十年奥赛（奥林匹克竞赛）真题分类汇总-卤素、氧族元素

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1、卤素、氧族元素练习卤素、氧族元素练习第第 2 题题(5 分分)化合物 X 是产量大、应用广的二元化合物，大量用作漂白剂、饮水处理剂、消毒剂等。年产量达 300 万吨的氯酸钠是生产 X 的原料，92%用于生产 X在酸性水溶液中用盐酸、二氧化硫或草酸还原。此外，将亚氯酸钠固体装柱，通入用空气稀释的氯气氧化，也可生产 X。X 有极性和顺磁性，不形成二聚体，在碱性溶液里可发生歧化反应。2-1 写出 X 的分子式和共轭 键（）。mn ClO2 (各 1 分，共 2 分)532-2 分别写出上述用草酸还原和用氯气氧化生产 X 的反应方程式。2ClO3+H2C2O4+2H+=2ClO2+2CO2+2H2O

2、(1 分)或 2NaClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2+2CO2 +Na2SO4+2H2O 2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl (1 分)NaClO2是固体，写成 ClO2，不得分。2-3 写出上述 X 歧化反应的化学方程式。2ClO2+2NaOH=NaClO2+NaClO3+H2O (1 分)或 2ClO2+2OH=ClO2+ClO3+H2O第第 6 题题（8 分）化合物 A,俗称“吊白块”，年产量上万吨，主要用于染色工艺，具还原性和漂白性,对热不稳定，有毒。近年报道，我国一些不法商人违章地将 A 添加到米、面、腐竹、食糖等食品中增白，导致多起严重食物中毒事件，如某地

3、曾发生五所学校 400 余名学生食用含 A 食品一次性中毒事件。已知：固体 A2H2O 的摩尔质量为 154 g/mol；A 的晶体结构及其水溶液的电导证实 A 是钠盐，每摩尔 A 含 1 摩尔钠离子。A 在水中的溶解度极大，20oC 饱和溶液 A 的质量分数达 45。A 的制备方法之一是在 NaOH 溶液中令甲醛与 Na2S2O4（连二亚硫酸钠）反应（摩尔比 1：1），反应产物为 A 和亚硫酸钠。A 在化学上属于亚磺酸的衍生物，亚磺酸的通式为 RSO2H，R 为有机基团。61、画出 A 的阴离子的结构（简）式。62、写出上述制备 A 的“分子方程式”。63、给出 A 的化学名称。1.MA=3

4、2+3x16+3x1+12+23=118 118+36=154HOCH2SO-O或HOCH2SO2-或HOCH2SO-O或OSOCHHOH-等。（3 分）2 Na2S2O4+CH2O+NaOH=HOCH2SO2-Na+Na2SO3 或 Na2S2O4+CH2O+NaOH=HOCH2SO2Na+Na2SO3 或 Na2S2O4+CH2O+NaOH=NaSO2CH2OH+Na2SO3 （写不写结晶水都可以）（3 分）3 “羟甲亚磺酸钠”或“羟甲基亚磺酸钠”。（2 分）第第 7 题题最近，我国某高校一研究小组将 0.383g AgCl，0.160g Se 和 0.21g NaOH 装入充满蒸馏水的反

5、应釜中加热到 115，10 小时后冷至室温，用水洗净可溶物后，得到难溶于水的金属色晶体 A。在显微镜下观察，发现 A 的单晶竟是六角微型管（如右图所示），有望开发为特殊材料。现代物理方法证实 A 由银和硒两种元素组成，Se 的质量几近原料的 2/3；A 的理论产量约 0.39g。1写出合成 A 的化学方程式，标明 A 是什么。（3 分）2溶于水的物质有：_。（2 分）答案：14AgCl3Se6NaOH2Ag2SeNa2SeO34NaClH2O(2 分)A 是 Ag2Se（1 分）2NaCl、NaOH、Na2SeO3、Na2S（2 分，Na2Se 独得 1 分）注：Na2Se 是由于原料中过量的

6、 Se 歧化产生的。第第 8 题题某中学生取纯净的 Na2SO37H2O 50.00 g，经 600以上的强热至恒重，分析及计算表明，恒重后的样品质量相当于无水亚硫酸钠的计算值，而且各元素的组成也符合计算值，但将它溶于水，却发现溶液的碱性大大高于期望值。经过仔细思考，这位同学解释了这种反常现象，并设计了一组实验，验证了自己的解释是正确的。1他对反常现象的解释是：（请用化学方程式表达）（5 分）2他设计的验证实验是：（请用化学方程式表达）（5 分）【答案】14Na2SO33Na2SO4Na2S（5 分）2说明：此题给出的信息未明确第 1 题所示的歧化是否 100%地将 Na2SO3完全转化为 N

7、a2SO4和Na2S，因此，只有全面考虑存在完全转化和不完全转化两种情形，并分别对两种情形的实验进行设计才是完整的答案：（1）设 Na2SO3完全转化为 Na2SO4和 Na2S,需分别检出 SO42离子和 S2离子。SO42离子的检出：SO42Ba2+BaSO4 不溶于盐酸。（2 分）S2离子的检出：方法 1：加沉淀剂如：S2Pb2+PbS(黑)（或醋酸铅试纸变黑）其他沉淀剂也可得分。方法 2：加盐酸 S22H+H2S（可闻到硫化氢特殊气味）以上 2 种方法取任何一种方法均可得 2 分。（2 分）（2）设 Na2SO3未完全转化为 Na2SO4和 Na2S，检出 SO42加盐酸时以及检出 S

8、2采用方法 2 时，除发生已述反应（注：已得 4 分）外，均会发生如下反应：SO322S26H+S 3H2O（注：写成 H2S 和 H2SO3反应也得分）（1 分）第第 4 题题100.00mL SO32和 S2O32的溶液与 80.00mL 浓度为 0.0500mol/L 的 K2CrO4的碱性溶液恰好反应，反应只有一种含硫产物和一种含铬产物，反应产物混合物经盐酸酸化后与过量的 BaCl2溶液反应，得到白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量，质量为 0.9336g。相对原子质量：S 32.06 Cr 51.996 O 15.999 Ba 137.34（1）写出原始溶液与铬酸钾溶液反应得到的含

9、硫产物和含铬产物的化学式。（2）计算原始溶液中 SO32和 S2O32的浓度。(10 分)【评析】（1）这是一道有化学计算的元素化学与定量分析化学结合的试题。试题提问（得分点）很少，但内涵不少，这或许是命题人的有意设计以纲带目，突出重点。为降低主反应的知识难度，题面指出反应物中只有一种含硫产物和一种含铬产物。解题的第一个关键是搞清楚它们是什么。产物之一是 SO42应不成问题，如果有的解题人不知道 SO32在碱性溶液里会不会被 CrO42离子氧化，这不要紧，后半题在盐酸溶液里生成钡盐沉淀，就会否定产物是亚硫酸根的思考（中学化学知识告诉我们亚硫酸钡溶于盐酸）。另一个反应产物选手很可能写错。因为选手

10、可能不顾碱性溶液的信息而写成 Cr3离子。根据答案，这是一定不能得分的。这被认为是中学化学知识的适当延伸，因为中学化学里讨论了铝却没有推广到铬。至于 Cr(III)在碱性的具体形态，试题要求比较低,写哪一个都可以：Cr(OH)4或 KCr(OH)4或 Cr(OH)63或K3Cr(OH)6或 Cr(OH)3，而且写什么都不会影响第二问的应答结果，这是试题设计上的精巧之处。（2）此题的计算属高考常见的二元一次联立方程。第一个方程不难得出：产物里的硫的来源有两个，设物质的量：n(SO32)x 和 n(S2O32)y，硫酸钡里的硫的摩尔数是这两种反应物里硫的摩尔数的加和，所以等于 x2y x2y0.9

11、336g/233.3g/mol为得出另一个数学方程，一般解法是先写出配平的氧化还原反应，但是，也可以直接比较硫和铬反应前后的氧化态。后一思路更简洁，更值得推荐。由于有两种可能的解法，因而试题没有对写配平方程式判分。按写方程式的思路（这是费时的，但作为试题评析，是更直观的；为降低配平反应方程式的困难，我们选 Cr(OH)3为铬的产物,写铬的其他产物也一样得出系数关系）：3SO322CrO425H2O3SO422Cr(OH)34OH3 摩尔 SO32与 2 摩尔 CrO42相当，若不发生第二个反应，32=x铬的摩尔数铬的摩尔数2x/33S2O328CrO4217H2O6SO428Cr(OH)310

12、OH3 摩尔 S2O32与 8 摩尔 CrO42相当若不发生第一个反应,同理得 8y/3铬的摩尔数两个反应都发生，故有：2/3x8/3y80.00mL0.0500mol/L将 2 个数学方程联立,即可得解：x2.0103mol；y1.0103mol（4 分）（3）原始溶液的浓度：c(SO32)2.0102mol/L；c(S2O32)1.0102mol/L（4 分）。这像是送分，但经验告诉我们，粗心大意的应试人经常会忘记这一步，因而要重罚，以示警钟。这4 分既好拿又不好拿，不能跟上面的劳动量比，它们没有可比性，因为后者是心理测试分，前者是运算技能分。（4）本题的数据是理想的，若用实测数据，对学生

13、更有教育意义，国际竞赛就常取后者，本试题的命题人可能是有意降低试题难度而采用了理想数据，是否恰当，值得讨论，若用了实测数据我国学生会不会利用，又值得试验。第第 5 题（题（10 分）分）1866 年，化学家在 258263K 时，将干燥的 KOH 置于含 68%O3的 O2中 2.5h 后，即可生成盐 A。已知盐 A 易溶于液氨，但能跟水剧烈反应，放出 O2。纯净的 A 为红棕色针状结晶，其阴离子价电子数与 ClO2价电子数相等。1写出生成 A 的化学反应方程式。2如何从上述反应产物中提纯 A？3写出 A 与水反应的化学方程式。4在 143K 时，将 O3通过氨气可得到盐 B 和盐 C。经分析

14、，B 和 C 含有相同的阳离子，B 中的阴离子为平面型，含有 大 键，C 的阴离子与 A 的阴离子相同。试确定 B 和 C 的化学式，并写出生成 B64和 C 的化学反应方程式。15O32KOH5O22KO3H2O；2向上述产物中加入液氨，萃取出 KO3，待氨蒸发后即得 A 的结晶。34KO32H2O4KOH5O2；4B：NH4NO3；C：NH4O3；3O34NH3NH4NO32NH4O3。第第 6 题（题（10 分）分）在金的各化合物中，3 价金较为稳定，并且很容易生成配合物，其配位数一般为 4，具有平面正方形结构。1试写出3 价金的电子排布式。2将 AuF3和 XeF2同 F2一起加热到

15、4000C，几小时后只生成了一种化合物 A。经研究发现，A 是一种共价型离子化合物，其阴离子基本上呈八面体结构，阳离子的结构可看作是两个八面体以一个氟原子桥联在一起，且两个八面体中各有一个氙原子同阴离子中的氟原子相连。（1）试写出 A 的分子式，写出生成 A 的化学反应方程式。（2）画出 A 的结构。3在 N2气氛中，在 110时，将 A 与 CsF 反应，可以得到化合物 B 和 C。已知 A 的阴离子在反应前后没有发生键的断裂，B 是一种具有八面体的二元化合物。（1）写出 B 和 C 的分子式。（2）写出生成 B 和 C 的化学反应方程式。11s22s22p63s23p63d104s24p6

16、4d104f145s25p65d8；2（1）A：Xe2F11AuF6；AuF3XeF2F2Xe2F11AuF6；C0400（2）；XeFFFFFFXeFFFFFAuFFFFFF3（1）B：XeF6；C：CsAuF6；（2）Xe2F11AuF6CsF2XeF6CsAuF6。C0110第第 8 题（题（10 分）：分）：用 粒子轰击金属铋所产生的极微量的砹，可加热使之从铋内挥发出来而溶于硝酸溶液。用不同试剂处理该溶液，然后根据砹的放射性加以检验，从而测定了它的若干反应。以下是几个典型的实验结果。1加硝酸溶液，无砹挥发出来。写出反应方程式。2若先以 Fe2处理上述硝酸溶液，然后再加热，砹即挥发出来。

17、写出反应方程式。3若 Fe2处理硝酸溶液后，用 CCl4提取，砹进入 CCl4层；若 Fe2处理硝酸溶液后，再用 NaOH 溶液处理，砹不再进入 CCl4。写出反应方程式并解释。4若用金属锌处理上述硝酸溶液，过滤，加 KI 和 AgNO3于滤液内，砹被 AgI 沉淀带出。写出反应方程式并解释。5在砹的硝酸溶液中，先加 AgNO3，然后加过量的 KIO3，所得的 AgIO3沉淀几乎不带砹的放射性；若先加 KIO3，后加过量的 AgNO3，AgIO3沉淀即带有不少砹。试解释实验结果。13At210HNO36HAtO310NO2H2O（1.5 分）210Fe22AtO312H10Fe3At26H2O

18、（1.5 分）3Fe2处理后，At2易溶于 CCl4。若用 NaOH 处理，At2转化为 AtO3和 At，它们都不溶于CCl4（1 分）3At26OH5AtAtO33H2O（1 分）4AtO33Zn6HAt3Zn23H2O（1.5 分）AgAt 和 AgI 共沉淀下来（1 分）5加 AgNO3时，因 AtO3量极少，达不到 AgAtO3溶度积。随后加入的 IO3与 Ag形成 AgIO3沉淀，因 IO3过量，沉淀主要吸附 IO3，故沉淀几乎无砹。若先加 KIO3后加过量的 AgNO3，则 AgIO3沉淀主要吸附 Ag，而 Ag再吸附 AtO3，故 AgAtO3与 AgIO3形成共沉淀。（2.5

19、 分）第题（第题（12 分）：分）：世界环保联盟将全面禁止在自来水中加氯，取而代之的是安全高效的杀菌消毒剂ClO2。ClO2是一种黄绿色，有刺激性气味的气体，熔点：59，沸点：11.0。少量的 ClO2可用饱和草酸（H2C2O4）溶液与 KClO3粉末在 60时反应制得。1画出实验装置（制备、收集、尾气处理）简图。2写出制备和尾气处理中的反应方程式3ClO2为高效低毒的消毒剂，其消毒的效率是等物质的量的 Cl2的 倍。4新型自来水消毒剂 ClO2可由 KClO3在 H2SO4存在下与甲醇反应制备。写出化学反应方程式。5欧洲一些国家用 NaClO3氧化浓盐酸来制取 ClO2，同时有 Cl2生成，

20、且 Cl2的体积为 ClO2的 1/4。写出化学反应方程式。6我国广泛采用将经干燥空气稀释的氯气通入填有固体亚氯酸钠（NaClO2）的柱内制得 ClO2。写出化学反应方程式。和欧洲的方法相比，我国这一方法的主要优点是什么？1（3 分）22KClO3H2C2O42KHCO32ClO2（或 2KClO3H2C2O4K2CO32ClO2CO2H2O）（1 分）ClO22NaOHNaClO2NaClO3H2O（1 分）CO2NaOH2Na2CO3H2O32.5（1 分）46KClO3CH3OH3H2SO46ClO2CO23K2SO45H2O（2 分）511KClO318HCl11KCl3Cl212ClO29H2O（2 分）62NaClO2Cl22NaCl2ClO2（1 分）对环境的污染较小（生成的 ClO2中不含 Cl2杂质）（1 分）