自主招生和化學(xué)競(jìng)賽經(jīng)典試題解析

■江西師范大學(xué)附屬中學(xué) 周 瑋

【經(jīng)典試題1】測(cè)定溶液中I-的方法,當(dāng)I-太少時(shí)可用增大倍數(shù)的方法,第一種：用氯氣將I-氧化為H I O3,后除去多余氯氣,用K I還原H I O3后測(cè)定I-的量;第二種：用I O4-將I-氧化為I O3-,加入一種物質(zhì)阻止I O4-和I-反應(yīng),用K I還原I O3-后測(cè)定I-的量。問(wèn)以上兩種方法分別將I-擴(kuò)大了多少倍。

解析：本題涉及的是“化學(xué)放大”原理,結(jié)合氧化還原反應(yīng)的原理,分析如下。

第一種：用氯氣將I-氧化為H I O3,后除去多余氯氣,用K I還原H I O3后測(cè)定I-的量：3 Cl2+I-+3 H2OI O3-+6 H++6 Cl-,I O3-+6 H++5 I-3 I2+3 H2O,這樣I-就擴(kuò)大了6倍。

第二種：用I O4-將I-氧化為I O3-,加入一種物質(zhì)阻止I O4-和I-反應(yīng),用K I還原I O3-后測(cè)定I-的量：3 I O4-+I-4 I O3-,I O3-+6 H++5 I-3 I2+3 H2O,這樣I-就擴(kuò)大了4×6=24倍。

【經(jīng)典試題2】(1)氰化鉀、氰化氫的制備反應(yīng)式為：

①K2CO3+C+2 NH32 K C N+3 H2O;ΔH=+276k J·mol-1

②CO+NH3HC N+H2O;ΔH+46k J·mol-1

氰離子(C N-)為-1價(jià),其中碳、氮元素的化合價(jià)分別為_(kāi)___。以上兩個(gè)反應(yīng)是否均為氧化還原反應(yīng)?

(2)制備純凈無(wú)水HC N(沸點(diǎn)299K)的另一種方法：混合磨細(xì)的K C N和KH S粉末適度加熱。

①試寫(xiě)出這個(gè)反應(yīng)式。

②為什么要磨細(xì),為什么要用粉末?

③為什么要強(qiáng)調(diào)適度加熱?

解析：(1)據(jù)共價(jià)鍵理論,一般當(dāng)碳同非金屬性比它強(qiáng)的元素結(jié)合時(shí),碳顯正價(jià),則氮為負(fù)價(jià),所以C N-中碳為+2價(jià),氮為-3價(jià)。故反應(yīng)①為氧化還原反應(yīng),反應(yīng)②為非氧化還原反應(yīng)。(2)另一種方法制備HC N是固體與固體之間的反應(yīng),故磨細(xì)和用粉末的目的是增大表面積,加快反應(yīng)速率,據(jù)題意知,這種方法制備HC N,若溫度太低,反應(yīng)速率較小,溫度太高,則酸式鹽易分解發(fā)生副反應(yīng)2 KH SK2S+H2S↑。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為K C N+KH SHC N↑+K2S。

【經(jīng)典試題3】將過(guò)量30%H2O2加入(NH4)2CrO4的氨水溶液,熱至50℃后冷至0℃,析出暗棕紅色晶體A。元素分析報(bào)告：A含C r31.1%,N25.1%,H5.4%。在極性溶劑中A不導(dǎo)電。紅外圖譜證實(shí)A有N—H鍵,且與游離氨分子鍵能相差不太大,還證實(shí)A中的鉻原子周?chē)?個(gè)配位原子提供孤對(duì)電子與鉻原子形成配位鍵,呈五角雙錐構(gòu)型。

(1)以上信息表明A的化學(xué)式為_(kāi)___,可能的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)___。

(2)A中鉻的氧化數(shù)為_(kāi)___。

(3)預(yù)期A最特征的化學(xué)性質(zhì)為_(kāi)___。

(4)生成晶體A的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),化學(xué)方程式是____。

解析：此題是利用已經(jīng)形成的但一般教科書(shū)未涉及的知識(shí)編制成的探究式試題。

(1)A的化學(xué)式為C r(NH3)3O4或C r N3H9O4(寫(xiě)成其他形式也可以)。

A可能的結(jié)構(gòu)式如下：

(2)A中鉻的氧化數(shù)為+4。

(3)氧化還原性(或易分解或不穩(wěn)定等類(lèi)似表述)。

(4)化學(xué)方程式為C r O2-4+3 NH3+3 H2O2C r(NH3)3(O2)2+O2+2 H2O+2 OH-。