2010年初赛竞赛模拟试卷.docVIP

中国化学会全国高中学生化学竞赛（省级赛区） 第1题　(6分)第题（分）元素周期表中的零族元素，最先被称作稀有气体（rare gases）,后来又称作惰性气体（inter gases）,现在有人建议称作贵气体（noble gases）。稀有气体名称不恰当是因为较轻的一些元素在大气中并不稀少，而当人们成功地制备出氙的化合物之后称惰性气体也不恰当了。化学界接受贵气体这个名称是因为它表达了这些元素反应活性很低，但仍然具有一定反应活性的事实。不过国内还是惯用稀有气体的名称。 1 氦是宇宙中含量居第二（76%H，23%He），这是由太阳及星际能源的热核反应所致，其核反应式为：He代替氢气来填充气球和，其He与O2混合气体→ 第3题　（15分）金属钛密度小强度高，耐高温，耐腐蚀，在航空、航海、结构工程、化工设备、医疗（人工骨制造）等方面有重要的、不可替代的作用，被称为“第三金属”和“生物金属”。 钛的主要矿物有钛铁矿（FeTiO3）和金红石（TiO2）等。 3-1．从钛铁矿或金红石制取金属钛，采用氯化法，即：将矿粉与焦炭混合制成团块，在高温下通入氯气，制得中间产物四氯化钛，再将其蒸馏、提纯后，在氩气保护下，用熔融镁还原金属钛。分别写出钛铁矿、金红石矿粉与焦炭的氯化过程的化学方程式：———— 　　　　　　 　　　　　　 3-2．二氯化钛是钛的重要化合物，钛白（纯净的二氧化钛）是一种折射率高，着色力和遮盖力强、化学性质稳定的白色颜料。从钛铁矿制取二氯化钛，常用硫酸法，其流程如下： （1）流程图中A、B、C、D的化学式分别是： A____________ B______________ D_____________ （2） 第②步反应，向浸取液中加入铁屑的目的是：_______________________________ （3） 溶液A中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等阳离子，水析出大量白色沉淀，反应的离子方程式_____________________________________________________。 已知对应氢氧化物的Ksp如下表所示氢氧化物 Fe(OH)2 TiO(OH)2 Mg(OH)2 Ksp 8.0×1016 1.0×10－29 1.8×10－11 3-3．钛冶炼的新法是电解法，CaCl2-CaO共熔体为电解质，左下图是一种电解制钛的工艺（OS法）示意图，分析电极反应式：阴极 ，制得钛的化学方程式 。 OS法 SOM法 3-4．我国科学家必威体育精装版研发的新技术—固体透氧膜提取金属钛（SOM）工艺（右上图）：将钛氧化物（钛全看作Ti4+）矿熔于MCl-MF融盐体系（M-Na、K、Ca），以石墨为阴极，阳极是覆盖氧渗透膜的多孔金属陶瓷涂层。固体透氧膜把阳极和熔融电解质隔开，只有氧离子可以通过，电解过程中阳极通入H2。则阳极电极反应式为 ，总反应式为 。 3-5．TiO2导电粉无毒，具有良好的导电性和稳定性，是良好的抗静电剂和电磁屏蔽剂。高温下TiO2将部分失去氧，形成缺陷中心，匀速通入氨气进行高浓度N掺杂，N进入TiO2晶格取代O原子而释放出空穴，从而使导电性能显著提高。实验测得，在950焙烧3h后，形成的TiNxOy晶体（以A表示）中，N质量分数为7.9%，平均粒径约为240nm，电阻率低达6.510－3Ω·cm。 通过计算，确定A的化学式。 在－78℃向NiBr2的CS2溶液中加入PEtPh2(Et: C2H5，Ph: C6H5)时生成一种组成为Ni: 9.07％，Br: 24.70％，C: 51.95％和H: 4.68％的红色配合物 (A)。室温下静置后，该配合物转变为一种具有相同组成的绿色配合物 (B)。磁性测试表明，红色配合物是反磁性的，而绿色配合物具有3.2 B.M.的磁矩。 该配合物的组成是 ，配合物A的空间构型为 ，配合物B的空间构型为 。 NiCl2和NiI2也能和PEtPh2生成上述相似组成的配合物，但NiCl2和PEtPh2生成的配合物在所有温度下都是红色的和反磁性的，而NiI2和PEtPh2生成的配合物在所有温度下都是红棕色的和顺磁性的。说明该类配合物为什么依卤离子的不同而采取不同的空间构型?oC反应得到卤素互化物X，