十年奥赛（奥林匹克竞赛）真题分类汇总-ds 区元素.pdf

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1、Ds 区元素区元素2005 第第 1 题（题（9 分）分）用 粒子撞击铋209 合成了砹211。所得样品中砹211 的浓度108mol/L，砹211 同位素半衰期较长，足以用它来研究砹的化学性质。1-1写出合成砹的核反应方程式。 （2 分）分）n102118542209832AtHeBi1-2 已知室温下用 CCl4萃取 I2的分配系数为 cI2(CCl4)/cI2(H2O)=84，预计用 CCl4萃取 AtI 的分配系数cAtI(CCl4)/cAtI(H2O) , 800（填 , Br3Cl3。 （1.5 分）分）1-4 在 AtI 中加入 I2和 I的混合溶液，滴加 AgNO3溶液，发现所

2、得沉淀中只有 AgI 而没有共沉淀的AgAt（如果有 AgAt，必然会被共沉淀） ，然而在上述产物中加入 Pb(IO3)2却发现有砹的共沉淀。写出有关化学方程式，解释上述实验现象。 AtI + 2I2 + 5Ag+ + 3H2O = 5AgI + AtO3 + 6H+ （把（把 I2改为改为 I3-也可，但仍应配平）也可，但仍应配平） AtO3 与与 Pb(IO3)2共沉淀。共沉淀。 （写出方程式（写出方程式 2 分）分） （总（总 3 分）分）1-5 已知室温下 ICH2COOH 的 pKa=3.12，由此可推断 AtCH2COOH 的 pKa 3.12（填, 或 ） ；理由是： AtCH2

3、COOH 分子中的砹的吸电子效应比分子中的砹的吸电子效应比 ICH2COOH 中的碘小中的碘小。 （1 分）分）2005 第第 10 题（题（10 分）分）据世界卫生组织统计，全球约有 8000 万妇女使用避孕环。常用避孕环都是含金属铜的。据认为，金属铜的避孕机理之一是，铜与子宫分泌物中的盐酸以及子宫内的空气反应，生成两种产物，一种是白色难溶物 S，另一种是酸 A。酸 A 含未成对电子，是一种自由基，具有极高的活性，能杀死精子。10-1 写出铜环产生 A 的化学方程式。10-2 画出 A 分子的立体结构。10-3 给出难溶物 S 和酸 A 的化学名称。10-4 A 是一种弱酸，pK=4.8 问

4、：在 pH= 6.8 时，A 主要以什么形态存在？10-1Cu + HCl + O2 = CuCl + HO2 3 分分10-2HOO 注： 画 O-O 单键不扣分，但分子不画成角型不得分。3 分分10-3 A: 超氧酸 2 分分10-4 几乎完全电离为超氧离子。 2 分分（20022002）第）第 4 4 题题（6 分）41。汞与次氯酸（摩尔比 1：1）发生反应，得到 2 种反应产物，其一是水。该反应的方程式为： 2Hg+2HClO2Hg+2HClO = = HgHg2 2OClOCl2 2+H+H2 2O O （1 分） ；反应得到的含汞产物的中文名称为碱式氯化汞碱式氯化汞（或氯氧化汞）

5、。 （1 分） 。 注：Hg2OCl2也可写成 HgOHgCl2或 HgCl2HgO 42。N2H4在一定条件下热分解，产生 NH3、N2和 H2，后者摩尔比为 3：2，写出反应方程式。 7 N2H4 = 8 NH3 + 3 N2 + 2 H2 （2 分）43。第二周期元素 A 与氢形成的氢化物中的 AA 键的键能（kJ/mol）如下： CH3CH3 346， H2NNH2 247， HOOH 207试问：它们的键能为什么依次下降？乙烷中的碳原子没有孤对电子，肼中的氮原子有 1 对孤对电子，过氧化氢中的氧有2 对孤对电子，使 AA 键的键能减小。 （2 分）（1998）3迄今已合成的最重元素是

6、 112 号，它是用高能原子轰击的靶子，使锌核与铅核Zn7030Pb20882熔合而得。科学家通过该放射性元素的一系列衰变的产物确定了它的存在，总共只检出一个原子。该原子每次衰变都放出一个高能粒子，最后得到比较稳定的第 100 号元素镄的含 153 个中子的同位素。 （7分）（1）112 号是第几周期第几族元素？（2）它是金属还是非金属？（3）你认为它的最高氧化态至少可以达到多少？（4）写出合成 112 元素的反应式（注反应式中的核素要用诸如 H、等带上下标的符号来表示，31Pb20882112 号元素符号未定，可用 M 表示） 。【评析】（1）这个试题的头三个问题相信所有参加课外化学兴趣小组

7、的选手都能够答得上来，近乎送分，显然是命题人让参赛人轻松一下，尽管要作最简单的算术，并在脑中浮现出一张周期表。（2）这道试题的难点在第 4 问。学生必须首先懂得 粒子是质量数为 4 的氦核。这属于中学物理知识。这体现了命题人的又一命题思想中学物理学基本知识始终是化学竞赛必需的基础。思维流畅而敏捷的学生一眼就可发现，衰变的最终产物的质量数是奇数，而两个原子核融合后的质量数是偶数，核电荷又呈加和关系，因此，必定在融合时放出一个中子。这样，作简单的减法，就可以得出 112 号元素的质量数，问题就迎刃而解了：从 112 到 100 释放 12 个质子，故共计发生 6 次衰变，放出 6 个 粒子，即放出

8、 12 个中子，而题面信息说镄有 153 个中子，故 M 的中子数应为 15312165，质量数为 165112277：Zn7030Pb20882M277112n10（1997）第一题（10 分）次磷酸 H3PO2是一种强还原剂，将它加入 CuSO4水溶液，加热到 4050，析出一种红棕色的难溶物 A。经鉴定：反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X 射线衍射证实 A 是一种六方晶体，结构类同于纤维锌矿(ZnS), 组成稳定；A 的主要化学性质如下：温度超过 60，分解成金属铜和一种气体；在氯气中着火；与盐酸应放出气体。回答如下问题：1写出 A 的化学式。2写出 A 的生成反应方程式。3写出 A

9、与氯气反应的化学方程式。4写出 A 与盐酸反应的化学方程式。【解题思路】整个试题围绕着 A 是什么物质。可以把有关的信息用如下的图形来综合：AH3PO2+ CuSO4(+H2O)A +H2SO4+H3PO4A AMX11ACuACuAAACuA X+HClM=Cu首先可以把 A 写成 MX。其中的 M 是铜是无疑的，因 A 经加热分解可以得到铜（MCu） 。X 是什么？这是本题的难点。先根据 MX 具有 ZnS 的结构，是 M：X11 的组成，A 只可能是CuS，CuP，CuO 和 CuH 等等，显然，只有 CuH 才是与其他信息对应的，若是 CuS 或 CuO，生成反应中就找不到被强还原剂（

10、NaH2PO2）还原的元素，若是 CuP，与铜和磷的化合价矛盾（按化合价，应是Cu3P 或者 Cu3P2，均不是 ZnS 的组成） ，所以 A 是 CuH。如果选手以为 A 是Cu、Cu2O、CuH2PO3、Cu3P、Cu3P2、CuH2P、CuHP 等等物质，与 A 的晶体结构属 ZnS 型（11 的MX）矛盾，更无后面所述的几种化学性质，不可取。解决了 A 是什么（本题的关键） ，其余的问题引刃而解。【解】1CuH（4 分）24CuSO43H3PO26H2O4CuH3H3PO44H2SO4（2 分）【分析】题面已经告诉反应在水溶液里进行，配平时加水应在情理之中，题面已经告诉得到磷酸和硫酸，

11、因此得到其他别的产物不得分；不配平也不得分，后面的反应式也要配平，不配平不得分。32CuH3Cl22CuCl22HCl（2 分）【分析】把 CuCl2写成 CuCl 不给分，因铜与氯气反应得到氯化铜属于中学化学知识点。4CuHHClCuClH2（2 分）【分析】单单写成 CuCl2不给分，但如果写成 CuCl2Cu 可以考虑给一半分，因这种错误不属于中学的知识点。或写成 CuH2HClHCuCl2H2或者 CuH3HClH2CuCl3H2也得分。因各小题明显相关，答不出 CuH 则后面各小题均无分，因此后几小题分值较低。（1997）第三题（19 分）用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应可以写

12、成：CuFeS2SiO2O2CuFeSiO3SO2事实上冶炼反应是分步进行的。黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁；硫化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁，并与二氧化硅反应生成矿渣；硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜；硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。1写出上述各个分步反应（，）的化学方程式。2给出总反应方程式的系数。3据最新报道，有一种叫 Thibacillus ferroxidans 的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。反应是在酸性溶液中发生的。试写出配平的化学方程式。4最近我国学者发现，以精 CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和 O2 (空气)反应, 生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到 Cu

13、SO45H2O，成本降低了许多。实验结果如下：沸腾炉温度/560580600620640660水溶性 Cu/%90.1291.2493.5092.3889.9684.23酸溶性 Cu/%92.0093.6097.0897.8298.1698.19生成物酸溶性 Fe/%8.566.723.462.782.372.28回答如下问题：（1）CuFeS2和 O2主要反应的方程式为（2）实际生产过程的沸腾炉温度为 600620。控制反应温度的方法是（3）温度高于 600620生成物中水溶性 Cu（%）下降的原因是【解题思路与试题分析 1】本题由三个相互独立的问题组成，可以认为是三个题，占总分的较大比例，

14、但由于都是有关黄铜矿的利用问题，因而被编在一起，而且多少相互之间可以起到“条件不同反应不同”的关联作用。与前两题相比，本题的第一部分比较简单，好像是命题人考虑着对前面的试题可能解答得不好的学生起一点安抚鼓励作用。写四个分步反应的方程式的考核点只是把题面的表述转换成化学方程式，但题面并没有指出生成物中的硫的形态。根据中学化学知识，可以想见它是 SO2，大多数学生应该不会写错。其中第四个反应就是所谓“冰铜”反应，比较特殊，但试题已经告诉大家反应产物的含铜物质应该只有一种，即金属铜，这就降低了难度，可见应答时永远不应离开试题提供的知识背景。【解 1】2CuFeS2O2Cu2S2FeSSO2（1 分）

15、（写 S、SO3不写 SO2不得分）FeSO2FeOSO2（1 分）（写 S、SO3不写 SO2不得分）FeOSiO2FeSiO3（1 分）（写其他产物不得分）2Cu2S3O22Cu2O2SO2（1 分）（写 S、SO3不写 SO2不得分）Cu2S2Cu2O6CuSO2（1 分）（写 S、SO3不写 SO2不得分）不配平不得分。22CuFeS22SiO25O22Cu2FeSiO34SO2（2 分）【解题思路与试题分析 2】问题 2 配平总方程式的系数，比较费事，考查机敏。配平的方法很多，条条大路通罗马。比较简单的是不管黄铁矿里的铜、铁和硫应当是什么价态的，假设铁是2 价的，铜也是2 价的，硫是

16、2 价的，这样，铁在反应后价态不变，就省事多了。这种假设不会出现错误，其原因是氧化还原的电子得失总数是一定的。【解 2】2CuFeS22SiO25O22Cu2FeSiO34SO2（2 分）【解题思路与试题分析 3】问题 3 也是写方程式，熟悉过去竞赛试题的选手可能觉得似曾相识，但并非陈题。根据给出的信息，不难首先得出这样的结论：反应得到的溶液由 CuSO4和 Fe2(SO4)3组成。因为有氧气参加反应，铜和铁均应成水溶液中的稳定高价，似不会弄错。考虑到学生可能的错误，判分标准比较松。这个反应的关键是产物里要添硫酸根，为此题面对反应的条件作了说明：酸性溶液；但为避免暗示过多，没有说要加硫酸。【解

17、 3】4CuFeS22H2SO417O24CuSO42Fe2(SO4)32H2O（4 分）（注：不写硫酸铁而写硫酸亚铁给一半分）【评论】分析应答结果，许多学生因不会正确书写离子方程式和分子方程式二而失分。他们写的方程式是“非驴非马”的既非离子方程式又非分子方程式的“混杂”方程式。这中错误是严重的，不利于今后的学习，不能给分。我们建议正常课堂教学要针对学生这种错误来训练。【解 4】（1）4CuFeS217O24CuSO42Fe2O38SO2（4 分）（2）控制加入 CuFeS2 的速度，因 CuFeS2 与 O2 反应放热。 （2 分）（3）CuSO4CuOSO3（2 分）（答 SO21/2O2

18、 不扣分）（注：（1）的反应产物不写氧化铁写氧化亚铁或四氧化三铁也可以给一半分。虽然实际反应产物是氧化铁, 但对中学生，做出正确判断根据可能不足。 ）十 （35 分）据 2000 年 4 月出版的参考消息的报道：美国硅谷已成功开发出分子计算机，其中主要器件为分子开关和分子导线。美国 Gokel 教授研制了氧化还原型电控分子开关蒽醌套索醚电控开关。它是通过电化学还原使冠醚“胳膊”阴离子化，从而加强对流动阳离子的束缚力，达到“关”的作用；再借助氧化反应使其恢复到原来的“开启”状态，使阳离子顺利流动：在括号中填写反应类型（填氧化反应、还原反应）：a_反应，b_反应。若分子计算机中分子开关处于 A 状

19、态，则计算机处于 _状态；若分子计算机开关处于 B 状态，则计算机处于_状态（填“开启”或“关闭”） 。一个拟制剂结合到碳酸酐酶中去时，在 298K 下反应的平衡常数为 Ka4.17107，rHm45.1kJ/mol，则在该温度下反应的 rSm（_ ）J/K mol。已知 HI 的光分解反应机理是（1）HIhvHI（2）HHIH2I（3）IIMI2M则该反应的反应物消耗的量子效率为（ ） 。由等体积的 1mol/L 的 KI 溶液与 0.8mol/L 的 AgNO3溶液制备 AgI 溶胶，分别加入下列电解质时，其聚沉能力最强的是（ ） 。(A)K3Fe(CN)6 (B)NaNO3 (C)MgS

20、O4 (D)FeCl3溴乙烷分解反应的活化能 Ea229.3kJ/mol，650K 时的反应速率常数 K2.14104/s。现欲使此反应在 20 分钟内完成 80%，问应将反应温度控制为多少？Ag 可能受到 H2S（g）的腐蚀而发生反应：2Ag(s)H2S(g)Ag2S(s)H2(g)。在 298K 和标准压力下，将 Ag 放在等体积的 H2(g)和 H2S(g)组成的混合气体中。已知在 298K 时，rGm(Ag2S,s)40.26KJ/mol，rGm(H2S,g)33.02kJ/mol。（a）问是否可能发生腐蚀而生成 Ag2S， （b）在混合气体中，H2S(g)的组成低于多少，才不致发生腐

21、蚀？已知下列电池的电动势为 E（298K）0.0455V，电动势温系数为：(E/T)p3.38104V/K，Ag,AgCl(s)|KCL(m)|Hg2Cl2(s),Hg(l)写出电池反应计算该温度下的 rGm，rHm，rSm以及可逆反应放电时的热效应。三、 （14 分）锌与银的化合物组成一种高比能量、高比功率的电池，以锌为负极，KOH 为电解液，正极为银的化合物，正极有很多种制造方法：方法一：向 25%的硝酸银溶液中缓慢滴入含有 0.2%KCl 的 NaOH 溶液，生成沉淀，经过滤、洗涤、干燥而得；方法二：在含有过二硫酸钾的氢氧化钠溶液中，缓慢加入硝酸银溶液，得到银的一种氧化物在 900C 搅

22、拌下反应，将沉淀过滤、干燥而得；1. 方法一制备的正极物质 A 为 ，在制备时加入 0.2% KCl 的主要目的是 2. 方法二制备的正极物质 B 为 ，写出制备的离子反应方程式 3.写出以 A 物质为正极，电解液被锌酸盐饱和的电池充、放电反应式，并计算 KOH 浓度为 30%时电池电动势。4.以方法一制备的正极活性物质会溶于电解液形成 C 氧化隔膜，使隔膜受到破坏，为了减弱这种作用，电解液中需加入一些添加剂，如铬酸钾，铬酸钾在电池充电时，先与负极作用，然后产物迁移到正极区与 C 作用，从而减少 C 对隔膜的氧化破坏写出上述两个反应的离子方程式：1.AAg2O （1 分） 制备时加入 2%KC

23、l 是为防止生成胶体，易于沉淀和过滤。 （2 分）2.BAgO （1 分）2Ag + S2O28 + 4OH= 2AgO +2SO42 + 2H2O （2 分）3. Zn + Ag2O +H2O 放电充电 Zn(OH)2 + 2Ag（Zn(OH)2写成 ZnO 也正确） （2 分）在电池反应中不涉及 OH，因此该电池电动势与无关，仅取决于正负极的标准电极电势 （1 分）E池=Ag 2O/AgZn2+/Zn =0.35（0.76+0.0592/2lg1.21017） =0.35（1.26）=1.61（v） 二、 （8 分）设计以银币（约含 50Cu）为原料制备硝酸银和胆矾的简单步骤并写出有关的化

24、学反应方程式 。答：第一步，将银币溶于 HNO3并蒸发结晶，得 AgNO3和 Cu(NO3)2混合晶体： 3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO+ 2H2O 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O （共 3 分，叙述 1 分，方程式各 1 分） 第二步，将混合晶体在 200 300加热分解，AgNO3不分解，而 Cu(NO3)2分解成 CuO，再用水浸取分解产物，过滤。前者进入溶液，后者作为沉淀滤出，将它溶于 H2SO4后蒸发结晶得胆矾： 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2+ O2CuO + H2SO4 + 4H2O = CuSO45H2

25、O(胆矾) （共 4 分，叙述 2 分，方程式各 1 分） 第三步，将上步滤液蒸发结晶，得 AgNO3产品。 （1 分） 第题（12 分）固体 A 是离子晶体，结构类似于 CsCl，组成中含氮的质量分数为 73.68，它的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子结构。该物质适当加热就分解成两种气体单质。试回答下列问题：1写出 A 的化学式 ，A 的电子式 ；阳离子的结构为 体，其中心原子的杂化形态为 2A 溶于水后溶液呈 性（填“酸”、 “碱”或“中”） ，其原因是（用化学方程式表示） 。3A 与 CuI 在一定条件下可合成一种化合物 B。B 是一种红棕色、难溶于水的固体，X 一射

26、线衍射证实B 是一种六方晶体，结构类同于闪锌矿（ZnS）测后的化学式为_；生成 B 的化学反应为 。将 B 投入酸性溶液中（如盐酸溶液）可能看到的现象为 ，其化学反应方程式为 。4写出 A 受热分解的化学反应方程式 。该反应 （填“是”或“否”）属于氧化还原反应。1NH4H；正四面，sp3杂化（各 1 分）2003002碱：NH4HH2ONH3H2OH2（各 1 分）3CuH，NH4HCuICuHHINH3；生成白色难溶物，并有气体放出；CuHHClCuClH2（各 1 分）4NH4HNH3H2；是。 （各 1 分）第题（第题（9 分）分）完成下列各步反应的化学反应式1由 AgCl 制备 Ag

27、NO3：将 AgCl 溶解在氨水中，电解，所得产物溶于硝酸；2由 Hg2Cl2得到 Hg：浓硝酸氧化，加热至干，溶于热水后电解；3由 Pb5(VO4)3Cl 得到 V：盐酸加热溶解（无气体产生） ，金属铝还原。1AgCl2NH3Ag(NH3)2Cl 2Ag(NH3)2Cl2Ag4NH3Cl2Ag2HNO3AgNO3NO2H2O（各 1 分）2Hg2Cl26HNO32Hg(NO3)22HCl2H2O2NO2（2 分）2Hg(NO3)22H2O2HgO24HNO3（1 分）32Pb5(VO4)3Cl18HCl3V2O510PbCl29H2O（2 分）3V2O510Al5Al2O36V（1 分） （

28、V2O5由 VCl5水解得到）第题（第题（13 分）分）将 ZnSO4溶液与 H2O2混合，再往混合溶液中加入适量的 NaOH 溶液，不久可沉淀出二元化合物 A。X 射线研究表明，A 与黄铁矿 FeS2具有相同的结构。1写出生成 A 的离子反应方程式。2FeS2的结构与 NaCl 结构相似。将 Na用 A 中阳离子（记为 X）取代，Cl用 A 中的阴离子（记为Y）取代，即得到 A 的结构。X 射线研究表明，A 的晶胞边长为 a487pm。（1）试计算 A 的密度。（2）X 原子的 Y 原子的配位多面体是什么？配位数是多少？这些配位多面体按怎样的方式相互连接？根据这些问题的解答，可推知 XY 键

29、的键型如何？（3）X 射线测定结果表明，在 A 阴离子基团中 Y 原子间的键距为 148pm，而典型的 Y 的半径为140pm。这些事实说明 A 中阴离子基团中的键型如何？3A 微溶于水，加热时能发生水解。当 pH5 时，A 的溶解度增大，这是为什么？试用化学反应方程式解释。4在潮湿的空气中，A 到 200时，会生成少量的 B。已知 B 的元素组成与 A 的元素组成完全相同，且B 的阴离子的价电子数比 NO 的价电子数多 2。试确定 B 的分子式，并写出生成 B 的离子方程式。1Zn2H2O22OHZnO22H2O；2 （1）5.6g/cm3；233101002. 6)10487()200.1639.65(4ANVMZ（2）ZnO2中 Zn 原子的 O 原子配位多面体是八面体，配位数为 6；Zn 原子的配位多面体可共面连接；在 ZnO2晶体中 ZnO 键包含相当大的共价键成分；（3）OO 键距小于典型的 O2半径的 2 倍，说明两个 O 原子间的化学键是共价键。若是离子键，则键距非常接近于离子半径的两倍，而不是小于离子半径。3ZnO22H2OZn(OH)2H2O2；当 pH5 时，H增大，H与 Zn(OH)2继续反应：Zn(OH)22HZn22H2O，这样 ZnO2的水解向右移动。4Zn(O2)2；3O222H2O2O24OH