发布时间 : 星期二 文章2014年化学竞赛 - 中学化学竞赛试题资源库 - 铬族及其化合物更新完毕开始阅读
（3）固体CrCl3·6H2O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 CrCl3·6H2O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：
①．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850℃～950℃温度灼烧；
②．灼烧的前期，向窑中鼓人补充了氧气的空气；
③．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 31.1%，N 25.1%，H 5.4%。在极性溶剂中A不导电。红外图谱证实A 有N－H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1857±20℃；立方体心晶格，原子半径1.25×1010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。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（Ⅲ）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（Ⅲ）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（Ⅲ）和7.83%的另一种金属离子。请确定该矾的化学式。
（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（Ⅲ）向M（Ⅵ）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
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以合成它们：
①在高温下将烃类气体通过钨或钼的氧化物的表面。
②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）。 ③在高度分散的碳表面上通过高温气态钨或钼的氧化物。 （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） ΔHH2O（g） Δf＝－842.9kJ/mol ?Hf＝－242kJ/mol ?ΔGf＝－764.1kJ/mol ΔGf＝－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W6Cl18－nn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W6Cl18－nn的n值。
32．阅读下文：
（Ⅰ）＋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 （Ⅱ）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 5％～10％；CaO 26％～44％，MgO约1％；Fe2O3 2％～11％，CrO3 0.6％～0.8％，K2Cr2O7约1％
（Ⅲ）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
（Ⅳ）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，在浸出液中加入适量的绿矾加入续研的目的是什么？
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（3）然后再向浸出液中加入烧碱，至pH＝4.7，过滤，再调节至5.6过滤。两次生成的沉淀是（写化学式）： ；最后滤液中所含金属离子是 。
（4）将从（3）得到的滤液内加入硫酸调节至溶液呈强酸性、过滤，蒸发浓缩，得到晶体此晶体中两种主要成分是 ；欲将它们精制成镁盐，采取的措施是 。
33．铁氧体法是处理含铬（Ⅵ）有毒废水的常用方法。其原理是：用FeSO4把废水中－＋
Cr2O72离子还原为Cr3离子，并通过调节pH，使生成物组成符合类似于Fe3O4（铁氧体）
＋＋＋
的复合氧化物Crx3Fe2－x3Fe2O4。
（1）处理废水时，需加废水中铬（用Cr2O3表示）的质量多少倍的固体FeSO4？实际处理时可能怎样？
（2）还原后，通常是控制pH＝8～10，使有关离子沉淀，为什么？
－
34．工业上为了处理含Cr2O72离子的酸性废水，采用以下处理方法： ①往工业废水中加入适量食盐。 ②以铁作为阳极进行电解。
③鼓入空气。经过一段时间后，使废水中含铬量降到可排放的标准。
－
请用已学过的化学知识解释处理含Cr2O72离子的工业废水的原因。
注：Fe(OH)3开始沉淀的pH为2.7，沉淀完全的pH为3.7。Fe(OH)2开始沉淀的pH为7.6，沉淀完全的pH值为9.6，并且Fe(OH)2呈絮状，不易从溶液除去。
35．用FeSO4·7H2O处理含铬有毒废水是目前工业上常用的方法，它的优点是经过
＋＋＋
加配料比后可使最终的固体产物成为制备铁氧体复合氧化物（可用Crx3Fe2－x3Fe2O4表示）的原料，此原料经烧结后就得到铁氧体复合氧化物。这是一种变害为利的方法。
（1）在pH＜4的含铬（VI）废水中，加入FeSO4·7H2O的质量应为废水中CrO3质量的多少倍，才能使得到的固体产物符合铁氧体复合氧化物的组成？
－
（2）要使这些金属离子完全沉淀下来（当溶液中某种离子浓度小于105mol/L时，就认为该种离子已沉淀完全），对溶液的pH值有什么要求？（提示：难溶金属氢氧化物在水
＋－
中存在如下沉淀一溶解平衡：M(OH)nMn＋nOH，在平衡时，溶液中离子浓度的乘
＋－
积是一个常数，叫溶度积常数。溶度积常数Ksp＝[M n][OH]n。当溶液中组成沉淀的离子
－－
浓度的乘积大于Ksp时，就会有固体析出。（已知：Ksp[Fe(OH)3]＝1037.4；Ksp[Fe(OH)2]＝1015）
（3）若pH过大，会有什么现象？ 36．使碳酸钙和未知盐A的混合物分解，生成43.2g固态混合物和7.2水，并放出13.44L（STP）（24.8g）两种气体混合物，其中一种气体B不溶于水且化学性质不活泼，用过量的水处理分解产物后，剩下15.2g不溶于水含68.5％金属（Ⅲ）的氧化物。A盐的相对分子质量等于252，通过计算确定A盐的化学式 。
（1）写出确定最简式的简要过程。 （2）写出确定化学式的简要过程。 C组
－＋
37．利用还原势表推测CrO42与过量的下列各离子反应产物：①Fe2、②Zn、③Fe、－
④H
38．在K2Cr2O7的饱和溶液中加入浓硫酸，并加热到200℃时，发现溶液的颜色变为蓝绿色，经检查反应开始时溶液中并无任何还原剂存在，试说明上述变化的原因。
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39．化合物A是具有腐蚀性和挥发性的红色液体。称取665mg化合物A使之溶于水中，溶液具有明显的酸性，此溶液约需6mmol的Ba(OH)2才能中和，同时溶液产生沉淀从过滤出沉淀，洗涤后用稀HClO4处理，沉淀B转化为一橙红色溶液C，与此同时又产生一
－－－
种白色沉淀D，加入过量的KI后，用S2O32滴定产生的I3离子，耗去S2O32 9.0mmol，终点时生成一绿色溶液，经中和可产生翠绿色沉淀E，过滤后使E溶于过量的NaOH溶液中，形成了溶液F，再与H2O2共沸，变成黄色溶液乙酸化后进一步变成橙红色溶液H。向H中加入少许H2O2，有蓝色I生成，静置时I又变成J并放出气体K。
试确定各符号所代表的化合物，写出相应的反应方程式。 40．根据下列实验现象，写出有关反应的离子方程式。
（1）向酸性VOSO4溶液中滴加KMnO4溶液，则溶液由蓝色变为黄色。
（2）向Cr2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，先有灰蓝色沉淀生成，后沉淀溶解得到绿色溶液。再加入H2O2，溶液由绿色变为黄色。
－
（3）在酸性介质中，用Zn还原Cr2O72时，溶液由橙色经绿色最后变为蓝色，放置一段时间后又变为绿色。
（4）向酸性K2Cr2O7溶液中通入SO2时，溶液由橙色变成绿色。
（5）向MnSO4溶液中滴加NaOH溶液有白色沉淀生成，在空气中放置沉淀逐渐变为棕褐色。
（6）向酸性KMnO4溶液中通入H2S，溶液由紫色变成近无色，并有乳白色沉淀析出。 41．钼是我国丰产元素，探明储量居世界之首。钼有广泛用途，例如白炽灯里支撑钨丝的就是钼丝；钼钢在高温下仍有高强度，用以制作火箭发动机、核反应堆等。钼是固氨酶活性中心元素，施钼肥可明显提高豆种植物产量，等等。
（1）钼的元素符号是42，写出它的核外电子排布式，并指出它在元素周期表中的位置。
（2）钼金属的晶格类型为体心立方晶格，原子半径为136pm，相对原子质量为95.94。试计算该晶体钼的密度和空间利用率（原子体积占晶体空间的百分率）。ρ＝ ；η＝ 。
－
（3）钼有一种含氧酸根[MoxOy]z（如右图所示），式中x、y、z都是正整数；Mo的氧化态为+6，O呈－2。可按下面的步骤来理解该含氧酸根的结构：
－
（A）所有Mo原子的配位数都是6，形成[MoO6]6，呈正八面体，称为“小八面体”（图A）；
（B）6个“小八面体”共棱连接可构成一个“超八面体”（图
2－
B），化学式为[Mo6O19]；
（C）2个”超八面体”共用2个“小八面体”可构成一个“孪超八面体”（图C），化
＋
学式为[Mo10O28]4；
（D）从一个“挛超八面体”里取走3个“小八面体”，得到的“缺角孪超八面体”（图
－
D）便是本题的[MoxOy]z（图D中用虚线表示的小八面体是被取走的）。
A B C D
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