无机练习【高中化学竞赛精品资源】

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1、读万卷书 行万里路 1 无机检测题 1、设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一。 最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电 解质是掺杂了 Y2O3的 ZrO2晶体，它在高温下能传导 O2离子。回答如下问题： （1）以丁烷代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是： （2）这个电池的正极发生的反应是： 负极发生的反应是： 固体电解质里的 O2的移动方向是： 向外电路释放电子的电极是： （3）人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是： （4） 你认为在 ZrO2晶体里掺杂 Y2O3用 Y3代替晶体里

2、部分的 Zr4对提高固体电解质 的导电能力会起什么作用？其可能的原因是什么？ 答： （5）汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生 堵塞电极的气体通 道，有人估计，完全避免这种副反应至少还需 10 年时间，正是新一代化学家的历史使命。 读万卷书 行万里路 2 2、周期表中汞与锌、铜等元素同族，试回答以下问题： （1）写出汞原子的核外电子排布式； （2）化合物中汞常为1 价或2 价，而1 价汞以二聚体形式存在，如 Hg2Cl2， Hg2(NO3)2等。 试用电子式表示 Hg2Cl2和 Hg2(NO3)2的结构，并说明 Hg2Cl2分子的形状； （3）已知下列电对的标准电极电势。Hg2/Hg22

3、0.905V，Hg22/Hg0.799， Ag/Ag0.800V，Cu2/Cu0.340V。试判断：Ag 与 Hg(NO3)2溶液能否反应？若能， 则写出反应的离子方程式。若不能，则说明理由； （4）写出过量汞与稀硝酸反应的化学方程式； （5）周期表中 Tl 与 B、Al、Ga、In 同族，Tl 在化合物中有3 和1 价，而 Tl3有 强氧化性，Tl则较稳定，这是由于什么原因？ 读万卷书 行万里路 3 3、在真空密闭容器内加入 a mol PH4I 固体，在一定温度下发生如下反应： PH4I（s）PH3（g）HI（g） 4PH3（g）P4（g）6H2（g） 2HI（g）H2（g）I2（g） 以

4、上三个反应建立平衡后，测得 HI 为 b mol，I2（g）为 c mol，H2为 d mol，求： （1）平衡后，容器内 P4（g）和 PH3的物质的量（用代数式表示） nP4 ，nPH3 ； （2）a，b，c 三者的关系服从 a （填 b，c 的代数式） ，b，c，d 三者的关系 服从 b （填 c，d 的代数式） ； （3）平衡后，增大压强，容器内 n（I2）将 ，n（PH4I）将 （填“增加” 、 “减小”或“不变” ） 。 4、超分子化学是一门新兴的科学，在材料、生化、催化剂等领域得到很高重视。不久 前，美国 Texas A&M 大学的研究人员发现：将已知的路易斯酸 三聚（邻四氟代苯

5、基）汞溶入沸腾的苯中，冷却后析出的晶 体是苯和该路易斯酸的超分子，由苯分子夹在两路易斯酸分子之 读万卷书 行万里路 4 间堆砌而成。俯视如右图（氟原子和氢原子未列出） 。 （1）路易斯酸是对酸的电子定义：凡容易接受电子的为酸，凡容易给出电子的为碱。 下列微粒中，为路易斯酸的有： A Al3 B I C BF3 D NH3 （ ） （2）画出邻四氟代苯基的结构式和三聚（邻四氟代苯基）汞的结构式： （3）该超分子如同夹心饼干（维夫饼干） ，俯视图化学式为_，超分子的路易 斯碱部分为_（填化学式） 。 5、酸碱的概念在化学上非常普遍，人们多次以各种方式给它们下定义其中最常见的 定义有：质子定义凡是提

6、供质子的分子或离子是酸，凡能接受质子的分子或离子是碱； 溶剂定义凡能增加由溶剂派生出的阳离子的溶质都是酸，凡能增加由溶剂派生出的阴 离子的溶质是碱；Lewis（路易斯）定义酸是电子对的接受体，碱是电子对的给予体， 试回答下列问题： （1）在 BrF3溶剂中，BrF2AsF6属于哪类物质？试说明之。 （2）纯硫酸具有高沸点、高粘度，所以在外电场作用下，一般离子在纯硫酸中的迁移 读万卷书 行万里路 5 速度很慢，试推测什么样的离子在纯硫酸中的迁移速度特别快，并解释你的推测。 （3）H3PO3与碱反应仅形成两种类型的盐，这说明 H3PO3是几元酸？画出其结构式 并写出固体 H3PO3加热时的分解方程

7、式。 （4）当 SbF5加到氟磺酸中，获得一种超酸（superacid） ，试写出有关反应式来说明 超酸的形成。超酸体系能否在水溶液中形成？试说明你的结论（注：超酸的酸性比强酸如 HNO3、H2SO4的浓水溶液大 1061010倍） 。 6、 （1）尽管锡和碳一样也能生成四氯化物SnCl4，然而锡又不同于碳，配位数可 以超过 4。画出 SnCl4两种可能的立体结构。 （2）SnCl4作为路易斯酸可以跟像氯离子或氨基离子那样的路易斯碱反应。已经知道 它跟氯离于有如下两个反应： 读万卷书 行万里路 6 SnCl4ClSnCl5 ； SnCl5ClSnCl62 画出 SnCl5的三种可能的立体结构。

8、 （3）用价层电子对互斥理论（VSEPR）预言 SnCl5最可能的是哪一种结构。 （4）画出 SnCl62的三种可能的立体结构。 （5）用价层电子对互斥理论（VSEPR）预言 SnCl62最可能的是哪一种结构。 7、向硫酸四氨合铜的水溶液中通入二氧化硫至溶液呈微酸性，生成白色沉淀 A。元素 分析表明 A 含 Cu、N、S、H、O 五种元素，而且物质的量比 CNS111。激光拉 曼光谱和红外光谱显示 A 的晶体里有一种呈三角锥体和一种呈正四面体的离子（或分子） 。 磁性实验指出 A 呈逆磁性。 （1）写出 A 的化学式。 读万卷书 行万里路 7 （2）写出生成 A 的配平的化学反应方程式。 （3

9、）将 A 和足量的 10molL1的硫酸混合微热，生成沉淀 B、气体 C 和溶液 D。B 是 主要产物，尽管它是常见物质，本法制得的呈超细粉末状，有重要用途。写出这个反应式并 配平。 （4）按（3）操作得到的 B 的最大理论产率有多大？ （5）有人设计了在密闭容器里使 A 和硫酸反应，结果是 B 的产率大大超过按（4）的估计。 问：在这种设计的操作下，B 的最大理论产率有多大？试对此作出解释。 8、配位化合物简称配合物，是一类特殊的稳定化合物。例如，白色硫酸铜粉末溶于水 生成蓝色配合物Cu(H2O)4SO4。其中方括号内的部分称配合物的内界，方括号外的部分称 配合物的外界。 方括号内的金属原子

10、或离子称形成体， 其余部分是与金属原子紧密结合的基 团，称配位体。配位体提供孤对电子与形成体形成配位健。配合物中每个形成体周围的配位 键数称该形成体的配位数。 提供孤对电子的原子称配位原子， 如 NH3分子中的 N 原子、 H2O 分子中的氧原子等都可作为配位原子，则 NH3和 H2O 称配位体分子。 读万卷书 行万里路 8 配合物的命名规则类似无机化合物，称某酸某或某化某。内界的命名是先配体（标出配 体个数） 加以 “合” 字， 在金属原子后， 用罗马数字表示金属离子的化合价。 如Cu(H2O)4SO4 命名为硫酸四水合铜()。若有多种配位体，则配位体命名次序为：先阴离子，后阳离子， 再中性

11、分子；先有机，后无机；先简单，后复杂。依据上述知识，回答下列问题。 （1）填写下表空白处。 序号 配合物的化学式 配合物的名称 形成体 配位体 配位数 1 Cu(H2O)4SO4 硫酸四水合铜() Cu() H2O 4 2 二氯化四氨合锌() 3 CoClNO2(NH3)4Cl 4 K3Fe(CN)6 5 五氯一氨合铂()酸钾 （2）在一个配位体分子中若有二个配位原子，同时与一个形成体成键时，即可形成环 形化合物。 乙二胺四乙酸是一种常用的含有多个配位原子的试剂， 请写出乙二胺四乙酸分子 的结构简式，指出其中的配位原子最多可以有几个？最多可形成几个五原子环？ （3）配位数为 4 的配合物可形成

12、立方晶体，形成体（以 M 表示）处在立方体中心， 请指出这类配合物的分子可能有 种空间构型体？在下图中标出每种空间构型体里 读万卷书 行万里路 9 配位原子的空间位置（每个位置画一个黑点） ，并指出每种构型的名称。 （图形不够可以自己 画） 构型名称： （4）固体 Co(NH3)3(H2O)2ClBr2可能有几种不同组成的配离子。现通过以下实验测定 Co(NH3)3(H2O)2ClBr2的结构式。将含 0.683g Co(NH3)3(H2O)2ClBr2的溶液通过 H离 子交换树脂， 交换出来的酸用 0.125mol/L 的 NaOH 溶液滴定， 用去 NaOH 溶液 32.0mL； 另将 0

13、.683g Co(NH3)3(H2O)2ClBr2溶于足量水，并加入过量的 AgNO3溶液，产生的沉 淀经离心分离干燥后称量为 0.752g。已知配离子呈八面体结构，试确定该配离子，并画出 它的所有几何异构体和其中的对映体。 （摩尔质量(g/mol)：Co(NH3)3(H2O)2ClBr2 341.4； AgCl 143.4； AgBr 187.8） 9、YBaxCuyOz是近年来被科学家发现的一种高温超导材料。 YBaxCuyOz中，Y、Ba、O 三种元素都有固定的化合价，分别为 3、2、2，而 Cu 是2 和3 的混合价态。该化合物的结 构如右图所示，可确定化学式中 x、y 的值，而 z

14、的值，现可用碘 量法测 Cu，进而求得 z 值。取 4.00102gYBaxCuyOz样品，用 读万卷书 行万里路 10 稀盐酸溶解，在氮气保护下加 1g KI 固体。样品中的 Cu3和 Cu2分别氧化 KI，用 0.0100 molL1 Na2S2O3溶液滴定得到的 I2， 终点时消耗 23.45 mL。 （Cu33ICuII2， 2Cu2 4I2CuII2） 。另取一份质量相等的 YBaxCuyOz样品，用稀盐酸溶解，煮沸，使其中 的 Cu3全部转化为 Cu2，冷却后用碘量法滴定，终点时消耗 0.0100 molL1 Na2S2O3 18.13mL。 （在滴定时 S2O32转变成 S4O6

15、2） 请回答下列问题： （1）的化学式中 x 、y 。 （2）Cu在酸性环境中极易歧化，但为何 Cu2与 I能生成 CuI（一价铜化合物）？ （3）写出在滴定过程中的离子方程式；该反应适合在何种环境（酸碱性）下进行，为 什么？ （4）求出 Cu3和 Cu2的物质的量之比。 （5）求出 z 值。 10、化合物 A 为白色固体，不溶于水。A 受热剧烈分解，生成固体 B 和气体 C。固体 B 不溶于水或盐酸，但溶于热的稀硝酸得无色溶液 D 和无色气体 E，E 在空气中变棕色。向 溶液 D 中加人盐酸时得到白色沉淀 F。气体 C 与普通试剂不起反应，但与热的金属镁作用 生成白色固体 G。G 与水作用得到白色沉淀 H 及气体 I，I 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 读万卷书 行万里路 11 H 可溶于稀硫酸，得到溶液 J。化合物 A 以 H2S 溶液处理时得到黑色沉淀 K、无色溶液 L 和气体 C。过滤后，固体 K 溶于浓硝酸得到气体 E、黄色沉淀 M 和溶液 D