中学化学竞赛试题资源库——铬族及其化合物.pdf
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1、中学综合学科网第 1 页 共 13 页http:/中学化学竞赛试题资源库铬族及其化合物A 组1将硫酸钾、硫酸铬()和铬矾三种盐溶液于硫酸酸化的水中,测得K0.025mol/L,Cr30.015mol/L,溶液的pH 1。假设溶液中硫酸完全电离成H离子和 SO42离子,则 SO42为A 0.035mol/L B 0.070mol/L C 0.085mol/L D 0.140mol/L 2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 2mol B 2.5mol C 3mol
2、D 4mol 3向 Cr2(SO4)3的水溶液中,加入NaOH 溶液,当pH4.6 时,开始现现Cr(OH)3沉淀,随着 pH 的升高,沉淀增多,但当 pH13时,沉淀消失,出现亮绿色的亚铬酸根离子(CrO2)。其平衡关系如下:Cr33OHCr(OH)3CrO2HH2O(紫色)(灰绿色)(亮绿色)向 0.05molL1的 Cr2(SO4)3溶液 50mL 中,加入1.0molL1的 NaOH 溶液 50mL,充分反应后,溶液中可观察到的现象为A 溶液为紫色B 溶液中有灰绿色沉淀C 溶液为亮绿色D 无法判断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
3、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:Cr2O726I14H2Cr33I27H2O,如果取溶有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。现将 2.83g W 中的 Cr3全部氧化成为Cr2O72后,这些Cr2O72再和过量的KI 溶液反应得到3.8g I2(Cr2O7
4、26I14H 2Cr33I27H2O);另取 2.83g W 投入到过量的 BaCl2溶液中,得到4.66g 白色沉淀,由此判断W 的化学式为A K2Cr(SO4)3B K3Cr2(SO4)3C KCr3(SO4)3D KCr(SO4)2 6两种硫酸盐按一定比例共熔可制得化合物X,X 溶于水能电离出K、Cr3和 SO42。若将 2.83g X 中的 Cr3全部氧化成Cr2O72离子后,溶液中的Cr2O72离子和过量的KI溶液反应,得到3.81g 单质碘(反应的离子方程式为:Cr2O72 6I14H 2Cr33I27H2O),若向溶有2.83g X 的溶液中加入过量的BaCl2溶液,可得到4.6
5、6g 白色沉淀,由此推断 X 的化学式为KCr(SO4)2K2SO42Cr2(SO4)32K2SO4Cr2(SO4)3K2SO4Cr2(SO4)3K3Cr(SO4)3 KCr3(SO4)5A B C D 7在特定条件下,K2CrO4与 H2O2发生氧化还原反应,生成化合物A,A 中含有Cr17.49%,K39.46%,则 A 的化学式为,A 中 Cr 的氧化数为,A 在化学性质上最大的特点为,K2CrO4与 H2O2反应的离子方程式为。中学综合学科网第 2 页 共 13 页http:/8写出铬铁矿(FeOCr2O3)与碳加热反应的化学方程式9已知在水溶液中Cr2O72离子呈橙色,CrO42离子
6、呈黄色,Cr3离子呈绿色,当K2Cr2O7,晶体溶于水时,存在下列平衡:Cr2O72H2O2CrO42H(1)往 K2Cr2O7溶液中滴加H2SO4溶液时,观察到的现象是;(2)再往上述所得溶液中通入H2S 气体,观察到溶液呈绿色,并有黄色沉淀生成,此反应的离子方程式是;(3)另取一部分K2Cr2O7溶液,往其中滴加NaOH 溶液,其现象是,这时原溶液中数目减少的离子是。10某工厂生产中产生含Cr2O72酸性工业废水。Cr 是严重的致癌物质,绝不允许随意排放。一种治理含Cr2O72酸性工业废水的方法是向废水中加入适当的NaCl,用 Fe作电极进行电解,Cr2O72被还原为Cr3然后生成Cr(O
7、H)3沉淀除去,废水则可以达到排放标准。请回答下列问题:(1)电解时发生的电极反应为:阳极反应:_ 阴极反应:_(2)写出 Cr2O72转变为 Cr3的离子方程式:(3)与 Cr(OH)3沉淀同时生成的沉淀还有_。(4)电解过程中这些沉淀是怎样产生的?B 组11对于由CrO42转化为 Cr2O72的下列各叙述中,正确的是A 这是 Lewis 酸碱反应B 这是氧化还原反应C 加酸,该反应向右移动D 加酸,该反应向左移动12CrO5中的 Cr 为 6 价,假如CrO5为共价化合物,则其分子结构示意图为A B C D 13在 CrCl3和 K2CrO4混合的起始液中加入足量NaOH,浓度最大的离子对
8、是A Cr3和 Cr2O72B Cr(OH)4和 Cr2O72C Cr3和 CrO42D Cr(OH)4和 CrO4214请完成Na2O2与 NaCrO2的反应。15铬(Cr)位于周期表中B 族元素,化合价可以是O 6的整数价态。H2CrO2可写成(HO)2O2Cr,它与NaOH 反应可看作羟基 H 被 NaOH 中的 Na所取代,成为(NaO)2O2Cr,其结构式可写成右图形式。试回答下列问题:(1)今有一铬化合物,化学式为Na3CrO8,请确定 Cr 的化合价,并画出它的结构式;(2)某含氧酸的化学式为H2XO2n1,其相对应价态的X 氧化物可能是A X2O B XO2C XO3D X2O
9、7 中学综合学科网第 3 页 共 13 页http:/16把 1.000g 钨酸钠(Na2WO42H2O)加到 50mL 水中,又加入 0.8g 锌粒,并加热,不发生反应。再加入 75mL 3mol/L 硫酸,反应立即发生,生成一种蓝色化合物。用 0.044mol/L高锰酸钾溶液滴定这种蓝色化合物,使它氧化成一种黄色化合物,共用了8.33mL 高锰酸钾溶液。这种蓝色化合物的化学式是,黄色化合物的化学式是,锌与钨酸钠的反应必须在酸性溶液中进行是因为。17有一系列单独的固态有色物质,它们都含有同样的一种元素。写出实现如下转变的反应方程式及进行反应和分离产物的条件。每一转变可进行13 步。18在硫酸
10、铬溶液中,逐滴加入氢氧化钠溶液,开始生成灰兰色沉淀,继续加碱,沉淀又溶解,再向所得溶液中加溴水,直到溶液的绿色转为黄色。写出各步的化学方程式。19将黄色晶体A 溶于水后通入SO2得到绿色溶液B。向 B 中加入过量的NaOH 溶液得到绿色溶液C。向 C 中滴加 H2O2得到黄色溶液D。将 D 酸化至弱酸性后加入Pb(NO3)2有黄色沉淀E 生成。向 B 中加入氨水至过量有沉淀F 生成。过滤后将F 与 KClO3和 KOH共熔又得到A。请确定各字母所代表的物质。20暗绿色固体A 不溶于水,将 A 与 NaOH 固体共熔得到易溶于水的化合物B。将 B溶于水后加入H2O2得到黄色溶液C。向 C 中加人
11、稀硫酸至酸性后转化为橙色溶液D。向酸化的 D 溶液中滴加Na2SO3溶液得到绿色溶液E。向 E 中加入氨水得到灰蓝色沉淀F,再加入 NH4Cl 并微热则F 溶解得到紫红色溶液G。请确定各字母所代表的物质并写出有关反应的化学方程式。21 A 的水合物为紫色晶体,向 A 的水溶液中加入Na2CO3溶液有灰蓝色沉淀B 生成。B 溶于过量NaOH 溶液得到绿色溶液已向C 中滴加 H2O2得到黄色溶液D。取少量 D 经醋酸酸化后加入BaCl2溶液,则析出黄色沉淀E。将 D 用硫酸酸化后,通入SO2得到绿色溶液 F。将 A 的水溶液加入硫酸后,加入 KI 溶液经鉴定有I2生成,同时放出无色气体G。G在空气
12、中逐渐变为棕色。请确定各字母所代表的物质并写出有关反应的化学方程式。22 橙红色晶体A 受热剧烈分解得到绿色固体B 和无色、无味的气体C。C 与 KMnO4、KI 等均不发生反应。B 不溶于 NaOH 溶液和盐酸,将B 与 NaOH 固体共熔后冷却得到绿色固体 D。D 溶于水后加入H2O2得到黄色溶液E。将 A 溶于稀硫酸后加入Na2SO3得到绿色溶液 F。向 F 中加入过量NaOH 溶液和溴又得到E。请确定各字母所代表的物质,并写出化合物 A 分解反应的化学方程式。23 生产重铬酸钠的专业厂是用铬铁矿(主要成分是Cr2O3FeO,还有一定量的Al2O3等)为原料的,其生产过程如下:(1)在特
13、制熔炉中将铬铁矿和过量纯碱混合,在1100左右通空气进行氧化:Cr2O3发生反应的化学方程式:2Cr2O33O24Na2CrO44CO2Al2O3发生的化学反应方程式为:(2)经过上述过程后的反应料(称熟料),冷却后用水浸取,其中可溶性物质主要有,不溶性杂质经过滤除去。(3)为除去滤液中的铝元素,用稀硫酸将溶液pH 调节为78,其反应的离子方程式为中学综合学科网第 4 页 共 13 页http:/(4)除去铝元素后的滤液,再用硫酸调至pH 为 23,这时可得Na2Cr2O7溶液,其反应方程式为:Na2CrO4H2SO4。通过蒸发浓缩,冷却后可除去 Na2SO4晶体,从而得到较纯净的Na2Cr2
14、O7溶液。24K2Cr2O7和 H2O2在 H2SO4溶液中混合时,可看到下面两个现象:(1)混合后510 秒内,溶液由橙色变为暗蓝色;(2)在 80150 秒内由暗蓝色变为绿色,与此同时放出气泡与之相应的两个反应式为:ACr2O72H2O2CrO5H2O BCrO5HCr3O2 两步反应的速率方程式分别为rAK1Cr2O72H2O2 rBK2CrO5 请回答下列问题(1)平衡 A、B 反应式及由A、B 反应组成的总反应式;(2)当要用K2Cr2O7溶液滴定H2O2时,请计算每cm30.020mol dm3的 K2Cr2O7相当于多少mmol 的 H2O2?(3)蓝色中间物CrO5中的氧有哪些
15、形式?(4)A、B 反应哪个速度快?25完成下列各题反应方程式:(1)氯化铬酰 CrO2Cl2是红色液体,它的制备可由固体红矾K2Cr2O7与 KCl 混合物和浓硫酸小心加热下制得,写出制备CrO2Cl2的反应方程式。(2)钢铁分析中为消除铬对测定锰含量的干扰,利用其生成CrO2Cl2加热挥发而除去。将气体通入亚硫酸钠溶液吸收。写出吸收反应方程式。(3)Cr()的化合物是有毒物,严禁在环境中滞留。已知Cr()盐的毒性只有Cr()盐的 0.5,所以将废水中Cr()转化为 Cr()是处理 Cr()废水的方向。其方法有化学方法和电解法。电解法:将含Cr()废水调至酸性,加些NaCl 以提高导电率,用
16、铁作电极材料进行电解。阳极反应式:。阴极反应式:。溶液中发生反应的离子方程式:。随着电解和溶液中反应的进行,溶液pH 值不断提高,所以在阴极区再发生的沉淀反应:;。26铬是一种典型的过渡元素,它能形成许多色彩鲜艳的化合物,并呈现除不同的氧化态。(1)将一种铬()盐溶于水,加入过量NaOH 溶液,得到一种绿色溶液A,在 A 溶液中添加 H2O2,得到黄色的B 溶液,再酸化,又得到橙色的C 溶液。写出反应方程式。(2)在足量H3O离子存在下,在C 溶液里再加入H2O2,呈现一种深蓝色,该蓝色物质为CrO5,不久溶液又转变为绿色。蓝色中间物CrO5的结构简式如何?C 生成CrO5的反应是否为氧化还原
17、反应?当用C 溶液滴定H2O2时,请计算每mL 0.020mol/L 的 C 相当于多少mol 的 H2O2?中学综合学科网第 5 页 共 13 页http:/(3)固体CrCl36H2O 溶于水可能有几种不同组成的配离子。今用以下离子交换实验,测定属于哪种组成的配离子。实验将含0.219g CrCl36H2O 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 6.57mL。已知配离子呈八面体结构,试确定该配离子,并画出它的所有可能结构式。27制革厂排放的污泥中约有1/3 是有机物和大量的有毒元素铬(六价铬化合物水溶性很强;三价铬化合物水
18、溶性很低)。一年多前,国外科学家研究一种技术,认为能较好地解决废物利用与环境污染问题。工艺主要如下:污泥与普通粘土以一定比例混合(污泥占25%30%)后做成砖坯,在窑中 850950温度灼烧;灼烧的前期,向窑中鼓人补充了氧气的空气;灼烧的后期改用普通空气,且故意限制入窑空气的数量,使是缺氧状态烧制完成后,直至窑温降至200以下,才允许空气自由流通。(1)前期鼓入富氧空气,起什么作用?(2)后期限制空气流入的量,是否必要?为什么?28铬的化学丰富多采,实验结果常出人意料。将过量 30%H2O2加入(NH4)2CrO4的氨水溶液,热至50后冷至0,析出暗棕红色晶体A。元素分析报告:A 含 Cr 3
19、1.1%,N 25.1%,H 5.4%。在极性溶剂中A 不导电。红外图谱证实A 有 NH 键,且与游离氨分子键能相差不太大,还证实A 中的铬原子周围有7 个配位原子提供孤对电子与铬原子形成配位键,呈五角双锥构型。(1)以上信息表明A 的化学式为:;可能的结构式为:。(2)A 中铬的氧化数为:。(3)预期 A 最特征的化学性质为:。(4)生成晶体A 的反应是氧化还原反应,方程式是:。29某化学元素M,其常见化合价是2、3、6;其单质银灰色,硬而脆,硬度9,熔点 185720;立方体心晶格,原子半径1.251010米;标准电极电位(E0M3/M)0.74 伏。不溶于水、硝酸、王水,溶于稀硫酸、盐酸
20、。在空气中生成抗腐蚀性的致密氧化膜;在加热条件下能与卤素、硫、氮、碳、硅、硼及一些金属化合。主要矿物有Fe(MO2)2矿等。M 用于制备电热丝、不锈钢、特种钢等,也用于电镀。M 能形成许多色彩鲜艳的化合物,可用于做颜料;M()的氢氧化物难溶于水,可溶于强酸和强碱。(1)M 的元素符号是,列举 M 的 3、6 常见化合物各一例。(2)利用 M 的原子半径,计算其单质的密度。(3)为什么M 能溶于稀硫酸、盐酸,却不溶于硝酸、王水?(4)写出 M()的氢氧化物溶于强酸和强碱时的离子方程式:(5)M 有一种重要的矾,属于复盐,含有10.41%的 M()和 7.83%的另一种金属离子。请确定该矾的化学式
21、。(6)Fe(MO2)2矿在 Na2CO3碱性介质中,利用高温灼烧氧化,可以实现实现M()向 M()转化,写出化学方程式。30铂系金属是最重要的工业催化剂。但其储藏已几近枯竭,上小行星去开采还纯属科学幻想。研究证实,有一类共价化合物可代替铂系金属催化剂。它们是坚硬的固体,熔点极高,高温下不分解,被称为“千禧催化剂”(millennium catalysts)。下面 3种方法都可中学综合学科网第 6 页 共 13 页http:/以合成它们:在高温下将烃类气体通过钨或钼的氧化物的表面。高温分解钨或钼的有机金属化合物(即:钨或钼与烃或烃的卤代物形成的配合物)。在高度分散的碳表面上通过高温气态钨或钼的
22、氧化物。(1)合成的化合物的中文名称是_和_。(2)为解释这类化合物为什么能代替铂系金属,提出了一种电子理论,认为这些化合物是金属原子与非金属原子结合的原子晶体,金属原子周围的价电子数等于同周期的铂原子或钌原子的价电子数。这类化合物的化学式(即最简式或实验式)是_和_。31钨是我国丰产元素。白钨矿CaWO4是一种重要的含钨矿物。在80 90时,浓盐酸和白钨矿作用生成黄钨酸。黄钨酸在盐酸中溶解度很小,过滤可除去可溶性杂质。黄钨酸易溶于氨水,生成钨酸铵溶液,而与不溶性杂质分开。浓缩钨酸铵溶液,溶解度较小的五水仲钨酸铵从溶液中结晶出来。仲钨酸铵是一种同多酸盐,仲钨酸根含12 个 W 原子,带 10
23、个负电荷。仲钨酸铵晶体灼烧分解可得WO3。(1)写出上述化学反应方程式:A:;B:;C:;D:。(2)已知(298K 下):WO3(s)Hf 842.9kJ/mol Gf 764.1kJ/mol H2O(g)Hf 242kJ/mol Gf 228kJ/mol 问:在什么温度条件下,可用H2还原 WO3制备 W?(3)钨丝常用作灯丝,在灯泡里加入少量碘,可延长灯泡使用寿命,为什么?(4)三氯化钨实际上是一种原子簇化合物W6Cl18,其中存在W6Cl18nn离子结构单元,该离子中含有W 原子组成的八面体,且知每个Cl 原子与两个W 原子形成桥键,而每个 W 原子与四个Cl 原子相连。试推断W6Cl
24、18nn的 n 值。32阅读下文:()6 价铬易被人体吸收,可致癌;3 价铬不易被人体吸收,毒性小()由主成分为Fe(CrO2)2的铬铁矿制红矾钾(K2Cr2O7)和铬酐(CrO3)的剩余废渣(称为铬渣),其成分为:SiO2 4 30,Al2O3 510;CaO 26 44,MgO 约 1;Fe2O3 211,CrO3 0.6 0.8,K2Cr2O7约 1()铬酐和红矾钾都易溶于水,这是造成铝污染的主要原因。它们都是强氧化剂,显酸性()一些金属氢氧化物沉淀的pH 参照右表所示回答下列问题:(1)分别写出下列氧化物的对应水化物的化学式:Cr2O3;CrO3。(2)将铭渣用水浸取,在浸出液中加入适
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