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2007年全国高中学生化学竞赛(陕西赛区)初赛试题


2007 年全国高中学生化学竞赛(陕西赛区)初赛试题

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2007 年全国高中学生化学竞赛(陕西赛区)初赛试题
第 I 卷
1. (5 分)废物回收利用,变废为宝符合可持续发展的理念,是建设和谐社会的文明行为。 某印染厂含铬(Cr)废水采取了以下处理方法: - - 用 FeSO4·7H2O 在酸性条件下把废水

中的 Cr2O72 完全还原为 Cr3 ,并通过调节溶液 pH, 使生成物组成符合类似于 Fe3O4(铁氧体)的复合氧化物 Crx3+Fe3+2-xFe2+O4。 请回答下列问题: 。 (1)写出你知道的一种通过置换反应生成 Fe3O4 的化学方程式: 2- 。 (2)写出 Cr2O7 和硫酸亚铁在酸性条件下反应的离子方程式: (3)用上述方法处理废水,得到的组成符合类似于 Fe3O4(铁氧体)的复合氧化物 3+ 3+ 。 Crx Fe 2-xFe2+O4 种 x 的值为 (4)若某硫酸亚铁晶体样品中 Fe 的质量分数为 19.0%(杂质中不含铁元素) ,则样品中 。 FeSO4·7H2O 的质量分数为 2. (7 分)现有含 NaCl、Na2SO4 和 NaNO3 的混合溶液,选择适当的试剂将其转化为相应 - - - 的沉淀或固体,从而实现 Cl 、SO42 和 NO3 的相互分离。相应的实验过程如下:
过量试剂 1 ① 沉淀 A 沉淀 B 溶液 过量试剂 2 ② 溶液 过量试剂 3 ③ 溶液 适量试剂 4 ④ 晶体 D 沉淀 C

混合溶液

(1)写出上述实验过程中所用试剂的名称: ;试剂 2 ;试剂 4 。 试剂 1 。 (2)加入过量试剂 3 的目的是 。 (填操作名称) (3)在加入试剂 4 后,获得晶体 D 的实验操作④步骤是 3. (5 分)A、B、C、D 都是短周期元素,原子半径:D > C > A > B。已知:A、B 同周 期,A、C 处于同一主族;C 原子核内的质子数等于 A、B 原子核内的质子数之和;C 原子最 外层电子数是 D 原子最外层电子数的 3 倍。试回答: 。 (1)写出元素的名称:A 、 。 (2)写出由 B、D 组成的两种化合物的化学式: 晶体。 (3)C 的固态氧化物属于 (4)写出 C 的氧化物与 D 的氧化物对应的水化物反应的离子方程式: 。 4. (3 分)我国某大学最近研发出一种新型锂电池,该电池处于国内领先地位。以下是某 种锂电池的电池反应:C6Li + Li1-xMO2
放电 充电

C6Li1-x + LiMO2(C6Li 表示锂原子嵌入石墨

形成的复合材料,LiMO2 表示含锂的过度金属氧化物) 请回答问题: - (1)锂电池放电时的负极反应为:C6Li -xe ==== C6Li1-x + xLi+ 。 则正极反应为: - g。 (2)电池放电时若转移 1mol e ,消耗的负极材料 5. (7 分)标准状况下,5.6 L CO、CO2、HCHO 组成的混合气体的质量为 7.5 g。将该混 合气体依次通过足量灼热的 CuO、浓硫酸和碱石灰,使反应充分。

·1·

(1)已知 HCHO 与灼热 CuO 反应生成 Cu、CO2 和 H2O,试写出该反应的化学方程式: 。 。 (填字母代号) (2)原混合气体中,CO、CO2、HCHO 的体积比可能为 A.1:1:1 B.7:1:8 C.14:2:9 D.7:11:18 (3)欲进一步确定混合气体中各组分的体积分数,只需确定下列数据中的一项就能达到 (填代号) 。 目的,这(些)数据是 -3 ② 浓硫酸的增重 m1 g ① 混合气体的密度 ρg·cm ④ CuO 质量的减少 m3 g ③ 碱石灰的增重 m2 g (4)根据(3)的判断结果,写出一个原混合气体中 HCHO 体积分数的计算式: CO(g) 6. (9 分)在一固定容积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g) + H2(g) + H2O(g)其化学平衡常数 K 和温度 t 的关系如下: t/℃ K 700 0.6 800 0.9 850 1.0 1000 1.7 1200 2.6

请回答: 热反应(填“放”或“吸” ) 。 (1)上述反应正向进行时,反应为 。 (2)能判断该反应已经达到化学平衡状态的依据是 a.容器内压强不变 b.v 正(H2) = v 逆(CO) c.CO2 的质量分数不变 CO2 (g) + H2 (g) 在固定容积的 (3)温度为 850℃时,可逆反应 CO (g) + H2O (g) 密闭容器中进行,容器内各物质的浓度变化如下: 时间/min 0 2 3 4 5 6 CO 0.200 0.138 c1 c1 0.116 0.096 H2O 0.300 0.238 c2 c2 0.216 0.266 CO2 0 0.062 c3 c3 0.084 0.104 H2 0 0.062 c3 c3

计算:3min 时(CO 的浓度)c1 = mol/L,H2O (g)的转化率= 。 (单选) 。 (4)表中 5min~6min 之间数值发生变化,可能的原因是 a.增加水蒸气 b.降低温度 甲 d.增加氢气浓度 c.使用催化剂 7. (8 分)下图是中学化学实验中出现频率较高的装置, 它是由物质制备、 生成物性质检验和尾气处理三部分组成。 请 你用中学化学常见试剂设计一个实验, 通过乙中的反应和丙中 的实验现象,得出三种物质性质递变的结论。试将试剂名称、 乙 丙 丙中的实验现象及由此得出的实验结论填入下列空白处。 (1) 所用试剂的名称: 甲 , 乙 , 丙 。 (2)丙中现象: 。 B 丙中反应的化学方程式: 。 。 (3)实验结论: 8. (8 分)某课外兴趣小组试图利用下图装置,探究 过量铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得 w g 固体中剩余 A 铁的百分含量。现将待测固体放入 A 中,稀硫酸放入 B 中。已知铁与硫反应生成难溶于水的黑色固体,该固体与 水 稀硫酸反应生成有臭鸡蛋气味的气体。
C ·2·

尾气处理装置 D

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请回答下列问题: 。 (1)写出装置 A 中反应的离子方程式: (2)为了准确测定氢气的体积,在 A、C 装置之间,还应依次加入下列装置中的(填装 和 ,其作用分别为 和 。 置序号)



NaOH 溶液

② 稀盐酸

③ KMnO4 溶液





(3)实验后,测得气体在标准状况下的体积为 V mL,请写出混合物中铁的质量分数的 表达式 。 9. (9 分)已知碳碳双键的碳原子上连有羟基的结构是不稳定的结构。A 是一种直链一溴 代物,1 mol A 与 2 mol H2 发言生成 1mol G,F 是五元环状化合物,其化学式为 C4H6O2。物 质间的转化关系如下图所示。
A 银氨溶液 B ① NaOH 溶液、Δ ② C H+ ③ D H2、Ni、Δ ④ E 浓 H2SO4、Δ ⑤ F

请根据上面的转化关系回答问题: ,化合物 C 的结构简式是 。 (1)化合物 F 的结构简式是 。 (2)化合物 A 含有的官能团有 。 (3)G 的结构简式是 。 (4)写出 D 在一定条件下发生加聚反应的化学方程式 。 (5)写出 D→E 的化学方程式: 10. (9 分)香豆素内酯化学式为 C9H6O2,分子中除有一个苯环外,还有六元环,它可以 通过下列合成路线得到:
HOOCCH2COOH ① 一定条件

CH OH

C(COOH)2

A

-CO2 ②

B ③

C (香豆素内酯)

(1)A 的分子模型如下图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键) 。A , A 的同分异构体有多种, 其中含苯环的同分异构体有 种 的结构简式为 (不包含 A) 。

。 (2)反应③的化学方程式为: L,生成 (3)现有 B 和 C 的混合物 n mol,在空气中完全燃烧消耗 O2 。若设 B、C 混合物中含 B x mol,则 x 的 CO2 a L、H2O b L(气体体积均在标准状况下测定) 。 计算式为:

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第 II 卷
一、判断题(每小题 0.5 分,共 4 分) 6 ) 。 1.下列分子或离子中,存在Π4 大π键的是( - B.NO3 C.NO2 D.N2O A.HNO3 2.下列各组量子数中,合理的一组是( ) 。 B.n = 4 l = 2 m = 0 ms = +1/2 A.n = 1 l = 1 m = 0 ms = +1/2 D.n = 2 l = 1 m = 2 ms = +1/2 C.n = 3 l = 3 m = 2 ms = -1/2 )键。 3.在 H2SO4 分子中存在( A.三电子键 B.桥键 C.d-pπ键 D.离子键 4.白磷中毒后可用下列哪种溶液解毒( ) 。 C.FeSO4 的稀溶液 D.吸入氧气 A.红磷 B.CuSO4 溶液 -2 - 2 )反应。 5.已知某一化学反应的速率常数单位为 mol ·L ·s 1,则该反应为( A.0 级 B.2 级 C.3 级 D.不确定 - 6.以下( )组中的氧化剂均可在酸性条件下将 Mn2+氧化为 MnO4 。 - - B.PbO2,Cl2,H2O2 A.PbO2,S2O82 ,BiO3 - - D.PbO2,S2O82 ,Br2 C.Cl2,H2O2,BiO3 7.通过蒸馏 19%的稀 HCl 溶液, ( )得到浓度大于 25%的浓 HCl 溶液。 A.不能 B.能 C.不一定 )种几何异构体。 8.MA2B2C2 型配合物有( A.3 B.4 C.5 D.6 二、简答题(每小题 2 分,共 6 分) 1 .陕西省潼关是我国的重要产金地区之一,每年从金矿中提取数吨的纯金。已知 ? - - Au /Au = 1.692V,? ΘO2/OH = 0.401V,? ΘAu(CN)2 /Au = -0.60V,请应用这些数据说明 用氰化法从金矿中提取金的原理并写出主要化学反应方程式。
Θ +

2.用价键理论说明配离子[CoF6]3 和[Co(CN)6]3 其中心离子杂化类型,离子的磁性和稳 定性。
- -

3 .通过计算比较铬酸银和氯化银溶解度的大小,已知 Ksp(Ag2CrO4) = 1.12×10 - Ksp(AgCl) = 1.77×10 10。

- 12

,而

三、 (3 分)有人推测尚未合成的第 114 号元素有相当稳定的同位素,恰处在不稳定核素 的“海洋”中浮起的一群较稳定核素的“岛屿”的中心。问:114 号元素是第几周期第几族元 素?它的可能氧化态?

四、 (8 分)甲基叔丁基醚是一种重要的无铅汽油添加剂。通常有两种合成方法:①以甲 醇为溶剂,在质子酸催化下,通入异丁烯来合成;②甲醇和叔丁醇在质子酸催化下进行分子

·4·

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间脱水。 请回答下列问题: (1)写出两个反应的化学方程式。 (2)如有 HBF4 和 HCl 二种强酸,问哪一种酸做催化剂好?哪种差?并简述理由。 (3)写出反应①的机理(用反应式表示) 。 (4)反应②的收率接近定量,请问为什么不易生成二甲醚、二叔丁醚?

五、 (4 分)如何由苯出发合成间-溴苯酚(用反应式表示,无机试剂任选)?

六、 (5 分) CuSn 合金为六方 NiAs 型结构, 其六方晶胞参数为 a = 419.8 pm, c = 509.6pm, 晶胞中原子分数坐标为:Cu(0,0,0),(0,0,1/2);Sn(2/3,1/3,1/4),(1/3,2/3,3/4)。请 回答下列问题。 (1)有人将各原子的分数坐标表示为:Sn (0,0,0),(2/3,1/3,1/2);Cu (1/3,2/3,3/4), (1/3,2/3,1/4)。这种描述是否代表相同的结构型式?为什么? (2)计算晶体的密度。 (3)计算 Cu-Cu 间的最短距离。

·5·


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