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2014年化学竞赛——中学化学竞赛试题资源库——铬族及其化合物

发布时间:2013-11-17 10:58:06  

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(Ⅲ)和铬矾三种盐溶液于硫酸酸化的水中,测得[K]=

++0.025mol/L,[Cr3]=0.015mol/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 D 4mol

3.向Cr2(SO4)3的水溶液中,加入NaOH溶液,当pH=4.6时,开始现现Cr(OH)3沉淀,随着pH的升高,沉淀增多,但当pH≥13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:

+--+Cr3+3OHCr(OH)3CrO2+H+H2O

(紫色) (灰绿色) (亮绿色)

--向0.05mol·L1的Cr2(SO4)3溶液50mL中,加入1.0mol·L1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:Cr2O72+6I+14H=2Cr3+3I2+7H2O,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X组成的化学式为

A K3Cr2Cl7 B K3Cr2Cl5 C K3Cr2Cl9 D K2CrCl4

+5.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(Cr2O72+6I+14H=2Cr3+3I2+7H2O);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)3 B K3Cr2(SO4)3 C KCr3(SO4)3 D 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+6I+14H=2Cr3+3I2

+7H2O),若向溶有2.83g X的溶液中加入过量的BaCl2溶液,可得到4.66g白色沉淀,由此推断X的化学式为

①KCr(SO4)2 ②K2SO4·2Cr2(SO4)3 ③2K2SO4·Cr2(SO4)3 ④K2SO4·Cr2(SO4)3 ⑤K3Cr(SO4)3 ⑥KCr3(SO4)5

A ①③ B ②⑥ C ①④ D ③⑤

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 。

8.写出铬铁矿(FeO·Cr2O3)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离子呈黄色,Cr3离子呈绿色,当

K2Cr2O7,晶体溶于水时,存在下列平衡:

--+Cr2O72+H2O2CrO42+H

(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(OH)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CrO4转化为

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

12.CrO5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 2--Cr2O72的下列各叙述中,正确的是

A

B

C

D

13.在CrCl3和K2CrO4混合的起始液中加入足量NaOH,浓度最大的离子对是

+---A Cr3和Cr2O72 B Cr(OH)4和Cr2O72

+---C Cr3和CrO42 D Cr(OH)4和CrO42

14.请完成Na2O2与NaCrO2的反应。

15.铬(Cr)位于周期表中ⅥB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H2XO2n-1,其相对应价态的X氧化物可能是

A X2O B XO2 C XO3 D X2O

7

16.把1.000g钨酸钠(Na2WO4·2H2O)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1~3步。

18.在硫酸铬溶液中,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Cr2O3·FeO,还有一定量的Al2O3等)为原料的,其生产过程如下:

(1)在特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:2Cr2O3+ +3O2=4Na2CrO4+4CO2↑

Al2O3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7~8,其反应的离子方程式为

(4)除去铝元素后的滤液,再用硫酸调至pH为2~3,这时可得Na2Cr2O7溶液,其反应方程式为:Na2CrO4+H2SO4= 。通过蒸发浓缩,冷却后可除去Na2SO4晶体,从而得到较纯净的Na2Cr2O7溶液。

24.K2Cr2O7和H2O2在H2SO4溶液中混合时,可看到下面两个现象:

(1)混合后5~10秒内,溶液由橙色变为暗蓝色;

(2)在80~150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:

-A.Cr2O72+H2O2→CrO5+H2O

++B.CrO5+H→Cr3+O2

两步反应的速率方程式分别为

-rA=K1[Cr2O72][H2O2]

rB=K2[CrO5]

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cm3 0.020mol·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(Ⅵ)的化合物是有毒物,严禁在环境中滞留。已知Cr(Ⅲ)盐的毒性只有Cr(Ⅵ)盐的0.5%,所以将废水中Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)是处理Cr(Ⅵ)废水的方向。其方法有化学方法和电解法。电解法:将含Cr(Ⅵ)废水调至酸性,加些NaCl以提高导电率,用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:①. ;②. 。

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(Ⅲ)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?

(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

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

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:Cr2O3CrO3。

(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?

(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。

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

-B),化学式为[Mo6O19]2;

(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

[MoxOy]的化学式为

+(4)钼能形成六核簇合物,如一种含卤离子[Mo6Cl8]4,6个Mo原子形成八面体骨

架结构,氯原子以三桥基与与Mo原子相连。则该离子中8个Cl离子的空间构型为 。

(5)辉钼矿(MoS2)是最重要的铝矿,它在403K、202650Pa氧压下跟苛性碱溶液

-反应时,钼便以MoO42型体进入溶液。

①在上述反应中硫也氧化而进入溶液,试写出上述反应的配平的方程式;

②在密闭容器里用硝酸来分解辉钼矿,氧化过程的条件为423K~523K,1114575Pa~1823850Pa氧压。反应结果钼以钼酸形态沉淀,而硝酸的实际消耗量很低(相当于催化剂的作用),为什么?试通过化学方程式(配平)来解释。 z-

参考答案(A5) 1 C

2 B

3 C

4 C

5 D

6 C

7 K3CrO8 +5 不稳定,极易分解

---2CrO42+9H2O2+2OH=2 CrO83+ O2↑+10H2O

8 FeO·Cr2O3+4CFe+2Cr+4CO

9 (1)溶液呈橙色

-++(2)Cr2O72+3H2S+8H=2Cr3+3S↓+7H2O

-+(3)溶液呈黄色 Cr2O72、H

+-+-10 (1)Fe→Fe2+2e 2H+2e→H2↑

-++++(2)Cr2O72+6Fe2+14H→2Cr3+6Fe3+7H2O

(3)Fe(OH)3

+--(4)电解过程中阴极附近由于H在电极上还原,H2O不断电离产生大量OH,OH

++与Fe3、Cr3生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。

11 C

12 B

13 D

14 3Na2O2+2NaCrO2=2Na2CrO4+2Na2O

15 (1) +5 (2)B、C

+16 WO2.7 WO3 钨酸钠中钨的价态降低时要失去氧,需要H与之结合成水,以利于平

衡向还原方向移动

17 (1)2CrO3(红)+2KOH=K2Cr2O7(橙)+H2O

(2)K2Cr2O7+2KOH(过量)=2K2CrO4(黄)+H2O

(3)K2CrO4+H2SO4=K2SO4+H2CrO4 2H2CrO4+2NH3=(NH4)2Cr2O7+H2O (NH4)2Cr2O7Cr2O3(绿)+N2↑+4H2O

(4)Cr2O3+Al=Al2O3+2Cr Cr+2HCl=CrCl2+H2O

当冷却到0℃且无空气进入时,沉淀出淡蓝色晶体CrCl3·6H2O

(5)CrCl2+8KNO3+22KOH=K2Cr2O7+4N2+11H2O+20KCl

K2Cr2O7+5H2O2=K2Cr2O12+5H2O

冷却到0℃沉淀出有爆炸性的蓝色晶体K2Cr2O7·2H2O

(6)K2Cr2O12+4H2SO4=Cr2(SO4)3+K2SO4+4H2O+4O2↑

从溶液中结晶出紫色的铬矾KCr(SO4)2·12H2O

18 Cr2(SO4)2+6NaOH=Cr(OH)3+3Na2SO4 Cr(OH)3+NaOH=NaCr(OH)4 2NaCr(OH)4

+3Br2+8NaOH=2Na2Cr2O4+6NaBr+8H2O

---19 A为K2CrO4 B为Cr2(SO4)3 C为[Cr(OH)4]或CrO2 D为CrO42 E为PbCrO4 F

为Cr(OH)3

20 A:Cr2O3 B:NaCrO2 C:Na2CrO4 D:Na2Cr2O7 E:Cr2(SO4)3 F:Cr(OH)3 G:

+[Cr(NH3)2(H2O)4]3

---21 A:Cr(NO3)2 B:Cr(OH)2 C:[Cr(OH)4]或CrO2 D:CrO42 E:BaCrO4 F:

Cr2(SO4)3 G为NO

-22 A:(NH4)2Cr2O7 B:Cr2O3 C:N2 D:NaCrO2 E:CrrO42 F:Cr2(SO4)3

(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O

23 (1)4NaCO3 Al2O3+Na2CO3=2NaAlO2+CO2↑

(2)Na2CO3 NaAlO2 Na2CrO4

-+(3)AlO2+H+H2O=Al(OH)3↓

(4)2Na2CrO4+H2SO4=Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O

24 (1)Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO5+5H2O 4CrO5+12H+=4Cr3++7O2+6H2O 总反2-3++应式 2Cr2O7+8H2O2+16H=4Cr+7O2+16H2O

33(2)每cm 0.020mol·dm含0.020mmol K2Cr2O7,可以与0.80mmol H2O2反应。

(3)氧以-O-和-O-O-(过氧)型体与Cr(Ⅵ)结合。算全对。 (4)反应A快。

25 (1)K2Cr2O7+4KCl+9H2SO4=6KHSO4+2CrO2Cl2+3H2SO4·H2O

(2)2CrO2Cl2+3Na2SO3+H2O=2Cr(OH)SO4+4NaCl+Na2SO(其它合理物质也可以,4

写离子方程式也可以)

-+--(3)阳极:Fe-2e=Fe2 阴极:2H2O+2e= H2+2OH

-+++++-Cr2O72+6Fe2+14H=2Cr3+7H2O+6Fe3 Cr3+3OH=Cr(OH)3

+-Fe3+3OH=Fe(OH)3

26 (1)Cr3++4OH-=Cr(OH)4- 2Cr(OH)4-+3H2O2+2OH-=2CrO42-

2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O (2) 不是氧化还原反应

2-3++总反应:2Cr2O7+8H2O2+16H=4Cr+7O2↑+16H2O 相当于0.080mmol H2O2

(3)交换出nH+=0821mmol n配=0.822mmol 配离子:[Cr(H2O)4Cl2]+ 有两种结构,Cl在邻位和对位。

27.在鉴定某一阳离子时,移取一定量透明的暗绿色溶液A。然后进行如下实验:往溶液

A中逐滴加入适量氢氧化钠溶液,得到灰绿色沉淀B;往沉淀B中加入过量氢氧化钠溶液后,又得到绿色透明的溶液C;往溶液C中加入过氧化氢,得到黄色透明溶液D;将溶液D煮沸,冷却后用硫酸酸化,得到橙红色透明溶液E;再将溶液E用硫酸调节至pH>2,加入过氧化氢和适量戊醇,轻轻摇动,戊醇显蓝色。

(1)分别写出由溶液A→B、B→C、C→D、D→E的有关离子反应式。

(2)戊醇层中的蓝色化合物是什么?试画出其结构图。

27 (1)前期鼓入富氧空气,烧掉有机物,否则无法制成火砖;燃烧有机物在氧气充足条

件下进行,放出足够热能,可节省燃料(节省20%~30%); (2)后期限制空气流入的量很有必要,可保证Cr(Ⅵ)转变为Cr(Ⅲ),并稳定地以Cr(Ⅲ)形式被固定在火砖内。如以Cr(Ⅵ)存在,则在雨水淋湿时或施工淋水时,铬会被溶解出来毒害环境。

-28 Cr(NH3)3O4 或CrN3H9O4 (2)+4(2分) (3)氧化还原性 (4)CrO42+3NH3

-+3H2O2=Cr(NH3)3(O2)2+O2+2H2O+2OH

29 (1)Cr Cr2O3、K2Cr2O7

(2)7.18

+(3)因标准电极电位(E0M3/M)-0.74V<0,可以和稀酸反应置换出H2;因在表面

能被强氧化剂氧化得到抗腐蚀性的致密氧化膜,不能被硝酸、王水进一步反应。

++--(4)Cr(OH)3+3H=Cr3+3H2O Cr(OH)3+OH=Cr(OH)4

(5)K2SO4·Cr2(SO4)3·24H2O或KCr(SO4)2·12H2O

(6)4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑(2分)

30 (1)碳化钼;碳化钨 (2)Mo2C;WC

31 (1)A.CaWO4+2HCl=H2WO4+CaCl2;

B.H2WO4+2NH3·H2O=(NH4)2WO4+2H2O;

C.12(NH4)2WO4+12H2O=(NH4)10W12O41·5H2O+14NH3·H2O;

D.(NH4)10W12O41·5H2O12WO3+10H2O+10NH3↑。

(2)3H2+WO3=3H2O+

W

-=3×(-228)-(-764.1)=80.1=-RT1nK×103

K=9.104 2×1015

=3×(-242)-(-842.9)=116.9kJ/mol

ln(K2/K1)=(1/T1-1/T2)/R

K2=1时,T2=946.64K

(3)W(s)+I2(g)WI2(g),当生成WI2(g)扩散到灯丝附近的高温区时,又会立即分解出W而重新沉积在灯管上。

(4)每个W平均键合的Cl原子数4×1/2=2个,则18-n=6×2,得n=6或每个W原子与四个C1原子相连;共6×4=24个Cl。而每个Cl与两个W相连。所以Cl原子一共有24/2=12个,因此n=18-12=6;或Cl原子只能在八面体的12条棱上。 32 (1)Cr(OH)3;H2CrO4(或H2Cr2O7)

(2)将溶液中的+6价铬还原为+3价铬

+++(3)Fe(OH)3、Al(OH)3、Cr(OH)3;Ca2、Mg2、Na

(4)晶体硫酸镁、晶体硫酸钠;将混合物溶于水,加入烧碱溶液,至沉淀完全,过滤,将沉淀溶于稀硫酸,再浓缩结晶。

33 (1)13.9倍 因绿矾易被氧化,故实际用量可能要比理论值大。

+(2)因Cr3的沉淀物为Cr(OH)3,Cr(OH)3是两性氢氧化物,过高的pH会使其溶解,

过低不能使其沉淀完全。

34 选择以铁做阳极:以Fe为阳极,电极反应式为:

阳极 Fe-2e=Fe2+;阴极 2H++2e=H2↑

加入少量食盐,是增加污水中离子浓度,增强导电能力。以生成的Fe2+为还原剂,在

-酸性溶液中与Cr2O72离子发生氧化还原反应,离子方程式略。

-这样Cr2O72离子被还原成Cr3+。在电解过程中,由于H+在阴极不断放电,打破了水

的电离平衡、促进水的电离,溶液的pH值上升,溶液中的阳离子以Cr(OH)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3形成沉淀。

由信息可知,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呈絮状沉淀不便分离,不易从溶液中除去。根据已学的知识,Fe(OH)2极易被O2氧化,所以在处理过程中鼓入空气,让空气中O2充分与Fe(OH)2反应(反应方程式略),成为容易分离的Cr(OH)3、Fe(OH)3,使废水含铬量降到可排放标准。

35 (1)13.9倍

(2)pH=9.0

(3)pH过大时,会使Cr(OH)3(两性)溶解而使沉淀不完全

36 (NH4)2Cr2O7

37 较强的还原剂能够把铬还原到低于+3的价态:

++-++①3Fe2+8H+CrO42=Cr3+3Fe3+4H2O

+-++②2Zn+8H+CrO42=Cr2+2Zn2+4H2O

+-++③Fe+8H+CrO42=Cr3+Fe3+4H2O

---④3H+CrO42+H2O=Cr+5OH

38 在K2Cr2O7的饱和溶液中加入过量的浓硫酸,即可析出暗红色的CrO3晶体:

K2Cr2O7+H2SO4(浓)=2CrO3↓+K2SO4+H2O

CrO3的熔点为196℃,对热不稳定。加热超过熔点则分解放出氧气:

4CrO32Cr2O3+3O2↑

Cr2O3是溶解或熔融皆难的两性氧化物,和浓硫酸反应生成Cr2(SO4)3和H2O:

Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3H2O

Cr2O3是绿色物质,部分Cr2O3与H2SO4反应后生成蓝绿色的Cr2(SO4)3溶液,我们观

+察到溶液的颜色即为Cr3离子的显色(蓝绿色)。

2-39 A:CrO2Cl2 B:BaCrO4 C:Cr2O7 D:Ba(ClO4)2 E:Cr(OH)3 F:NaCrO2

+G:Na2CrO4 H:Na2Cr2O7,I:CrO5 J:Cr3 K:O2

-++++40 (1)MnO4+5VO2+H2O=Mn2+5VO2+2H

+---(2)Cr3+3OH=Cr(OH)3↓(灰蓝色) Cr(OH)3+OH=Cr(OH)4(绿色)

---- Cr(OH)4+3HO2=2CrO42(黄色)+OH+5H2O

-++++++(3)Cr2O72+3Zn+14H=2Cr3+3Zn2+7H2O 2Cr3+Zn=2Cr2+Zn2

+++ 4Cr2+O2+4H=4Cr3+2H2O

-++-(4)Cr2O72+3SO2+2H=2Cr3+3SO42+H2O

+-(5)Mn2+2OH=Mn(OH)2↓ 2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2

-++(6)2MnO4+5H2S+6H=2Mn2+5S↓+8H2O

41 (1)[Kr]4d55s1 第四周期ⅥB族

(2)10.3g/cm3 68.0%

-(3)[Mo7O24]6 (4)正方体

---(5)2MnS2+9O2+12OH=2MoO42+4SO42+6H2O

MoS2+6HNO3=H2MoO4+2H2SO4+6NO

2NO+O2=2NO2

3NO2+H2O=2HNO3+NO

32MoS2+9O2+6H2O????2H2MoO4+4H2SO4 HNO

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