1992全国高中化学竞赛决赛试题

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1、1992全国高中化学竞赛决赛试题1.铁盐的基本性质有四方面①Fe2+与Fe3+间的相互转变；②它们的水解；③难溶氢氧化物或盐的形成和溶解；④络合物的形成。这些性质决定铁盐在自然环境中和在生物体内的存在状态及它们的作用。例如，在我国南方某些地区，刚从地下打上来的水是透明的，但放置一段时间后便出现红棕色沉淀，表面上形成一层“油皮”。用此水洗过的毛巾经晾晒后也会被染成红棕色。（1）在含Fe3+溶液中，Fe3+逐渐水解，先颜色变暗，然后生成无定形红棕色Fe（OH）3沉淀，长期放置后变成a-Fe2O3（赤铁矿

2、）或a-FeOOH（针铁矿）。这是地球表面这两种矿物形成的原因。写出这一过程的所有反应方程式。讨论为什么最后形成赤铁矿或针铁矿，为什么一开始不形成赤铁矿或针铁矿。（2）在新配制的0.010mol·L-1FeSO4酸性溶液中加少量稀NaOH溶液至pH=8.0时，先生成白色沉淀，后变成红棕色沉淀。实验是在接触PCO2为10-3.5bar的空气中进行的。请用计算说明所得沉淀各为什么化合物（NaOH体积可忽略）。（3）室温下Fe2+被空气中的氧氧化的反应速率表达式为v=k[Fe2+][OH-]2Po2k=4

3、/3×1012s-1bar-1mol-2a）pH增加一个单位，速率有多大变化？b）在pH及PO2一定时，log[Fe2+]随时间如何变化？c）若用氮气置换容器中绝大部分空气，使容器内O2占0.01%（体积），pH为7.0，计算此时的反应速率与在接触纯氧，pH为3.0的水溶液中进行的反应速率之比值。附数据：logKsp　Fe（OH）2　　-14.4FeCO3　　-10.4Fe（OH）3　　-37.1a—Fe2O3　　-41.3a—FeOOH　　-41.5pKa（H2CO3）∶pK1=6.3，pK2=1

4、0.3　CO2的亨利系数KH=10-1.5mol·L-1·bar-1（25℃）（按亨利定律，CO2在溶液中的总浓度[CO2]=KHpCO2）2.某元素X在自然界储量较低，其存在形式有元素态和化合态（主要为X2O3和X2S3）。X是较弱的导体，其电导随温度的升高而降低，但熔融后迅速增加。X的熔点是545K，熔融后体积缩小。X的沸点为1883K（p=1.013×105Pa），在该温度下的蒸气密度为3.011g·L-1，而在2280K和2270K时蒸气密度则分别是1.122g·L-1和0.919g·L-1

5、。X不与无氧化性的稀酸反应，但可被浓H2SO4或王水氧化为硫酸盐或氯化物（X的氧化态为Ⅲ）。X（Ⅲ）的盐可与碱金属卤化物或硫酸盐作用形成等化合物，在这些化合物中，X的氧化态为-3。X还可生成X2O4，其中X的氧化态为+4。X（Ⅲ）的卤化物也可由X和卤素直接反应生成。X（Ⅲ）的许多盐可溶解在乙醚和丙酮中。这些盐在强酸性介质中是稳定的，在中性介质中则生成含氧酸盐（羟基盐）沉淀，并渐渐转化成如XONO3的型体。X（Ⅲ）的盐在碱性溶液中可被强氧化剂氧化成X（Ⅴ）的化合物，在酸性介质中X（Ⅴ）的化合物能将Mn

6、2+氧化为MnO4-。X的化合物有毒。在治消化道溃疡药及杀菌药中含少量X的化合物。在碱性介质中，用亚锡酸盐可将X的化合物还原为游离态的X，这可用于X的定性分析。请回答下列问题：（1）写出X的名称，元素符号及原子的电子构型；（2）在沸点或沸点以上，气态X分子的型体是什么？写出它们互变过程的平衡常数表达式；（3）写出X与浓H2SO4、稀HNO3反应的方程式；（4）写出X3+与卤化物、碱金属硫酸盐络合反应的方程式。画出XCl6-的几何构型；说明用什么轨道成键；（5）写出X（Ⅲ）盐水解反应的方程式；（6）写

7、出在酸性介质中五价X化合物与Mn2+反应的离子方程式；（7）写出X（Ⅲ）化合物与亚锡酸盐发生还原反应的方程式。为什么该反应必须在较低温度下进行？（8）确定下列原电池的正负极Pt，H2

8、HCl

9、XCl3，X3.蚂蚁等群居性昆虫，在找到食物后的归巢途中，用一种自身分泌物涂布在土地上，为其他蚂蚁觅食引路。这种分泌物叫跟踪剂，是信息素的一种。所谓信息素，是指同种生物个体间用来传递信息的化学物质。上述蚂蚁跟踪信息素叫牻牛儿醇，又称香叶醇，是一种液态的不饱和醇，可用作香料和昆虫引诱剂。其元素分析结果为：C=77

10、.86%，H=11.76%，O=10.37%。分子量为154.24。使此信息素先与臭氧反应，生成臭氧化物；再与水和金属锌反应，发生水解（在此信息素分子的双键位置上断裂，生成醛和酮），按1∶1∶1的摩尔比得到下列三种水解产物： （1）写出此信息素的分子式；（2）写出此信息素的结构式；（3）给出此信息素的系统命名。4.祖国医学中，常用的药物分为植物、动物和矿物三大类。在动物药中有一味为斑蝥，实为一种虫子，它体内含有抑制肝癌发展的成份——斑蝥素（Ⅰ），它结构如下： 后经构效