%、铜0.1%~02%以及锌、镍等金属和杂质,故钯碳具有很高的回收价值。
由废钯催化剂(亦称钯碳)制取氯化钯的工艺过程主要包括:钯碳焚烧、王水溶解、氨水除铁、酸析(钯的氨配合物遇到稀盐酸能析出黄色结晶[Pd(NH3)2C12])、焙烧(550℃)等。
(1)试以框图(即方块图),例如:形式绘出由钯碳制取氯化钯的工艺流程图,并指出流程中何步操作对提高钯的回收率是十分必要的,依据是什么?(2)写出王水溶解的化学反应式;(3)试述氨水除铁的实验条件以及如何检验溶液中Fe3+是否除净;(4)试述550℃条件下焙烧的作用。
20.某些铂的化合物具有重要的生理作用,也可能作为防癌剂。
PtCl42-+2e-=Pt+4C1-=0.75V:.PtCl62-+2e-=PtCl42-+2C1-=0.77VO2+4H++4e-=2H2O =1.229VPtCl42-离子通常是用化学计量的盐酸肼还原PtCl62-来制备的。