氢、稀有气体.docx

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1、氢、稀有气体练习（1997）第一题（10分）：次磷酸H3PO2是一种强还原剂，将它加入CUSo4水溶液，加热到4050C,析出一种红棕色的难溶物A。经鉴定：反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X射线衍射证实A是一种六方晶体，结构类同于纤维锌矿（ZnS）,组成稳定；A的主要化学性质如下：温度超过60C,分解成金属铜和一种气体；在氯气中着火；与盐酸应放出气体。回答如下问题：1 .写出A的化学式。2.写出A的生成反应方程式。3.写出A与氯气反应的化学方程式。4.写出A与盐酸反应的化学方程式。【解题思路】整个试题围绕着A是什么物质。可以把有关的信息用如卜的图形来综合：/H3PO2+CUSo4（+H2O）

2、A+H2SO4+H3PO4（厂A是红棕色难溶物JlxA具有MX型的组成，即1：1型化合物CA了二A加热分解得到C-种气体，可见A中有CU,可假设M=CUA与氨气反应,是T氧化还原反应A与盐酸反应放出气体，这种气体不可能是A中的A中的另一组成产生的，可假设X+HCI产生的气体首先可以把A写成MXo其中的M是铜是无疑的，因A经加热分解可以得到铜（M=CU）OX是什么？这是本题的难点。先根据MX具有ZnS的结构，是M：X=I：1的组成，A只可能是CuS,CuP,CUO和CUH等等，显然，只有CUH才是与其他信息对应的，若是CUS或CU0,生成反应中就找不到被强还原剂（NaH2PO2）还原的元索，若是

3、CuP,与铜和磷的化合价矛盾（按化合价，应是C113P或者Cu3P2,均不是ZnS的组成），所以A是CuHo如果选手以为A是Cu,Cu2OCuH2PO3,C113P、C113P2、CuH2P.CuHP等等物质，与A的晶体结构属ZnS型（1：1的MX）矛盾，更无后面所述的几种化学性质，不可取。解决了A是什么（本题的关键），其余的问题引刃而解,1. CuH（4分）2. 4CuSO4+3H3PO26H2O=4CuH3H3PO4+4H2SO4（2分）3. 2CuH+3C12=2CuCb+2HCl（2分）4. CuHHC1=CuC1+H2（2分）)00 400 500 600 700 1XKI IOOO

4、 温度/ K2002第9题（8分）Xe和F2反应，可得三种氟化物，视反应条件而定。下图表述的是将0.125mol/LXe和1.225mol/LF2为始态得到的生成物在平衡体系内的分压与反应温度的关系。9-lo应在什么温度下制备XcFs和XcK?XeF6约550KXeF.,约850K（各1分）9一2。XC和F2生成XcFg和XcK,哪个反应放热更多?生成XeF6的反应放热更多。理由是：若Xe与F2生成XCK的反应放热多，反应XcR+F2=XeF6将是吸热反应，温度升高应有利于XCF6的生成，而由附图可见，事实恰恰相反或答：反应Xd=XeF.+F2发生在相对高的温度下。或答：上述正向反应是体积增大

5、的反应，所以正向反应是吸热的。（4分）9-30为有效地制备XeF2,应在什么反应条件下为好？简述理由。在上图条件下必须在高温下才能制备XeF*但高温要求的技术问题太多，因而，应降低投料中Fz/Xe的比值，可有效制备XeF2。（2分）2004第I题（7分）用2份等质量的XeF?和XeF4混合物进行如下实验：（1）一份用水处理，得到气体A和溶液B,A的体积为56.7mL（标准状况，下同），其中含0222.7mL,余为Xe。B中的XeO3能氧化30.OmL浓度为0.10OmOl/L的（NHSFe（So4）2。（2）另一份用Kl溶液处理，生成的b被0.20OmOI/LNa2S2O3滴定，用去Na2S2

6、O335.0mLo求混合物中XeF2WXeF各自的物质的量。由（1）求Xe的总量：Xe56.7mL-22.7mL=34.0mL34.0mL2.24104mlmol=1.52103mol（1XeO3+6Fe2+6H+=Xe+6Fe3+3H2O16（1分）X0.1OOmol/L0.0300mLx=5.0xl0-4mol（1分）Xe的总量l.52I0ol+5.0104mol=2.02IO3mol（I分）由（2）XeF22-*I22S23212（1分）yzz=2y（1分）XeF4+4一2I24S2O32第6题（9分）潜在储氢材料一化合物A是第二周期两种氧化物形成的路易斯酸碱对，是乙烷的等电子体，相对分

7、子质量30.87,常温下为白色晶体，稳定而无毒。刚刚融化的A缓慢释放氢气，转变为化合物B（乙烯的等电子体）.B不稳定，易聚合成聚合物C（聚乙烯的等电子体）。C在155。C释放氧气转变为聚乙快的等电子体，其中聚合度为3的化合物D是苯的等电子体。高于5（XrC时D释放氧气，转变为化合物E,E有多种晶型。6-1写出A、B、C、D、E的化学式。AH3BiNH3（或BNH6）BH2B=NH2（或BNH4）DB3N3H6EBN（5分）6-2化合物A转变为E各步释放的氢所占的质量分数以及总共释放的氧气所占的质量分数多大？A-*B2.016/30.87=6.531%（或0.06531）BfD2.016/28.

8、85=6.988%（或0.06988）DfE6.048/26.84=22.5%（或0.225）AfE6.048/30.87=19.59%（或0.1959）（2分）6-3为使A再生，有人设计了化合物D在水蒸气存在下与甲烷反应，写出化学方程式。3CH4+2（HBNH）3+6H2O=3CO2+6H3BNH3（2分）2004江苏第6题（共14分）氟是一种氧化性极强的非金属元素，它甚至能与稀有气体岚反应生成XeF2、XeF八XeFe等固体，这些固体都极易与水反应。其中XeFz与H2O仅发生氧化还原反应，而XeF4与H2O反应时，有一半的XeF4与HzO发生氧化还原反应，另一半则发生歧化反应：3Xe（IV

9、）-Xe+2Xe（VI）,XeFe则发生非氧化还原反应完全水解。试回答下列问题：（I）写出XeF4与HzO反应的方程式：14.72gXeF6完全水解后，再加入100mLo.60OmOlLMn?+的水溶液，反应完全后，放出的气体干燥后再通过红热的金属铜，体积减少20%。通过计算可确定Mn2+的氧化产物为,相应的化学方程式为将所得溶液稀释到IOoOmL后，求溶液PH以及氟离子浓度。（己知弱酸HF在水溶液中存在电离平衡，KaIJl=3.5x1Or）溶液的PH为,F-浓度为molL（3）合成XeF2、XeF八XeFe时通常用Ni制反应容器，使用前用Fz使之钝化。上述化合物的分子构型分别是;使用Ni制反

10、应容器前用F?钝化的两个主要原因是红外光谱和电子衍射表明XeF6的结构绕一个三重轴发生畸变。画出XeF6结构发生畸变的示意图6供14分）（1） 6XeF412H2O4Xe+3O2+2XeO?+24HF（2分）（2） MnO1（2分）5Xe3+6Mn2+9H2O5Xe+6MnO.18H+2XeO32Xe3O2（或：12XeO3+12Mn2+18H2O=12Xe+12MnOs+3O2+36H+（2分）（提示：XeF6+3H2O=Xe3+6HFXeO3Xe+32O2（a）14.72gXeF6为0.06mol,生成XeO3为0.06mol,共放出Xe气体0.06mol,被铜吸收的O2为0.06/4=0

11、.015mol,由此可知发生反应（a）的XeO3为0.0Imoh氧化Mn?+的XeO3为0.05mol,Mi?+为0.06mol,Mn2+的氧化产物应为Mn） 0.747.0X10T（2分）（3）直线形、平面正方形、畸变八面体（2分）Ni器表面生成NiFz保护膜；除去表面氧化物，否则表面氧化物与XeFX反应（2分）（2007江苏）第3题（9分）纯净的SF6是一种无色无味的气体，具有良好的化学稳定性和热稳定性、卓越的电绝缘性能和灭弧性能。主要用于大型发电厂的介电绝缘介质，半导体制造业等。3-1工业上SF6通常是由电解产生的氟在高温下与硫反应来制备的。方法是将氟气与熔融硫磺反应，使反应器中的硫磺保

12、持在12（C18（C的熔融状态与通入的氟气反应。此法反应温度较易控制，须保证氟气适当过量。请给出氟气适当过量的理由3-2EugeneH.Man等提出的合成SFe方法是电解HF与SF14的液态混合物。电解过程中需避免氟以外的卤素介入，电解液的比例（HF0FD控制在之间，氮气流缓慢通过电解槽以利于收集产品气，并用干冰和液氮冷却的冷阱收集产品气体。制备反应的化学方程式是：对产品气体的分析显示，主要成分为SF6和部分未反应的SF4，同时含有微量的SOF4,SiF八SOF2、H2和CO2。请设计出一种除去SF6中SFil的简单的化学方法，并写出反应方程式。3-3空气中的氧气在高压或电火花的作用下会与六氟化硫反应生成一系列的氟化物，若高压下SF6放电,生成物A的相对分子量为86,写出反应的化学方程式SF6和A的分子构型分别是和第3题（9分）3-1 使平衡 SF4 + SF2 = SF63-2 2HF + SF4 = H2 + SF6碱性条件下水解（1分）向右移动 （1分）（1分）SF4 + 60H =SO32 +4F +3H2O（2分）3-32SF6+O2=2SOF2+4F2（2分）正八面体（1分）三角锥Q分）