無機化學(xué)試題9答案

1、第1題(本小題6分，每小題2分)：窯系統(tǒng)排出的氮氧化物一是在高溫燃燒時空氣中部分 氮與氧化合生成多種氮氧化物；二是燃料中的氮元素在燃燒過程中氧化而生成氮氧化物。二氧化氮的形成與燃燒溫度有關(guān)，溫度越高氮氧化物的生成量越多。二氧化氮也是酸雨的前體物，屬硝酸型酸雨，硝酸型酸雨占我國酸雨的十分之一。氮氧化物排放濃度/(mg/m3)：800 (二級)，1600 (三級)。就目前來看，氮氧化物的排放一般不會超標，但對環(huán)境和人群 還是有不良影響。(1)畫出二氧化氮的路易斯結(jié)構(gòu)式；并指出N原子的雜化方式。(2)二氧化氮還能破壞臭氧層，寫出其破壞機理；(3)二氧化氮的測定過程：取體積為V(L)尾氣用足量稀氫氧化

2、鈉溶液吸收， 所得溶液用鉗 作陽極，石墨作陰極電解，結(jié)果表明陽極無氣體產(chǎn)生，陰極產(chǎn)生的氣體為Vi mL,溫度為25 °C,壓力為101325 Pa。寫出氮氧化物排放濃度 /(mg/m 3)的計算公式。第1題解：(1)略。(2) NO 2+h u=NO+ONO+O 3=NO2+O2； NO2+O=NO+O 2(3) 3.76 103 V1/V (mg/m 3)第2題(本題共10分，第2-3小題4分，其余每小題2分)(1)例系元素金屬離子電子構(gòu)型為f0、f1、f6、f7、f8、f13、f14時相對穩(wěn)定，為無色。其他構(gòu)型往往呈現(xiàn)出不同的顏色，為什么？(2)堿金屬熱還原法”中，以SmF3為原

3、料可得到化合物 Ao其儀器分析結(jié)構(gòu)為:Sm/(mg.dm -3)42.29(42.20)括號內(nèi)為計算值K/(mg.dm -3)5.63P (5.46)括號內(nèi)為計算值F/(mg.dm -3)15.32(15.92)括號內(nèi)為計算值2-1寫出A的化學(xué)式，并指出 Sm在A中的價電子構(gòu)型。2-2寫出62號元素Sm的核外電子排布式，并指出化合物A是否有顏色。2-3 磷萃取齊【J HDEHP(P 204),其結(jié)構(gòu)為(RO) 2P(O)OH, R=CH 3(CH 2)3CH(C 2H 5)CH 2-), P204是一個弱酸，在苯中常以二聚體的形式存在，在萃取Sm3+過程中，形成配位數(shù)為 6的電中性螯合物B,畫

4、出P204的二聚體以及B的結(jié)構(gòu)式，如有異構(gòu)體也要求畫出。第2題解：(1) f-f躍遷，前些構(gòu)型相對穩(wěn)定，躍遷需要的能量高，在紫外區(qū)吸收，沒有顏色。后些構(gòu)型f-f躍遷在可見區(qū)發(fā)生吸收，呈現(xiàn)出顏色。(2) KSm IISmIII F6。4f6、4f5Xe6s 2 4f6第3題、(12分)TiO2是一種半導(dǎo)體材料，其能帶由充滿電子的低能滿帶與沒有電子的高能空帶構(gòu)成，禁帶寬度為3.2 eV,光催化下電子激發(fā)產(chǎn)生光生空穴(h+)和光生電子(e-)。研究表明，TiO 2顆粒的能帶間缺少連續(xù)區(qū)域，但激發(fā)態(tài)的電子和空穴可以重新復(fù)合，能量 以光或熱的形式散發(fā)，導(dǎo)致 TiO 2的光催化效率降低，達不到實用要求。h

5、vTiO2 TiO2* + h+ +e3-1（4分）擴散到微粒表面的電子和空穴具有強烈的氧化還原活性，能與表面吸附的某些化學(xué)物種作用，產(chǎn)生自由基。請用方程式說明電子和空穴的相關(guān)反應(yīng)及其作用。3-2（2分）自由基攻擊細菌的細胞膜，使細胞膜上蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)不可逆破壞，使細胞喪失增殖能力，實現(xiàn)抗菌功能。自由基還可以生成氧化性強的H2O2, H2O2能夠穿透細胞膜使細胞死亡，實現(xiàn)抗菌功能。寫出在細胞外生成H2O2的化學(xué)方程式。3-3 （4分）為了提高TiO2的光催化效率，科學(xué)工作者采用納米 TiO2代替TiO2顆粒，納 米TiO 2中存在大量的結(jié)構(gòu)缺陷和懸鍵（ Ti的配位數(shù)為6,如果存在5配位，則剩

6、余1個未 鍵合電子，叫做懸鍵），這樣光催化效率大大增加，試指出納米 TiO 2代替TiO 2顆粒提高光 催化的兩個主要優(yōu)點。3-4（2分）為了進一步提高抗菌功能，在現(xiàn)在的洗滌機械與藥劑中摻雜了銀離子。利用銀離子吸附氧氣分子的功能，形成催化活性中心，從而提高了光催化效率；與此同時，銀 離子本身能與生物活性物質(zhì)如蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸、 DNA、細胞壁等上的一些功能團作 用，妨礙代謝，起到殺菌功能。指出生物活性物質(zhì)上與銀離子作用的功能團。第3題：3-1（4分）O2+ e =?O2 ,光生電子具有強還原作用；H2O+ h+=?OH+H+; OH + h+=?OH,光生空穴具有強烈氧化作用。3-2（2

7、分）2?O2 +2H+=H2O2+O2； 2?OH =H2O23-3 （4分）納米TiO 2代替TiO 2顆粒，比表面積大大增加，吸附作用增強，極大的提高 了電子和空穴的利用率；同時，納米 TiO 2中存在大量的結(jié)構(gòu)缺陷和懸鍵，等于增加了電子 和空穴的數(shù)量。3-4（2分）羥基、竣基、氨基、疏基等。第4題（本小題6分）：穩(wěn)定島假設(shè)認為形成穩(wěn)定的同位素，在一定區(qū)間出現(xiàn)，組成一個穩(wěn) 定的同位素區(qū)域，其四周被不穩(wěn)定同位素如海洋”一樣包圍著，因此，穩(wěn)定同位素在不穩(wěn)定同位素中形成如屹立在海洋”中的 山脈“、山峰"或 孤島”。質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)為幻數(shù) （2,8, 20, 28, 50, 82, 126

8、）時，則原子核特別穩(wěn)定。根據(jù)此假設(shè)，下一個島的山峰”就是原子序數(shù)為114,中子數(shù)為184的元素，其范圍可能是 Z=110126或108128,其左右均為 不穩(wěn)定元素。關(guān)于質(zhì)子數(shù)為114,中子數(shù)為184的元素，（1）寫出其核外電子排布式；（2）指出其周期表中的位置（周期，族，區(qū)） ；（3）最常見的可能的氧化態(tài)。第4題答案1） Rn5f 14 6d107s2 7p2； 2分（2）第七周期，IVA族，p區(qū)；3分3） +II 氧化態(tài)。1 分 第5題：自然界中，許多金屬以硫化物礦物形式存在，如 ZnS、CuS、PbS、FeS2,當(dāng)有水存在時，大氣中的氧可以緩慢地把硫化物氧化成硫酸鹽，上述硫化礦物被氧化為

9、硫酸鹽后，鉛留在原地成鉛礬而存在；鐵鹽極易水解為難溶的褐鐵礦Fe（OH） 3留在原地或附近。這樣，褐鐵礦便成為黃鐵礦。FeS2 被氧化后的露頭，稱為“鐵帽 ”，它是尋找許多金屬硫化礦物的重要標志。我國古代有一條找鐵的經(jīng)驗：“上有赭者，下必有鐵。”便符合這一原理。（ 1）寫出形成鉛礬的化學(xué)方程式。（ 2）寫出形成“鐵帽 ”的化學(xué)方程式。（ 3）氧化后的Cu 、 Zn 礦物是留在原地，還是發(fā)生遷移？請說明理由。（4） FeS2礦物的氧化對周圍的土壤及地下水有何影響？（ 5）在生產(chǎn)中，使Fe3 水解析出Fe（OH） 3沉淀，是除去產(chǎn)品中雜質(zhì)鐵的常用方法。但Fe（OH） 3具有膠體性質(zhì)，沉淀速度慢，分

10、離也困難?，F(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中改用加入氧化劑（ H2O2）到含F(xiàn)e2+的硫酸鹽溶液中， 使Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+ ,當(dāng)pH = 1.61.8,溫度為358 K368K 時，F(xiàn)e3 水解，水解產(chǎn)物為淺黃色的晶體，俗稱黃鐵礬Na 2Fe6（SO4）4（OH） 12。黃鐵釩顆粒大，沉淀速度快，容易過濾。請寫出氧化劑氧化Fe2 離子的化學(xué)方程式以及逐步水解鐵鹽以Fe2（SO4）2為例得黃鐵磯的化學(xué)方程式。（6）在用I 離子來測定Cu 2 時，F(xiàn)e3常常產(chǎn)生干擾。如果用PO43掩蔽Fe3會產(chǎn)生什么離子（用化學(xué)式表示）？（ 7） 鐵能呈高價態(tài)，將 Fe2O3、 KNO 3和 KOH 混合并加熱共融，可得紫紅

11、色高價鐵鹽，寫出化學(xué)方程式。第 5 題答案：（1） PbS+2O2=PbSO4（2） 4FeS2十 1502+ 14H2O = 4Fe（OH） 3+8H2SO4（ 3）發(fā)生遷移，因氧化生成的CuSO 4、 ZnSO 4均溶于水，故會被水溶解而帶走（4）FeS2的氧化產(chǎn)物Fe2（SO4）3易水解呈酸性而使地下水呈酸性，使土壤酸化，生成的 Fe（0H） 3膠體易使土壤結(jié)塊，還出現(xiàn)“發(fā)紅 ”現(xiàn)象。（5） 2FeSO4+ H2O2 + H2SO4= Fe2（SO4）3+ 2H20Fe2（S04）3+ 2H 2O = 2Fe（0H）S0 4+H2SO42Fe（0H）S0 4+ 2H2。= 2Fe2（OH

12、） 4SO4+ H2SO42Fe（0H）S0 4+2Fe2（OH） 4SO4+ Na2SO4+2H2O= Na2Fe6（SO4）4（OH） 12J+ H2SO4 （淺黃色） （ 6） Fe（HP0 4）（7） Fe2O3+3KNO 3+4KOH = 2K2FeO4+3KN0 2+2H2O第 6 題：黃銅是一種銅鋅合金，除含銅和鋅外，還含有少量鉛、鐵等雜質(zhì)。為了測定黃銅中銅的百分含量，實驗共分為五步完成：用 2 ： 1的濃硝酸在加熱條件下溶解黃銅屑，使 Cu、Zn、Pb、Fe轉(zhuǎn)化成Cu2 > Zn2 Pb"、Fe3+進人溶液；用2 ： 1的氨水中和溶液中 過量的硝酸，并控制 pH

13、值確保各種金屬陽離子不沉淀，并無損移入250 mL錐形瓶中；稱取黃銅屑0.1000 g放入小燒杯中；加入NH4HF2溶液，使Fe3+變成不參與反應(yīng)的FeF63 一離子，然后再加入過量 KI溶液；用濃度為0.06000 mol/L的Na2s2O3溶液滴定至溶液呈 淺黃色時，加入0.2%的淀粉溶液作指示劑繼續(xù)滴定至終點。滴定反應(yīng)方程式為：2Na2S203+ l2=2NaI+Na2s4。6。重復(fù)滴定 3次，平均耗用 Na 2s2O3溶液為15.80 mL。(1)用編號填出實驗步驟的正確操作順序為 。(2)根據(jù)已知事實寫出測定含銅量過程中加入KI溶液后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：(3)根據(jù)已知數(shù)據(jù)寫出計算含

14、銅量的數(shù)學(xué)式 。(4)本實驗用到的化學(xué)儀器(滴管、玻棒、酒精燈除外)有 。(5)如果不加 NH4HF2會使測定結(jié)果 (填偏高、偏低、無影響)，原因(6)溶液中Pb/、Zn2+不影響實驗結(jié)果的原因是 。 第6題答案：(1)(2) 2Cu2+ + 4I =2CuU + l2 ； Pb2+2I =Pbl2j(3) Cu%=(0.06000 15.80 10 3 63.54) 0.1000 100%(4)天平、燒杯、錐形瓶、堿式滴定管(5)偏高；Fe3+可氧化廠生成I2,使I2的量增加，消耗 Na2s2O3的量增多。(6) Pb2+、Zn2+的氧化性比Cu 2+的氧化性弱，不能氧化 I o第7題：銘是

15、一種典型的過渡元素，它能形成許多色彩鮮艷的化合物，并呈現(xiàn)除不同的氧化態(tài)。(1)將一種銘(出)鹽溶于水，加入過量 NaOH溶液，得到一種綠色溶液A,在A溶液中添加H2O2,得到黃色的B溶液，再酸化，又得到橙色的C溶液。寫出反應(yīng)方程式。(2)在足量H3O +離子存在下，在C溶液里再加入H2O2,呈現(xiàn)一種深藍色，該藍色物 質(zhì)為CrO 5,不久溶液又轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色。 藍色中間物CrO 5的結(jié)構(gòu)簡式如何？ C生成CrO 5的反 應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)？當(dāng)用 C溶液滴定H2O2時，請計算每mL 0.020 mol/L的C相當(dāng)于 多少mol的H2O2?(3)固體CrCl 3 6H2O溶于水可能有幾種不同組成的配離

16、子。今用以下離子交換實驗，測定屬于哪種組成的配離子。實驗將含0.2190 g CrC13 6H2O的溶液通過H離子交換樹脂，交換出來的酸用 0.1250 mol/L的NaOH溶液滴定，用去NaOH溶液6.570 mL。已知配離子 呈八面體結(jié)構(gòu)，試確定該配離子，并畫出它的所有可能結(jié)構(gòu)式。(4)銘的化學(xué)豐富多采，實驗結(jié)果常出人意料。將過量30%H 2O2加入(NH 4)2CrO 4的氨水溶液，熱至50 C后冷至0 C,析出暗棕紅色晶體 Ao元素分析報告：A含Cr 31.1% , N 25.1% , H 5.4%。在極性溶劑中 A不導(dǎo)電。紅外圖譜證實 A有N H鍵，且與游離氨分 子鍵能相差不太大，還

17、證實 A中的銘原子周圍有 7個配位原子提供孤對電子與銘原子形成 配位鍵，呈五角雙錐構(gòu)型。(4-1)以上信息表明 A的化學(xué)式為： ;可能的結(jié)構(gòu)式為： 。(4-2) A中銘的氧化數(shù)為： 。(4-3)預(yù)期A最特征的化學(xué)性質(zhì)為： 。(4-4)生成晶體 A 的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，方程式是： 。 第7題答案：(1) Cr3 + +4OH =Cr(OH) 42Cr(OH) 4 +3H2O2+2OH =2CrOj2CrO 42 +2H + = Cr2O72 +H2O(2) 不是氧化還原反應(yīng)總反應(yīng)：2Cr2O72 + 8H 2O2+ 16H + = 4Cr3+ + 7O2T+ 16H2O相當(dāng)于 0.080 mm

18、ol H 2O2(3)交換出 nH+ = 08212 mmol n 配= 0.8222 mmol配離子：Cr(H 2O“Cl2十有兩種Cl 冏,+ 21、于rtr/、用0，/4U3/41-0結(jié)構(gòu)，Cl在鄰位和對位。巾 高八C1Cl f Cl(4)(4-1) Cr(NH 3)304 或 CrN 3H9O4(2) +4 (2 分)(3)氧化還原性(4) CrO 4(2)已知乙酸根離子中兩個氧原子是完全等價的，那么草酸根離子中四個氧原子是否也完全等價，草酸根所有原子是否共平面，指出其中冗鍵的成鍵情況。(3)草酸具有較強的還原性，在實驗室里用基準物質(zhì)草酸鈉配成的酸性溶液標定高鎰酸鉀 溶液的濃度，寫出離

19、子反應(yīng)方程式。(4)某學(xué)生在實驗中準確稱取了三份基準物質(zhì)Na2c204 (質(zhì)量分別為0.1745 g、0.1763 g、0.1772 g),分別置于250 mL錐形瓶中，加入60 mL水使之溶解，加入15 mL (1 ： 5) H2SO4, 在水浴上加熱到 7585 C,趁熱用高鎰酸鉀溶液滴定(滴定終點時消耗體積分別為25.88mL、26.21 mL、26.25 mL )。開始滴定時反應(yīng)速度很慢，滴下高鎰酸鉀溶液的顏色遲遲不 退去，但數(shù)滴之后，反應(yīng)速度迅速加快。(4-1)實驗中，滴定時KMnO 4溶液應(yīng)裝在 (酸式滴定管、 堿式滴定管、移液管)中， 原因是(4-2)滴定中，目光應(yīng)注視 ,判 斷

20、滴定結(jié)束的標準是 ,讀數(shù) 時，目光應(yīng)與凹液面的最 (上、下)端水平。(4-3)計算該同學(xué)所標定 KMnO 4溶液的濃度 。( Na2c2。4相對分子質(zhì)量134.00) (4-4)為何滴定不久后反應(yīng)速度能突然加快？(4-5)由于常溫下 C2O42與MnO 4一的反應(yīng)速度很慢，因此滴定反應(yīng)在7585c的水浴中進行，但溫度過高又有何不利影響？(4-6)被標定的KMnO 4溶液能否用蒸儲水(去離子水)稀釋若干倍后再作為標準液使用， 為什么？(5)為什么過量吃菠菜會造成人體缺鈣。(6)試說明兩種消除菠菜中草酸危害的方法中的原理。第8題答案： H2c2O4草酸進入人體后，在胃酸作用下，抑制其電離平衡向右移

21、動，以分子形式存 在。 (2)四個氧原子完全等價所有原子共平面 5c2O42 +2MnO 4 +16H+= 10CO2 懺 2Mn 2+ + 8H2O(4)酸式滴定管KMnO 4具有強氧化性，會腐蝕堿式滴定管中的橡皮管錐形瓶中溶液顏色的變化待測液剛好出現(xiàn)淺紫色(微紅色)且半分鐘內(nèi)不褪色上(注：KMnO 4為紫色溶液，看不到凹液面)0.02012 mol/L 反應(yīng)中產(chǎn)生的 Mn 2+對該反應(yīng)有催化作用 溫度過高草酸易分解：H2c2O4=COT+CO2T+ H2O 不能，蒸儲水中有好氧性微+ 3NH3+3H2O2=Cr(NH 3)3(02)2+O2+2H2O+ 20H第8題：動畫片 大力水手”中，

22、每當(dāng)大力水手吃下一罐菠菜后就會變得力大無窮。這是影 片的夸張手法，但菠菜確實含有一定的營養(yǎng)成分，如維生素C、鐵質(zhì)等。然而過量吃菠菜，會造成人體缺鈣。菠菜中富含草酸(乙二酸)，其味苦澀，溶于水，是一種二元弱酸。以分子形式存在的草酸，從藥理上看，是一種有毒物質(zhì)，過量草酸會腐蝕胃粘膜，還會對腎臟 造成傷害。為了既能吸收菠菜中的營養(yǎng)，又不被草酸傷害，有兩種可用的方法：一種方法 是在油炒前，先把菠菜用熱水燙一燙，這樣炒的菠菜沒有苦澀味；另一種方法是菠菜燒豆腐”，也可使?jié)洞蟠蠼档汀?1)食用菠菜后，在胃部草酸主要的存在形式是 (分子or離子，用化學(xué)式表示)， 原因是。生物（或水中有還原性物質(zhì)）（4） C

23、a2+易與C2O42一形成難溶的CaC2O4沉淀，使人體中的鈣大量流失（5）用熱水燙一燙是利用升高溫度增大溶解度的原理，使草酸更多地被溶解出來，在燒菜之前去除；菠菜燒豆腐”是利用豆腐中富含的 Ca2+將C2O42一轉(zhuǎn)化為CaC2O4沉淀,進入人體后除少量溶解外， 大部分直接排出體外（豆腐中損失的鈣可以從其他食物中補充）第9題：SO2是引起大氣污染的主要有害氣體之一，我國大氣質(zhì)量標準中規(guī)定大氣中SO2的最高濃度限值如下表：濃度限值（mg/（m3空氣）一級標準 二級標準 三級標準0.020.060.10日平均0.050.150.25任何一次0.150.500.70（1）據(jù)報導(dǎo)，1952年2月，某城

24、市霧大無風(fēng)，家庭和工廠排出的煙霧經(jīng)久不散，大氣 中SO2的含量高達3.8 mg/（m3空氣），煙塵達4.5 mg/（m3空氣），居民健康普遍受到危害，4天死亡人數(shù)約 4000,流經(jīng)該城市的主要河道也因此而受到污染，引起魚類死亡。大氣中SO2直接危害陸生高等植物的 ,大氣中SO2超標最容易影響人的 一 系統(tǒng)而患疾病，而河流中魚類死亡與SO2造成大氣污染所形成的 有關(guān)。（2）某空氣污染監(jiān)測儀是根據(jù)SO2和水的定量反應(yīng)來測定空氣中SO2含量的。反應(yīng)的澳來自一個裝有酸性（稀硫酸）的 KBr溶液的電解池陽極的氧化反應(yīng)，電解池的陽極室與 陰極室是隔開的。當(dāng)測量某地區(qū)空氣中SO2的含量時，一天中作了三次取樣

25、監(jiān)測，每次取樣的空氣（已除塵）都以 u =1.5X1（4 m3min 1的流速進入電解池的陽極室，從電流計顯示 出每次的電流強度I分別為8.56 >10 6 A、9.25 10 6 A、8.12 10 6A,每次都能保持電解池 中澳濃度恒定且恰好與 SO2完全反應(yīng)（設(shè)空氣中不含與反應(yīng)的其它雜質(zhì)、1個電子電量Qe為1.6M0-19C）。寫出此監(jiān)測過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。寫出計算該地區(qū)空氣中SO2含量的公式，該地區(qū)空氣中SO2有沒有達到大氣質(zhì)量標準 ？第.9題答案：（1） SO2易破壞植物的葉組織，SO2最易影響人的呼吸系統(tǒng)，SO2污染大氣后形成的酸雨嚴重時會使河道中魚類等死亡。（2）化

26、學(xué)方程式為： 2KBr +2H2O = 2KOH + H2+ Br2 Br2+SO2+2H2O = H2SO4+2HBr SO2的含量=I 30 6.407 104/（Qe Na。mg/（m 3 空氣）每次所取樣品中 SO2含量分另1J為：1.1 mg/m3空氣、1.2 mg/m3空氣、1.1 mg/m3空氣，對照 標準可知該地區(qū)的 SO2含量未達到大氣質(zhì)量標準。第10題：（1）硫酸可以生成由氮原子直接相連于硫原子的一系列衍生物，試寫出由硫酸經(jīng)取代、消 去、加成等反應(yīng)合成三硫酰亞胺（如下圖所示）的反應(yīng)方程式。（2）過二硫酸根離子能分步水解產(chǎn)生過氧化氫，寫出H 2s2。8在D218O中水解的兩步

27、方程600.861200.711600.643600.486200.3210100.29固體質(zhì)量隨溫度變化的關(guān)系如右圖所示,(3)將藍磯放在一個可以稱出質(zhì)量的容器內(nèi)加熱,縱坐標是固體的相對質(zhì)量，寫出固體質(zhì)量發(fā)生突變時的化學(xué)反應(yīng)方程式。溫度/oC質(zhì)量/%第10題答案：(1) HO SO2OH +2NH3一H 2N SO2NH2+ 2H2。H2N SO2NH2=HN =SO2+NH33HN = SO2-(2) H2s2O8+D218。 HO SO218OD + DOOSO2OHD-O-O-SO2-OH +D218O-D -O-O-D+HO -SO2-18OD (各 1 分)(3) CuS0 4 5H2O=CuS0 4 3H2O + 2H2OCuSO4 3H 2O=CuSO 4 H2O + 2H2OCuSO4 H 2O=CuSO 4+H2O2CuSO 4=CuSO 4 CuO (Cu2OSO4)+ SO3 (SO2+1/2O2)