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范 文
2020年全国高中化学知识竞赛决赛试题及答案(二)
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2020 年全国高中化学知识竞赛决赛试题及 答案（二） 1.铁盐的基本性质有四方面①Fe2+与 Fe3+间的相互转变；②它们的水 解；③难溶氢氧化物或盐的形成和溶解；④络合物的形成。
这些性质 决定铁盐在自然环境中和在生物体内的存在状态及它们的作用。
例 如，在我国南方某些地区，刚从地下打上来的水是透明的，但放置一 段时间后便出现红棕色沉淀，表面上形成一层“油皮”。 用此水洗过 的毛巾经晾晒后也会被染成红棕色。
（1）在含 Fe3+溶液中，Fe3+逐渐水解，先颜色变暗，然后生成无定形 红棕色 Fe（OH）3 沉淀，长期放置后变成 a-Fe2O3（赤铁矿）或 a-FeOOH （针铁矿）。
这是地球表面这两种矿物形成的原因。 写出这一过程的 所有反应方程式。
讨论为什么最后形成赤铁矿或针铁矿，为什么一开 始不形成赤铁矿或针铁矿。
（2）在新配制的 0.010mol·L-1FeSO4 酸性溶液中加少量稀 NaOH 溶液 至 pH=8.0 时，先生成白色沉淀，后变成红棕色沉淀。 实验是在接触 PCO2 为 10-3.5bar 的空气中进行的。 请用计算说明所得沉淀各为什么化 合物（NaOH 体积可忽略）。 （3）室温下 Fe2+被空气中的氧氧化的反应速率表达式为 v=k[Fe2+][OH-]2Po2
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k=4/3×1012s-1bar-1mol-2 a）pH 增加一个单位，速率有多大变化？ b）在 pH 及 PO2 一定时，log[Fe2+]随时间如何变化？ c）若用氮气置换容器中绝大部分空气，使容器内 O2 占 0.01%（体积）， pH 为 7.0，计算此时的反应速率与在接触纯氧，pH 为 3.0 的水溶液 中进行的反应速率之比值。
附数据： logKsp Fe（OH）2 -14.4 FeCO3 -10.4 Fe（OH）3 -37.1 a—Fe2O3 -41.3 a—FeOOH -41.5 pKa（H2CO3）∶pK1=6.3，pK2=10.3 CO2 的亨利系数 KH=10-1.5mol·L-1·bar-1（25℃） （按亨利定律，CO2 在溶液中的总浓度[CO2]=KHpCO2） 2.某元素 X 在自然界储量较低，其存在形式有元素态和化合态（主要 为 X2O3 和 X2S3）。
X 是较弱的导体，其电导随温度的升高而降低，但 熔融后迅速增加。
X 的熔点是 545K，熔融后体积缩小。 X 的沸点为 1883K
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2020年全国高中化学知识竞赛决赛试题及答案(二)
