化学竞赛物质推断专题二

1、物质推断专题二第一题（14分）将物质A 4.832g溶解于1L水中用碱滴定所得溶液的等分试样（V10mL），消耗0.0281mol/L NaOH溶液23.8mL。经过一段时间，重新从溶液中取等分试样（V10mL），滴定消耗0.0281mol/L NaOH溶液47.4mL。将第二次滴定之后所得的溶液分为二等份，向一份溶液中加入MgSO4溶液，生成沉淀B（m5.2×103g）。向第二份溶液中加入BaCl2溶液，生沉淀的质量为5.35×102g。1试用计算来确定物质A和B。2试写出题中所述反应的化学方程式。3试提出合成A的方法及其进行的条件。4以pHV（A）V（NaOH）为坐标画

2、出第一和第二个等分试样的pH滴定图。第二题（16分）使4.9052g金属M的氯化物和过量的微带颜色的液体A作用，放出气体，同时形成无色结晶化合物B。B十分温和地加热到170时转变为中性盐C，同时放出密度以氢计为24.9的褐色气体D。盐C继续加热转变为含金属64.04的产物E。E继续加热时得到3.2582g金属氧化物。此外还知道1mol化合物B在水溶液中能与7mol氢氧化钾反应。1M为何种金属？2气体D是单一的化合物吗？确定它的组成。3B和E属于哪类化合物？4写出上还所有反应的化学方程式。5钙钛矿型复合氧化物是小分子物质氧化还原反应很有效的催化剂。研究表明在测定温度范围内，MNiO3具有金属导电

3、性，M2NiO4和MSrNiO4为P型半导体，电导率与CO氧化活性存在相互对应关系，其大小顺序为：MNiO3MSrNiO4M2NiO4。结构研究表明MNiO3为正常钙钛矿结构。（1）MNiO3属于何种晶系？晶胞中各原子（离子）的位置如何？试画出一个晶胞。（2）M2NiO4结构可视为MO岩盐层与MNiO3交互出现的层状结构，MO插入使得MNiO3的三维同性转变为具有一定二维平面特性。CO在这类材料上首先吸附于Ni3上的配位活化，然后与表面氧结合生成CO2，试写出离子方程式（可用最简单离子表示反应各物种）。（3）与MSrNiO4相似，钇钡铜氧化物是具有钙钛矿构型和相关的一种晶体结构，且晶体中Y、B

4、a、Cu的原子个数比为123，试写出其化学式。第三题（5分）铋的化合物丰富多彩。在液态SO2中，AsF5或其他五氟化物能氧化铋，其中能生成化合物A。经分析，A为离子化合物，阴离子为正八面体结构，阳离子为多个铋原子组成的原子簇，其结构为三角双锥。已知A的阳离子中铋原子全部为8电子结构。1试确定A的结构简式；2写出生成A的化学反应方程式。第四题（5分）1.0g某族不活泼金属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38.56，含结晶水（H2O）的质量分数为19.00%，将SO2通入B的溶液中，得到D的黄色溶液（A的含量为57.57%）。1写

5、出所涉及反应的化学方程式。2画出C、D的空间构型。第五题（5分）有化合物A的较浓的溶液，取等量分别盛放在a、b两只试管中，分别加入少量的AgNO3溶液都出现白色沉淀。在a试管中加入稀HNO3后沉淀不溶解，而在b试管中滴加几滴浓NaOH溶液，振荡后沉淀立即溶解。1A的化学式是 ；2写出溶解的离子方程 。第六题（9分）某微绿色气体A由两种短周期的元素组成，该气体可用某一气体单质通入Na2CO3溶液制得。若将标准状况下该气体20.00 mL溶入足量的：KI溶液（假设反应完全进行），再用0.1000mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，消耗Na2S2O3标准溶液35.70mL。该气体加热会

6、爆炸性分解为B和C，将B溶于水可生成D，A溶于水也可得到D，D为弱酸性物质。1请写出A、B、C、D的化学式。2气体A与NH3反应生成常温下为固体E、气体F和液体G。写出该反应的方程式。3将A气体通入到AsF5中，生成一种共价型离子化合物H、化合物J和一种氧化性气体K。已知H的阴离子为正八面体构型，阳离子与O3是等电子体，在某非水溶剂中做电导实验，其电导性与NaCl相同。化合物J呈四面体结构，可由AsF3与臭氧（等物质的量）反应制得，红外光谱显示，J中有一个AsF3没有的吸收。试写出H、J、K的化学式，并写出制备H和J的化学反应方程式。第七题（7分）将Fe2O3和FeCl3的混合物放在密封的管中

7、加热、化合得到A。A为菱形片晶，具有金属光泽，对透射光呈红色。1试写出生成A的化学反应方程式。2A与A1Cl3在300左右反应生成B，同时又产生生成A的两种反应物之一。试写出生成B的化学反应方程式。3FeCl3与乙醇混合，发生化学反应，随后往反应体系中通入氨气。（1）写出该化学反应方程式。（2）如何将反应产物加以分离?第八题（10分）有2.379 3g的水合物样品，其化学式为MxAy·zH2O，其中M为金属。和过量的SOCl2作用，把反应生成的气态产物导入含有盐酸和过氧化氢的氯化钡溶液中，被气态产物载带出来的少量SOCl2，可用冷冻法除去。反应时从溶液中析出沉淀的质量为14.004

8、g，其中硫的质量分数为13.74。在另一个反应中，把1.189 6g原样品溶解于水，并用水稀释到100cm3。20cm3这种溶液需和10cm3 0.2moldm3硝酸银溶液反应，这个滴定反应生成沉淀0.286 64g（用电导法测定滴定的终点）。试回答：1计算水合物的化学式。2如果1mol水合晶体中含的结晶水数目最高为7，请给出其他不符合题意的一种可能的水合物实例。第九题（16分）20世纪90年代初发现了碳纳米管，它们是管径仅几纳米的微管，其结构相当于石墨结构层卷曲连接而成的。近年来，人们合成了化合物E的纳米管，其结构与碳纳米管十分相似。气体A与气体B相遇立即生成一种白色的晶体C。已知在同温同压

9、下，气体A的密度约为气体B密度的4倍；气体B易溶于水，向其浓水溶液通入CO2可生成白色晶体D；晶体D的热稳定性不高，在室温下缓慢分解，放出CO2、水蒸气和B；晶体C在高温下分解生成具有润滑性的白色晶体E1；E1在高温高压下可转变为一种硬度很高的晶体E2。E1和E2是化合物E的两种不同结晶形态，分别与碳的两种常见同素异形体的晶体结构相似，都是新型固体材料；E可与单质氟反应，主要产物之一是A。1写出A、B、C、D、E的化学式。2写出A与B反应的化学反应方程式，按酸碱理论的观点，这是一种什么类型的反应？A、B、C各属于哪一类物质？3分别说明E1和E2的晶体结构特征、化学键特征和它们的可能用途。4试写

10、出E与氟气反应生成A的化学反应方程式。5化合物A与C6H5NH2在苯中回流，可生成它们的11加合物；将这种加合物加热到280，生成一种环状化合物（其中每摩尔加合物失去2mol HF）；这种环状化合物是一种非极性物质。写出它的化学式和结构式。第十题（6分）自Jager合成出第一个四氮大环席夫碱镍的配合物以来，四氮大席夫碱配合物的研究，一直受到人们很大的关注。现在通过固液相模板反应合成了3：6，7：10，11：14，15四苯并1，4，9，12四氮轮烯稀土金属配合物，方法如下：称取等量的邻苯二胺和邻苯二甲醛，溶于无水醚中，加入一定量自制的稀土氯化物粉末，使之悬浮于反应混合物中，氮气保护下搅拌半小时后

11、，混合物开始出现暗绿色，然后逐渐变成紫色。48小时后停止反应，过滤，滤饼用无水乙醚洗涤三次，放入装有P2O5的干燥器中真空干燥48小时，得紫色固体配合物。配合物的元素分析结果表明，该系列大环席夫碱稀土配合物具有类似的组成，其大环与金属离子的摩尔比均为11，且配合物中都含有4个结晶水。另外，配合物中心金属离子与卤素摩尔比均为13。对部分配合物进行了核磁共振鉴定。无水配合物在三个不同的区域出现质子信号，证实了配合物中有五个不同质子，H原子个数比为11111。以Ln表示中心配位的稀土金属离子（LnLa、Nd、Sm、Eu、Gd、Ho、Er、Tm、Yb、Lu），请画出配合物水合物的结构。第十一题（7分）

12、在A、B两元素组成的化合物中，B的含量占80。在460K，1.01kPa压力下测得该化合物蒸汽378cm3的质量是0.0267克。该化合物的每个分子中共含有128个质子。B元素的原子M层上有一个未成对电子。试（1）求此化合物的摩尔质量。（2）推导此化合物的分子式。（3）写出该化合物的结构式。物质推断专题二 参考答案第一题（14分）1A：NO2SO3F B：MgF2（各2分）2NO2SO3FH2OHNO3HSO3F HSO3FH2OH2SO4HF（缓慢进行）；NaOHHNO3NaNO3H2O NaOHHSO3FNa2SO4H2O；NaOHHFNaFH2O 2NaOHH2SO4Na2SO42H2O

13、；Mg22FMgF2 SO42Ba2BaSO4 Ba22FBaF2。（4分）3N2O5HSO3FNO2SO3FHNO3。由于A物质对热不稳定，在水中易水解，因此要在10，在硝基甲烷中将酸缓缓加入N2O5中或将化学方程式写成1/2BrF3SO3NO2（过量）NQ2SO3F1/2BrF。（2分）4 （4分）第二题（16分）1金属M是La，起始氯化物为LaCl3。（2分）2D是NO2或N2O4；气体D的摩尔质量为49.72g/mol。对于NO2，M46g/mol，因此D是NO和N2O4的混合物。二聚体的物质的量分数为0.081。即在混合物中有0.081mol N2O4和0.919mol NO2。（2

14、分）3LaCl3N2O4La(NO3)3或结晶溶剂合物La(NO3)3·nN2O4。根据所给条件，C是容易放出NO2的La(NO3)2·nN2O4。1mol B能和7mol KOH反应，其中的3mol结合NO3，4mol结合N2O4，于是n2。E是硝酸盐分解的中间产物，含有La，O，N。O的质量分数为29.33（N的氧化数为5）。LaON141。这是LaNO4氧络硝酸盐。当氮的氧化数为个3对无解。（2分）4LaCl35N2O4La(NO3)3·2N2O43NOCl；La(NO3)3·2N2O4La(NO3)32N2O4；N2O42NO2；La(NO3)3

15、LaONO32NO21/2O2；2LaONO3La2O32NO21/2O2；（4分）5（1）面心立方：Ca2位于顶点，Ti4位于体心，O2位于棱心。（3分）（2）Ni36CONi(CO)63；Ni3O2Ni(O2)3；3Ni(O2)3Ni(CO)634Ni36CO2（2分）（3）YBa2Cu3O7。（1分）第三题（5分）1A：Bi5(AsF6)3（3分）；210Bi9AsF52Bi5(AsF6)33AsF3（2分）。第四题（5分）13Pt4HNO318HCl3H2PtCl64NO8H2O（1分） H2PtCl66H2OH2PtCl6·6H2O（1分） H2PtCl6SO22H2OH2

16、PtCl4H2SO42HCl（1分）2C：（八面体） D：（平面四边形）（各1分）第五题（5分）1NH4Cl（3分）2AgCl2NH42OHAg(NH3)2Cl2H2O（2分）第六题（9分）1A：Cl2O（1分）；B：Cl2（0.5分）；C：O2（0.5分）；D：HClO（0.5分）； 2Cl22Na2CO3H2OCl2O2NaHCO32NaCl；2Cl22NaHCO3Cl2O2CO22NaClH2O；Cl2OH2O2HClO；2Cl2O2Cl2O2。23Cl2O10NH36NH4Cl2N23H2O（2分）。3H：ClO2AsF6；J：OAsF3；K：Cl2；（各1分）5Cl2O3AsF52C

17、lO2AsF6OAsF34Cl2；AsF3O3OAsF3O2。（各1分）第七题（7分）1Fe2O3FeCl33FeOCl。（2分）2A1Cl3FeOClAlOClFeCl3。（2分）3（1）FeCl33C2H5OH3NH3Fe(OC2H5)33NH4Cl（2分）（2）用苯从反应混合物中萃取。（1分）第八题（10分）1根据题意，由硫的百分含量可计算出沉淀的摩尔质量，进一步推导出此沉淀是硫酸钡。反应式：MxAy·zH2OzSOCl2zSO22zHClMxAy zSO2zH2OzBa2zBaSO42zH n(BaSO4)m（BaSO4）/ M（BaSO4）14.004/233.40.06（

18、mol）。由、式知水合物中水的物质的量n（H2O）0.06mol。（4分）2样品中A的物质的量：据另一反应方程式：AgAAgA n(Ag)cV0.2×0.010.002mol，即n(AgA)0.002mol，所以M(AgA)m(AgA)/n(AgA)0.286 64/0.002143.32g/mol。根据相对原子质量知：ACl；即滴定生成的沉淀是氯化银，所以水合物是氯化物的水合物。根据式，在1.189 6g/50.237 92g水合物中有0.002molCl。所以在2.379 2g水合物中含0.02molCl，故水合物中Cl和H2O的物质的量比：n（Cl）n（H2O）0.020.06

19、13。（1）假设MCl·3H2O，n（Cl）0.02mol，n（MCl·3H2O）0.02mol，M（MCl·3H2O）2.359 2g0.02mol118.965gmol，所以MMM（MCl·3H2O）MM3M（H2O）118.96535.45354.04629.466（g/mol）。查相对原子质量表，知具有类似摩尔质量的元素是非金属，所以第一种假设不能成立。（2）当水化物为MCl2·6H2O，n（Cl）0.02mol，n（MCl2·6H2O）0.01mol，所以MMM（MCl2·6H2O）2.379 3g/0.01mol

20、237.93g/mol，MMM（MCl2·6H2O）2MCl6M（H2O）237.9360.906108.09258.932g/mol。根据元素周期表中相对原子质量知：MCo。（3）假设水合物为MCl3·9H2O，n（Cl）0.02mol，n（MCl3·9H2O）0.02mol / 3mol，M（MCl3·9H2O）2.379 3g0.02m013356.895gmol，MMM（MCl3·9H2O）3MCl9M（H2O）356.895106.359162.13988.397gmol，查表知：MY。若水合物是YCl3·9H2O及其他类型水合物，如SnCl4·12H2O均不符合题意。（1mol水合物中水的摩尔数最大为7）（6分）第九题（16分）1A：BF3；B：NH3；C：F3BNH3；D：NH4HCO3；E：(BN)n。（各1分）2BF3NH3F3BNH3；酸碱加合反应；BF3为Lewis酸，NH3为Lewis碱，F3BNH3为酸碱加合物