元素化學(xué)解題課件

競(jìng)賽培訓(xùn)之元素化學(xué)題解元素化學(xué)學(xué)習(xí)方法－理論指導(dǎo)1.原子結(jié)構(gòu)－Fe3+比Fe2+穩(wěn)定2.離子極化－碳酸鹽的穩(wěn)定性3.相似相溶原理－I2易溶于有機(jī)溶劑4.軟硬酸堿理論－AlF63-穩(wěn)定的原因，AgCl中加入I－5.庫(kù)侖定律－金屬、離子晶體的熔點(diǎn)6.惰性電子對(duì)效應(yīng)7.電中性原理－PCl5電離形成PCl4+和PCl6-非Cl-………等等元素化學(xué)學(xué)習(xí)方法－類(lèi)比1.對(duì)角線規(guī)則2.Ti與Si3.Cr與Al4.Co與Fe5.Mn與Fe………等等元素化學(xué)學(xué)習(xí)方法－找規(guī)律2.元素周期表的應(yīng)用(1)元素金屬性、非金屬性(2)氫化物穩(wěn)定性(3)最高價(jià)氧化物水化物的酸堿性(4)鹵化銀的水溶性、顏色(5)堿土金屬硫酸鹽的水溶性(6)碳酸鹽的穩(wěn)定性………等等元素化學(xué)學(xué)習(xí)方法－構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)1.金剛石－二氧化硅2.白磷－三氧化二磷－五氧化二磷3.原硅酸－多聚硅酸－二氧化硅4.磷酸－多聚磷酸－五氧化二磷元素化學(xué)－考查特點(diǎn)－單純知識(shí)考查（2008,1）X和Y在周期表中相鄰。CaCO3與X的單質(zhì)高溫反應(yīng)，生成化合物B和一種氣態(tài)氧化物；B與Y的單質(zhì)反應(yīng)生成化合物C和X的單質(zhì)；B水解生成D；C水解生成E，E水解生成尿素。確定B、C、D、E、X和Y。直接考查B:CaC2C:CaCN2D:C2H2或Ca(OH)2E:NH2CN[C(NH)2也可]X:CY:N元素化學(xué)－考查特點(diǎn)－單純知識(shí)考查聯(lián)系考查－與生活、科技、化工等元素化學(xué)－考查特點(diǎn)－單純知識(shí)考查聯(lián)系考查－與生活、科技、化工等元素化學(xué)－考查特點(diǎn)－單純知識(shí)考查聯(lián)系考查－與生活、科技、化工等元素化學(xué)－考查特點(diǎn)－作為考查載體考查結(jié)構(gòu)簇狀化合物指含有原子間直接鍵合成團(tuán)簇的有限原子骨架的化合物。Ru6(CO)16是一種常見(jiàn)的金屬羰基簇合物，其分子結(jié)構(gòu)高度對(duì)稱(chēng)性，所有Ru原子都是等價(jià)的，而CO有兩種空間位置。試畫(huà)出Ru6(CO)16一種合理的結(jié)構(gòu)式。（Ru處于八面體位置，有12個(gè)CO處于棱上形成橋鍵，還有4個(gè)處于8個(gè)面中四個(gè)面上構(gòu)成正四面體位置）元素化學(xué)－考查特點(diǎn)－作為考查載體考查配合物元素化學(xué)－考查特點(diǎn)－作為考查載體考查電化學(xué)元素化學(xué)－競(jìng)賽題型－描述型（2006年全國(guó)初賽第4題）已探明我國(guó)錳礦儲(chǔ)量占世界第三位，但富礦僅占6.4%，每年尚需進(jìn)口大量錳礦石。有人設(shè)計(jì)了把我國(guó)的菱錳礦（貧礦）轉(zhuǎn)化為高品位“菱錳礦砂”的綠色工藝。該工藝首先將礦砂與硫酸銨一起焙燒，較佳條件是：投料比m[(NH4)2SO4]/m[MnCO3]＝1.5；焙燒溫度450oC；焙燒時(shí)間1.5小時(shí)。（1）寫(xiě)出焙燒反應(yīng)方程式：

(NH4)2SO4＋MnCO3＝MnSO4＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O↑

（2）其次，將焙燒產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為高品位的“菱錳礦砂”，寫(xiě)出反應(yīng)方程式：MnSO4＋2NH3＋CO2＋H2O＝(NH4)2SO4＋MnCO3↓

（3）若焙燒溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將導(dǎo)致什么結(jié)果？MnSO4，MnCO3分解生成高價(jià)錳的氧化物而導(dǎo)致錳浸出率下降。

元素化學(xué)－競(jìng)賽構(gòu)型－計(jì)算型元素化學(xué)－競(jìng)賽題型－推理型以下是某一類(lèi)重要的鉑配合物的生產(chǎn)方法，用NaOH調(diào)節(jié)氯鉑酸溶液至pH=12,煮沸2小時(shí)，冷卻到室溫，緩慢滴加硝酸溶液，調(diào)節(jié)pH至5，得到黃色沉淀（A），洗滌，干燥后備用。原子吸收光譜測(cè)量配合物（A）中鉑含量為65.22%，失重分析實(shí)驗(yàn)得到兩個(gè)階段，120℃-300℃之間失重為24.09%,300℃-600℃第二次失重過(guò)程為10.70%。元素化學(xué)－解題方法－順藤摸瓜寫(xiě)出該鉑配合物的化學(xué)式和合成該配合物的方程式。2.通過(guò)計(jì)算，寫(xiě)出第一次失重和第二次失重后的含鉑產(chǎn)物的化學(xué)式。以下是某一類(lèi)重要的鉑配合物的生產(chǎn)方法，用NaOH調(diào)節(jié)氯鉑酸溶液至pH=12,煮沸2小時(shí)，冷卻到室溫，緩慢滴加硝酸溶液，調(diào)節(jié)pH至5，得到黃色沉淀（A），洗滌，干燥后備用。原子吸收光譜測(cè)量配合物（A）中鉑含量為65.22%，失重分析實(shí)驗(yàn)得到兩個(gè)階段，120℃-300℃之間失重為24.09%,300℃-600℃第二次失重過(guò)程為10.70%。元素化學(xué)－解題方法－順藤摸瓜寫(xiě)出該鉑配合物的化學(xué)式和合成該配合物的方程式。2.通過(guò)計(jì)算，寫(xiě)出第一次失重和第二次失重后的含鉑產(chǎn)物的化學(xué)式。以下是某一類(lèi)重要的鉑配合物的生產(chǎn)方法，用NaOH調(diào)節(jié)氯鉑酸溶液至pH=12,煮沸2小時(shí)，冷卻到室溫，緩慢滴加硝酸溶液，調(diào)節(jié)pH至5，得到黃色沉淀（A），洗滌，干燥后備用。原子吸收光譜測(cè)量配合物（A）中鉑含量為65.22%，失重分析實(shí)驗(yàn)得到兩個(gè)階段，120℃-300℃之間失重為24.09%,300℃-600℃第二次失重過(guò)程為10.70%。元素化學(xué)－解題方法－順藤摸瓜寫(xiě)出該鉑配合物的化學(xué)式和合成該配合物的方程式。

2.通過(guò)計(jì)算，寫(xiě)出第一次失重和第二次失重后的含鉑產(chǎn)物的化學(xué)式。H2Pt(OH)6

或Pt(OH)4(H2O)2

PtO2,Pt元素化學(xué)－解題方法－分析討論X的最簡(jiǎn)式；NaBH8O7Y的最簡(jiǎn)式；NaBH2O4(寫(xiě)成水合物也可)推理過(guò)程：NaBHO14.90/23.0=0.6487.03/10.8=0.6515.24/1.008=5.2072.83/16.0=4.551 1 8 7X變成Y是脫水過(guò)程。若X為NaBH6O6·H2O，則Y中Na的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為23/135.8=0.17不符合題意若X為NaBH4O5·2H2O，則Y中Na的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為23/117.8=0.20不符合題意若X為NaBH2O4·3H2O,則Y中Na的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為23/99.8=0.23若X為NaBO3·4H2O，則Y中Na的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23/81.8=0.28不符合題意。元素化學(xué)－解題方法－分析討論NO2-是一種常見(jiàn)配體，在八面體配離子[MR2(NO2)4]-中，中心離子M含量為21.27%，氮元素的含量為30.33%，只檢測(cè)到一種N-O鍵長(zhǎng)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題3-1、給出自由狀態(tài)下的NO2-的結(jié)構(gòu)，NO2-在該配合物中配位方式3-2、通過(guò)計(jì)算，給出配離子的化學(xué)式和名稱(chēng)3-3、畫(huà)出該配離子的結(jié)構(gòu)元素化學(xué)－解題方法－圖表法（1997,1）次磷酸H3PO2是一種強(qiáng)還原劑，將它加入CuSO4水溶液，加熱到40～50℃，析出一種紅棕色的難溶物A。經(jīng)鑒定：反應(yīng)后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X射線衍射證實(shí)A是一種六方晶體，結(jié)構(gòu)類(lèi)同于纖維鋅礦(ZnS),組成穩(wěn)定；A的主要化學(xué)性質(zhì)如下：1.溫度超過(guò)60℃，分解成金屬銅和一種氣體；2.在氯氣中著火；3.與鹽酸應(yīng)放出氣體。元素化學(xué)－解題方法－圖表法（1998,8）鋨的名稱(chēng)源自拉丁文，原義“氣味”，這是由于鋨的粉末會(huì)被空氣氧化為有惡臭的OsO4（代號(hào)A，熔點(diǎn)40℃，沸點(diǎn)130℃）。A溶于強(qiáng)堿轉(zhuǎn)化為深紅色的[OsO4(OH)2]2–離子（代號(hào)B）,向含B的水溶液通入氨，生成C，溶液的顏色轉(zhuǎn)為淡黃色。C十分穩(wěn)定。C是A的等電子體，其中鋨的氧化態(tài)仍為＋8。紅外圖譜可以檢出分子中某些化學(xué)鍵的振動(dòng)吸收。紅外譜圖顯示C有一個(gè)四氧化鋨所沒(méi)有的吸收。C的含鉀化合物是黃色的晶體，與高錳酸鉀類(lèi)質(zhì)同晶。（1）給出C的化學(xué)式。（2）給出A、B、C最可能的立體結(jié)構(gòu)。元素化學(xué)－解題方法－圖表法（1999,3）鉻的化學(xué)豐富多采，實(shí)驗(yàn)結(jié)果常出人意料。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Cr31.1%，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：

；可能的結(jié)構(gòu)式為：

。（2）A中鉻的氧化數(shù)為：

。（3）預(yù)期A最特征的化學(xué)性質(zhì)為：

。（4）生成晶體A的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，方程式是：

。元素化學(xué)－解題方法－圖表法（2001年初賽第7題）某不活潑金屬X在氯氣中燃燒的產(chǎn)物Y溶于鹽酸得黃色溶液，蒸發(fā)結(jié)晶，得到黃色晶體Z，其中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％。在500mL濃度為0.10mol/L的Y水溶液中投入鋅片，反應(yīng)結(jié)束時(shí)固體的質(zhì)量比反應(yīng)前增加4.95g。X是

；Y是

；Z是

。

不活潑金屬XXClnCl2HaXCln+a?（黃）HClXCln+(n/2)Zn=X+(n/2)ZnCl2[MX-(n/2)MZn]×0.050＝4.95MX–32.7n＝99（n＝1，2，3…)MX=132,164or197X=AuAuAuCl3（2001年初賽第7題）某不活潑金屬X在氯氣中燃燒的產(chǎn)物Y溶于鹽酸得黃色溶液，蒸發(fā)結(jié)晶，得到黃色晶體Z，其中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％。在500mL濃度為0.10mol/L的Y水溶液中投入鋅片，反應(yīng)結(jié)束時(shí)固體的質(zhì)量比反應(yīng)前增加4.95g。X是

；Y是

；Z是

。

不活潑金屬XXClnCl2HaXCln+a?（黃）HClHAuCl4?

H3AuCl6?Au:57.9%47.7%197-(1+35.5×4）＝54？——3H2OHAuCl4·3H2OHAuCl4·3H2OAuAuCl3元素化學(xué)－解題方法－猜想求證（1997,1）次磷酸H3PO2是一種強(qiáng)還原劑，將它加入CuSO4水溶液，加熱到40～50℃，析出一種紅棕色的難溶物A。經(jīng)鑒定：反應(yīng)后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X射線衍射證實(shí)A是一種六方晶體，結(jié)構(gòu)類(lèi)同于纖維鋅礦(ZnS),組成穩(wěn)定；A的主要化學(xué)性質(zhì)如下：1.溫度超過(guò)60℃，分解成金屬銅和一種氣體；2.在氯氣中著火；3.與鹽酸應(yīng)放出氣體?；卮鹑缦聠?wèn)題：(1)寫(xiě)出A的化學(xué)式。(2)寫(xiě)出A的生成反應(yīng)方程式。(3)寫(xiě)出A與氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式。(4)寫(xiě)出A與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。根據(jù)題給各種信息，大膽推測(cè)，細(xì)心求證元素化學(xué)－解題方法－猜想求證首先可以把A寫(xiě)成MX。其中的M是銅是無(wú)疑的，因A經(jīng)加熱分解可以得到銅(M=Cu)。X是什么？這是本題的難點(diǎn)。先根據(jù)MX具有ZnS的結(jié)構(gòu)，是M：X=1：1的組成，A只可能是CuS，CuP，CuO和CuH等等，顯然，只有CuH才是與其他信息對(duì)應(yīng)的，若是CuS或CuO，生成反應(yīng)中就找不到被強(qiáng)還原劑(NaH2PO2)還原的元素，若是CuP，與銅和磷的化合價(jià)矛盾(按化合價(jià)，應(yīng)是Cu3P或者Cu3P2，均不是ZnS的組成)，所以A是CuH。

用PCl5、PBr3、Br2和NH3在C2H2Cl4中回流得到固體A，經(jīng)測(cè)定發(fā)現(xiàn)A中有兩種分子，物質(zhì)的量比為（約等于）1：1，且不能分離出一種沒(méi)有極性的分子。A中分子有六元環(huán)結(jié)構(gòu)，且能產(chǎn)生類(lèi)似于苯環(huán)的磁場(chǎng)。A中Cl元素的百分含量為9.71%，P元素的百分含量為16.96%。根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題：1．試推導(dǎo)出A的平均分子式。2．寫(xiě)出組成的分子中，可能有哪些不同的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)分別畫(huà)出。元素化學(xué)－解題方法－猜想求證1．P3N3Br4.5Cl1.5

2．P3N3Br4Cl2三種、、P3N3Br5Cl一種

元素化學(xué)－解題方法－猜想求證一種名為T(mén)APB的非烈性炸藥是苯的取代產(chǎn)物，它的最簡(jiǎn)式是CHNO，由于這種炸藥分子在沒(méi)有引發(fā)劑特殊穩(wěn)定性而較易儲(chǔ)存，因而有重要用途。請(qǐng)寫(xiě)出TAPB具有特殊穩(wěn)定性的原因所在，并畫(huà)圖說(shuō)明。C6H6N6O6，

元素化學(xué)－解題方法－猜想求證(1)A:[Co(NH3)5H2O]Br3,B:[CoBr(NH3)5]Br2,C:[CoBr(NH3)5]Cl2

，推斷過(guò)程:A中只含Co,N,H,O,Br五種元素，計(jì)算得Co:N=1:5,且式量不超過(guò)500,則式量為401.7（含一個(gè)鈷），扣除一鈷，五氨還余257.77，鈷應(yīng)被雙氧水氧化為+3價(jià)，扣除3個(gè)Br,恰好余18.07為1個(gè)水。（2）CoCO3+2HBr===CoBr2+CO2+H2