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吾尝终日而思矣，不如须臾之所学也；吾尝而望矣，不如登高之博见也。
－－《荀子·劝学》
中学化学竞赛试题资源库——铁系元素
A组
1．无水CoCl2为深蓝色，吸水后变为杨红色的水合物，水合物受热后又变成无水CoCl2，
故常在实验室中用作吸湿剂和空气湿度指示剂。
现有无水CoCl2 65g，吸水后得到CoCl2·xH2O 119g，则水合物中x的值是 。
2．过渡元素Co有多种可变化合价，将11.9gCoCO3置于纯氧中强热，完全反应后得某钴的氧化物8.3g，根据此实验数据，写出CoCO3在纯氧中强热的化学方程式。
B组
3．已知Fe(OH)3在pH为3.7时完全沉淀，而Ni(OH)2在pH为6.9时才开始沉淀，现
＋
在为了除去NiSO4酸性溶液中的Fe3，可在搅拌的情况下加入一种试剂，过滤后用重结晶法以制备NiSO4·7H2O，则加入的试剂应是
A NH3·H2O B NaOH C NiCO D CaCO3浊液
＋＋
4．在硫酸镍的酸性溶液中含有Fe2和Fe3离子，为了制备纯硫酸镍，通常加入____使____，再加入 使生成 ，以除去铁。
5．为研究第Ⅷ族元素的性质递变规律，现取两只试管，在试管①中盛Fe(OH)3，在试管②中盛Co(OH)3，向两支试管中各加入浓盐酸，并在试管口放湿润的KI淀粉试纸，结果发现试管①中沉淀溶解，试管口试纸不变色；试管②中沉淀溶解，且试管口试纸变蓝色，
＋＋
根据上述实验，可推知：Fe3的氧化性比Co3的氧化性 （强或弱）；有关反应的离子方程式为：
C组
6．Na4[Co(CN)6]晶体，加入NaOH溶液中，有氢气放出，请写出反应的化学方程式。 7．写出下列实验的现象和反应的化学方程式。 （1）向黄血盐溶液中滴加碘水。
（2）将3rnol/L的CoCl2溶液加热，再滴入AgNO3溶液。 （3）将[Ni(NH3)6]SO4溶液水浴加热一段时间后再加入氨水。 8．回答下列各题 （1）向少量FeCl3溶液中加入过量的饱和(NH4)2C2O4溶液后，滴加少量KSCN溶液并不出现红色，但再滴加盐酸则溶液立即变红色。请解释其原因。
＋＋＋＋
（2）Co3的盐一般不如Co2的盐稳定，但生成某些配合物时，Co3却比Co2稳定。请解释其原因。
（3）由CoSO4·7H2O制无水CoCl2。 （4）由粗镍制备高纯度的镍。
9．蓝色化合物A溶于水得到粉红色溶液B。向B中加入过量氢氧化钠溶液得到粉红
色沉淀C。用次氯酸钠溶液处理C则转化为黑色沉淀D。洗涤、过滤后将D与浓盐酸作用得到蓝色溶液E。将E用水稀释后又得到粉红色溶液B。请确定A、B、C、D、E所代表的物质。
10．锇的名称源自拉丁文，原义“气味”，这是由于锇的粉末会被空气氧化为有恶臭的OsO4（代号A，熔点40℃，沸点130℃）。A溶于强碱转化为深红色的[OsO4(OH)2]2–离子（代号B），向含B的水溶液通入氨，生成C，溶液的颜色转为淡黄色。C十分稳定。C是A的等电子体，其中锇的氧化态仍为＋8。红外图谱可以检出分子中某些化学键的振动吸收。红外谱图显示C有一个四氧化锇所没有的吸收。C的含钾化合物是黄色的晶体，与高锰酸钾类质同晶。
（1）给出C的化学式。
（2）给出A、B、C最可能的立体结构。 11．混合溶液A为紫红色。向A中加入浓盐酸并微热得到蓝色溶液B和气体C。向A中加入NaOH溶液则得到棕黑色沉淀D和绿色溶液E。向A中通入过量SO2则溶液最后变为粉红色溶液F。问F中加入过量氨水得到白色沉淀G和棕黄色溶液H。G在空气中缓慢转变为棕黑色沉淀。将D与G混合后加入硫酸又得到溶液A。请确定A、B、C、D、E、F、G、H所代表的化合物或离子，并写出有关反应的化学方程式。
12．1.0g某不活泼金属A溶于足量的王水生成B，蒸发溶液得红棕色晶体C，晶体C的质量为2.65g，在晶体C中，A的质量分数为37.76％，含结晶水（H2O）的质量分数为20.86%，将SO2通入B的溶液中，得到D的黄色溶液，D可以与乙烯形成金属有机配合物E，用乙醚萃取E的水溶液，可得中性化合物F。回答下列问题：
（1）写出所涉及反应的化学方程式。 （2）画出C、D、E、F的空间构型。
13．在熔封的容器中将化合物A与气体B和单质C一起加热时，生成无色液体D和固体物质X。在室温下，D慢慢转变为橙色晶体物质E，而在50℃时，此反应实际上是瞬时进行的，E对光的作用比D稳定。加热到150℃时，E分解出唯一的固体产物——单质F。
此外还知道：化合物A含卤素79.02％；在化合物D中，氧的质量分数为33.18％，而在化合物E中，算的质量分数为30.03％；实验室里通常以甲酸脱水制取B。
（1）试写出以密码字母表示的物质的分子式，以及所述反应的方程式； （2）试说明物质C在生成物质D的反应中的作用。 （3）试解释化合物D和E颜色的差别。 14．元素A的单质在氯碱工业中可用作电解槽的阳极材料。A在酸性溶液中被KMnO4
氧化时，可生成橙黄色的AO4。在KCl存在下，AO4可被HCl还原成红色晶体K4[A2OCl10]。迄今已知只有两种金属四氧化物，AO4是稳定性较差的一种。
（1）写出A的元素名称。A在长式周期表中的第几周期，第几列？ （2）写出AO4中A的杂化形态，AO4的几何构型。 （3）画出配合物中阴离子的结构式。
（4）配合物K4[A2OCl10]是顺磁性还是抗磁性？
＋
（5）写出六配位配合物ACl2(H2O)4和ACl3(H2O)3的立体异构体？实验证实中者的所有异构体经水解只转化成前者的某一种异构体Y。试画出Y的结构，并通过分析上述实验
结果指出，配合物水解（取代）反应有什么规律？
15．氯化钯是一种重要的催化剂，在石油化工和汽车尾气转化中应用广泛，从工业废料中提取钯通常得到的物料是二氯二氨合钯，然后再用复杂的工艺得到氯化钯，并且环境污染严重，转化率低。2005年有人报道制取的新工艺，过程较简单，无污染，直收率99%，产品纯度＞99.95%。
（1）在二氯二氨合钯中加入一定量的水和盐酸，加热至100℃得澄清溶液A。写出该反应的化学方程式：
（2）于上述A的热溶液中加入一定量的氯酸钠溶液，继续加热溶液有气体逸出，得溶液B，写出该反应的化学方程式，此时钯以何形式存在？
（3）在溶液B中加入10% NaOH溶液调节pH＝10，保持溶液温度在100℃左右得沉淀C。如溶液PH＞10，上清液中钯含量升高。分别写出溶液B中生成沉淀C及上清液中钯量又升高的化学反应方程式。
（4）在C中加入浓盐酸加热至100℃浓缩直至蒸干，再在120℃下烘5小时。写出发生的化学反应方程式。
16．最常用的燃料电池催化剂为Pt/C，催化剂与纯铂催化剂相比，Pt/C催化剂具有比表面大、Pt利用率高、催化性能好等优点。尤其是大大降低了燃料电池的成本。影响Pt/C催化活性的基本因素是催化剂的颗粒尺寸及其表面功能群，包括碳黑的预处理、催化剂的制备、方法载体的颗粒尺寸和性能、对催化剂的处理方法等。
（1）氯铂酸直接还原法具有操作简单、Pt的分散性好、催化剂活性高等优点，是制备Pt/C催化剂的理想方法。H2PtCl6 是二元酸，在水溶液中氢离子以水合氢离子存在；N2H4 作为还原剂，在水溶液夺取质子显示碱性；一定量经过处理的导电碳黑加入少量异丙醇以改善其浸润性，加入二次蒸馏水中配成悬浊液，搅拌使混合均匀加入计算量的H2PtCl6·6H2O溶液搅拌，升温到80oC，保持2h，将溶液的pH调至中性，然后加入N2H4二者混合发生离子反应。写出离子反应方程式（包括氯铂酸和N2H4溶于水的反应）
（2）亚硫酸根络合物法：在H2PtCl6·6H2O溶液中加入过量NaHSO3，微热至溶液变为无色，并用一定浓度的NaOH溶液保持pH为4.5，搅拌同时加入适量的导电碳黑，并缓慢滴30%H2O2保持pH＝4.5，当pH不再改变时，将溶液加热煮沸30min，冷却抽滤洗涤沉淀，
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至滤液中无Cl存在。将沉淀在60℃ N2保护下，烘干，135℃空气中加热即得Pt/C催化剂。这个实验原理分三步进行：分别写出化学方程式：
①发生氧化还原形成亚硫酸根络合物H3Pt(SO3)2OH的同时还有一种酸、两种正盐生成；
②双氧水和亚硫酸根络合物反应生成PtO2； ③催化剂的生成。
17．元素A在氯碱工业中可用做电解槽的阳极材料。A在酸性溶液中被KMnO4氧化时，可生成橙黄色的AO4。在KCl存在下，AO4可被KCl还原生成红色晶体K4[A2OCl10]。迄今已知只有两种金属四氧化物，AO4是稳定性较差的一种。
（1）写出A的元素名称A在长式周期表中的第几周期、第几族？ （2）画出配合物中阴离子的结构式。
（3）配合物K4[A2OCl10]是顺磁性还是抗磁性？ （4）AO4分子属于何种空间构型，何种点群？
中学化学竞赛试题及答案——铁系元素
