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中学化学竞赛试题资源库——铬族及其化合物

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中学化学竞赛试题资源库——铬族及其化合物

A组

i.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

ii.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 .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

iv.将KCl和CrCl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 3

--

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

v.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

++-

vi.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 vii.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 。

viii.写出铬铁矿(FeO·CrO)与碳加热反应的化学方程式 23

ix

iii

.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 。

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?

x.某工厂生产中产生含

B组

xi.对于由CrO42转化为Cr2O72的下列各叙述中,正确的是 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 xii

.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

A B C D

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 xiv.请完成NaO与NaCrO的反应。 222

xv.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 X2O7

xiii.在

xvi.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 。

.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。

xvii

xviii.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。

xix.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。

xx.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。

xxi.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。

xxii.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KMnO、KI4

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。

xxiii.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。

xxiv.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?

xxv

.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. 。

xxvi.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。

xxvii

.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?

xxviii.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: 。

xxix.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。

xxx.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

中学化学竞赛试题资源库——铬族及其化合物

中学化学竞赛试题资源库——铬族及其化合物A组i.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A0.035mol/L
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