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高中化学竞赛试题12


全国化学竞赛初赛模拟试卷( ) 全国化学竞赛初赛模拟试卷(12)
(时间:3 小时 满分:100 分)
题 号 满 分
H 1.008 Li 6.941 Na 22.99 K 39.10 Rb 85.47 Cs 132.9 Fr [223]

1 4

2 8

3 6

4 11

5 9

6 6

7 11

8 18

9 13

10 14
He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

相对原子质量
Be 9.012 Mg 24.31 Ca 40.08 Sr 87.62 Ba 137.3 Ra [226] B 10.81 Al 26.98 Ga 69.72 In 114.8 Tl 204.4 C 12.01 Si 28.09 Ge 72.61 Sn 118.7 Pb 207.2 N 14.01 P 30.97 As 74.92 Sb 121.8 Bi 209.0 O 16.00 S 32.07 Se 78.96 Te 127.6 Po [210] F 19.00 Cl 35.45 Br 79.90 I 126.9 At [210]

Sc Ti V Cr Mn Fe Co 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 La- Hf Ta W Re Os Ir Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 Ac- Rf Db Sg Bh Hs Mt Lr

Ni 58.69 Pd 106.4 Pt 195.1 Ds

Cu 63.55 Ag 107.9 Au 197.0

Zn 65.39 Cd 112.4 Hg 200.6

第一题(4 分) 题
1984 年, 联邦德国达姆施塔特重离子研究机构阿姆布鲁斯特和明岑贝格等人在重离子加速 器上用 58Fe 离子轰击 208Pb 靶时,发生核合成反应,发现了 265X。最近有人用高能 26Mg 核轰击 248 Cm 核,发生相似反应,得到 X 的另一种同位素 269X。 1.X 的元素符号是 ,最高价氧化物的化学式是 。 2.用元素符号并在左上角和左下角分别标注其质量数和质子数,写出合成 X 的 2 个核反 应方程式(方程式涉及的其他符号请按常规书写) 。

第二题(8 分) 题
利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理 想方法之一。某研究小组设计了如右图所示的循环系 统实现光分解水制氢。反应过程中所需的电能由太阳 能光电池提供,反应体系为酸性介质,另需添加 I2 和 + Fe2 等循环使用。 1.标出光电池的正、负极,说明判断理由 2.写出电解池 A、电解池 B 和光催化反应池中反 应的离子方程式。 3.写出外循环管内流动液体的成分;

第三题(6 分) 题
将 Cl2 通入到用冰冷却的 AsF3 中,可生一种能导电的化合物,该化合物中 As-Cl、As-F 分别完全等价 1.写出该化合物的化学式(阴、阳离子分开写) ; 2.指出阴、阳离子的构型和相应中心原子的杂化形态; 3.写出制备反应方程式。
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第四题(11 分) 题
硫酸亚铁铵是一种复盐, 常以水合 物(FeSO4 (NH4)2SO4 6H2O)形式 存在, 其外观为浅蓝绿色单斜晶体, 在 空气中比一般亚铁盐稳定,不易被氧 化, 溶于水而不溶于乙醇, 是分析化学 中常见的还原剂。 硫酸亚铁铵的实验室 制备分两步: 一是制取硫酸亚铁; 二是 硫酸亚铁与等物质量的硫酸铵混合。 右 图是制备硫酸亚铁铵的装置。 1.用 30%的氢氧化钠溶液煮沸废 铁屑,去除油污,再用清水洗净。洗过的氢氧化钠溶液如何处理? 2.写出制取硫酸亚铁的主要操作。指出 3 个容器内发生的反应或其它变化 3.写出制取硫酸亚铁铵的主要操作。并描述主要实验现象。 4. 装置中所用导管不易太长, 目的是什么?为达到相同目的, 还可以对装置做什么简易改进? 5.如果第一步实验中铁屑没有反应完就进行后面的实验,会对第二步实验有什么影响? 6.评价该套装置的最大优点是什么? 7.硫酸亚铁铵品质的高低主要决定于 Fe2+及痕量 Fe3+的含量,为测定 Fe2+、Fe3+的含量, 你认为最佳定量分析方法分别是什么?(步要求具体过程)

第五题(9 分) 题
SrTiO3 晶体的结构可看作由 Sr2 和 O2 在一起进行(面心)立方最密堆积(ccp) ,它们的 排列有序,没有相互代换的现象(即没有平均原子或统计原子) ,它们构成两种八面体空隙, - + - + - 一种由 O2 构成,另一种由 Sr2 和 O2 一起构成,Ti4 只填充在 O2 构成的八面体空隙中。 + - 1.画出该 SrTiO3 的一个晶胞(Ti4 用小 球,O2 用大○球,Sr2+用大 球) ; 2.该晶体(ccp)中的所有四面体空隙是否都等价,说明理由; 3.容纳 Ti4+的空隙占据所有八面体空隙的几分之几? + 4. 而不是占据其他类型的八面体空隙? 解释为什么 Ti4 倾向占据这种类型的八面体空隙, - 5.如果将 SrTiO3 晶体的结构看作由 Sr2+和 TI4+一起进行非最密堆积(bcp) ,则 O2 将占 据哪类空隙,占有率是多少?
+ -

第六题(6 分) 题
+ 一个学生通过实验验证醋酸银(CH3COOAg)的 Ksp,实验中用了如下反应:2Ag (aq)+ 2+ Cu(s) 2Ag(s)+Cu (aq)。这个学生将已知质量的铜片加入到 CH3COOAg 饱和溶液中,待 - 充分反应之后,将铜片洗干净、干燥、重新称量。已知 CH3COOAg 的 Ksp=2.0×10 3。 1.铜片刚开始的质量为 23.4g,将铜片放在 100mL 的 CH3COOAg 饱和溶液中,此饱和溶 CH 液中没有 CH3COOAg 固体。 通过计算说明, 充分反应后铜片中铜的质量为何值时, 3COOAg 的 Ksp 得到证实。 2.为什么做此实验时,CH3COOAg 饱和溶液中必须没有 CH3COOAg 固体?据此测得的 Ksp 是偏大还是偏小?

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第七题(11 分) 题
在碱性条件下,NO 与 Na2O 化合生成 A。A 很容易歧化,除生成 Na2O(回收率 50%)外, 还生成两种盐 B 和 C,物质的量之比为 2︰1。其中 C 也可以通过下面两个反应进行制备:① NaNO3 和钠汞齐反应;②亚硝酸钠和羟氨在乙醇钠中的反应。 1.写出 A、B、C 的化学式; 2.写出上述生成 C 的 3 个反应方程式; 3.写出 C 所对应酸(D)的名称和可能立体结构式; 4.D 异构化后的 E 可用作火箭燃料的配方 (1)写出 D 的结构,并命名; (2)写出以联氨为燃料、D 为氧化剂反应的化学方程式。

第八题(18 分) 题
乙醇与无机物 A、NaOH 反应,生成乙基黄原酸钠(B) ;B 继续与 CH3I 反应,生成乙基 黄原酸甲酯(C) ;将 C 加热到 170℃,发生消去反应生成 D、E、F;D 是非极性平面型分子; E 与 A 具有相似的结构,但 A 是非极性分子,而 E 是极性分子;F 具有酸性,能与 NaOH 反 应;红外光谱显示黄原酸、B、C、F 分子中都未检测到羰基(C=O) ;酸碱滴定法测得黄原酸 的摩尔质量在 80~100g/mol 之间。 1.写出黄原酸和 A~F 各物质的结构简式; 2.由于 CH3I 的成本较高,合成 C 中以更廉价 G 为反应物替代 CH3I(外加少量 CH3I 起催 化剂作用) ,但该反应的产率相对较低。已知 G 是酯类物质,写出 G 的化学式和 G、B 以等物 质的量反应的化学方程式。 3.上述 2 种制备 C 的反应中,从产物混合液中提取 C 的实验操作是什么?

4.以 CH3I 制备 C 的反应残留物,是否有回收的价值,如何回收? 5.将B的同系物正丁基黄原酸钠与Cd(NO3)2反应得到正丁基黄原酸根合镉(Ⅱ)配合物晶体,该 晶体的晶胞参数为a=2.56nm,b=0.58nm,c=1.14nm,β=101.7°;晶体密度ρ=1.65g/cm3。 (1)写出正丁基黄原酸根合镉(Ⅱ)的化学式; + (2)已知 Cd2 的常见配位数是 4,而该配合物中位检测到四元环的结构,解释原因; (3)计算该晶体 1 个晶胞的组成原子数; (4)正丁基黄原酸钠有何现实用途?

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第九题(13 分) 题
A 带有结晶水,是一种蓝白色粉末;加热到 200℃失重 5.61%,310℃时又失重 44.85%。A 难溶于水、乙醇、醋酸,可通过复分解反应制备。取晶体 A 4.817g,溶于高氯酸溶液中,定容 到 100mL; 先取 20.00mL, 0.300mol/L 标准 EDTA 溶液进行滴定, 用 消耗 20.00mL; 另取 20.00mL, + 用 0.100mol/L 标准 KMnO4/H 溶液进行滴定,消耗 24.00mL。 1.确定 A 的化学式; 2.写出制备 A 的化学方程式 3.写出 A 热分解的化学方程式和 A 与 KMnO4/H+反应的离子方程式; 4.溶解 A 除强酸外,还可以用什么物质?列举 2 种不同类的物质,用化学方程式表示。 5.在制备 A 的过程中,如果改变反应物的用量和 pH 条件,可得到另一种晶体 B,B 的阴 - 离子为 NO3 、阳离子为配合物离子;元素分析得 B 中金属元素的含量为 30.91%,B 的式量不 超过 500。写出 B 的化学式和 B 中阳离子的结构式。

第十题(14 分) 题
3,7-取代香豆素类荧光增白剂的白度高、耐光性能优良,制品外观更悦目,具有更高的 商业价值,广泛用在纺织印染业和塑料加工业。X 是合成该类荧光增白剂的重要中间体,X 的 合成路线如下:
H 2N CHO OCH3
AlCl 2 (A) (C8H7N) OH → C D 3 → EH /O → X 15H11NO2) +B → H (C
+

1.系统命名法命名 A; 2.写出 B、C、D、E、X 的结构简式 AlCl 3.如果将流程更换为 A+B’OH → C’ D’ 3 → X,写出所用原料 B’的化学式; → 4.Y 是二氢香豆素类化合物,是香工业的重要化合物;A 的化学式为 C12H10O5,核磁共 振显示 A 分子中有 4 类氢原子,其中有 1 个氢原子连在 O 原子上,且有酸性。Y 可通过 2 种 平面型的分子 F、G 进行反应制备,F、G 都具有酸性,其中核磁共振显示 A 只有 2 类氢原子, 反应的副产物只有水分子。写出 F、G、H 的结构简式。

命题:胡 波 2006 年 6 月于浙江慈溪中学 中学综合学科网版权所有,任何网站不得转载
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参考答案( 参考答案(0612) )
第一题(4 分) 题
1.Hs
58

HsO4(各 1 分)
208 265 1 82 Pb→ 108 Hs+ 0 n

2. 26 Fe+

26 12

1 Mg + 248 Cm = 269 Hs +5 0 n(各 1 分) 96 108

第二题(8 分) 题
1.左负右正(1 分) 2.电解池 A:2H +2I
3+


电解池 B 中通入水,右边电极失电子产生 O2(1 分)


H2↑+I2 O2↑+4H +4Fe2
+ - + +

电解池 B:4Fe +2H2O


光催化反应池:2Fe2 +I2 2Fe3 +2I (各 1.5 分) + - + - + 3.H 、I3 、Fe2 (I 、Fe3 ) (1.5 分)

第三题(6 分) 题
1.[AsCl4][AsF6](2 分) 2.[AsCl4]+:正四面体(1 分) sp3(0.5 分) [AsF6]-:正八面体(1 分) sp3d2(0.5 分) 3.2AsF3+2Cl2=[AsCl4][AsF6](1 分)

第四题(分) 题
1.留做洗气用(0.5 分) 2.打开活塞 B、C,关闭活塞 A,从滴液漏斗滴入硫酸到锥形瓶(1 分) 锥形瓶内产生氢气 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑(0.5 分) (0.5 分) 氢氧化钠溶液洗涤除去杂质气体(如 H2S、PH3 等) 通入饱和硫酸铵溶液的是较纯的氢气,用于赶走其中的溶解氧(0.5 分) 3.待锥形瓶中的铁屑快反应完时,产生了大量的硫酸亚铁。这时关闭活塞 B、C,打开活 塞 A,由于反应还没有结束,产生的氢气会将锥形瓶中的硫酸亚铁(含极少部分未反应的稀硫 酸)压到饱和硫酸铵溶液的底部。放置一段时间,试剂瓶底部将结晶出硫酸亚铁铵。 分) (2 4.实验装置中导管不宜过长,以防止产生的氢气压力不够。 分) (1 实验时,如果把锥形瓶略微抬高(高于硫酸铵的试剂瓶) ,即使产生的氢气量很少,只要把 硫酸亚铁压到硫酸铵的试剂瓶,就可以产生虹吸现象,把硫酸亚铁完全吸到硫酸铵溶液中。 分) (1 5.有 Fe 存在可以还原氧化生成的 Fe3+,保证 Fe2+稳定纯净地存在(1 分) 6.反应体系全封闭(1 分)
+ 7.Fe2+:氧化还原定量滴定(高锰酸钾法等) ;Fe3 :比色法(KSCN) (各 1 分,注意它

们含量的差异)

第五题(9 分) 题

1.

(2.5 分)

2.都等价,由 1 个 Sr2+和 3 个 O2-组成(1.5 分) 3.1/4(1 分) 4.容纳 Ti4+的八面体空隙处于晶胞的中心,是由 6 个最邻近的 O2-氧负离子所构成。其他
- 的八面体中心均位于晶胞边棱的中心,虽然最邻近的微粒数也是 6,但其中只有 4 个是 O2 ,

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另外两个是 Sr2 。两个正离子 Sr2 和 Ti4 彼此靠近,从静电学角度分析是不利的。 分) (2 5. (变形)八面体空隙 50%(各 1 分)







第六题(6 分) 题
1.c(Ag+)=0.045mol/L(1.5 分) n(Cu)=0.00225mol(1 分) 反应后 m(Cu)=23.3g(1.5 分) 2.若存在固体 CH3COOAg,则随着 Cu 与 Ag+反应进行,反应体系中 Ag+的物质的量浓 度减小,CH3COOAg 固体溶解,平衡向正方向移动,会产生更多的 Ag ,无法验证 CH3COOAg (2 的 Ksp。据此测得的 Ksp 偏大。 分)


第七题(11 分) 题
1.A:Na2NO2 B:NaNO2 C:Na2N2O2(各 1 分) 2.4Na2NO2=2Na2O+2NaNO2+Na2N2O2 2NaNO3+8Na(Hg)+4H2O→Na2N2O2+8NaOH+8Hg NH2OH+EtNO2+2NaOEt→Na2N2O2+3EtOH(各 1 分) 3.连二次硝酸(0.5 分) (各 1 分)

4. (1)

(1 分)

硝酰胺(0.5 分)

(2)N2H4+2H2NNO2=3N2+4H2O(1 分)

第八题(18 分) 题
1.黄原酸:HO- -SH D:H2C=CH2 2.G:(CH3)2SO4 3.萃取(1 分) 4.需要回收 I ,加入(CH3)2SO4,(CH3)2SO4+NaI→CH3SO4Na+CH3I,蒸馏回收 CH3I(2 分) 5. (1)Cd(S2CO-n-C4H9)2(0.5 分) (2)该配合物是个聚合物[Cd(S2CO-n-C4H9)2]n,1 个 Cd2 与 4 个正丁基黄原酸根的 S 配位,而正丁基黄原酸根通过 2 个 S 与 2 个 Cd2 配位(1.5 分) (3)V=abcsinβ=1.66nm3(0.5 分) Z=ρVNA/M=4(1 分) M[Cd(S2CO-n-C4H9)2]=411g/mol(0.5 分) N=35×4=140(1 分) (1 分,答出 1 点即可)
+ + -

A:CS2

B:C2H5-O- -S Na





C:C2H5-O- -S-CH3

E:OCS

F:CH3SH(各 1 分)

(CH3)2SO4+C2H5O SNa→C2H5O SCH3+CH3SO4Na(各 1 分)

(4)可广泛用于汞、银、镉等金属的萃取分离,并且这类盐对于汞中毒具有解毒作用。

第九题(13 分) 题
1.CuC2O40.5H2O 或 2CuC2O4H2O(3 分) 2.Cu(NO3)2+Na2C2O4+0.5H2O=CuC2O40.5H2O+2NaNO3(0.5 分) 3.CuC2O40.5H2O 分)
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CuC2O4+0.5H2O(0.5 分)

CuC2O4

CuO+CO↑+CO2↑(1

5C2O42-+2MnO4-+16H+=2CO2↑+2Mn2++8H2O(1 分) 4.CuC2O4+4NH3H2O=Cu(NH3)42++C2O42-+4H2O CuC2O4+C2O42-=Cu(C2O4)2-(各 1 分) 5.[Cu(H2O)4(C2O4)](NO3)2
H2 O [ H2 O O Cu O O O Cu OH2 ]2+(各 2.5 分) OH2

第十题(14 分) 题
1.4-氨基-2-甲氧基苯甲醛(1 分)
OH

2 .B :

CH2CN C:
H2N CN OCH3

D:
H 2N

CN OCH3

E:

(各 1 分)

X:

(1.5 分)

H2N
3.

O

NH H2N

O

O

( CH2COOH 1.5 分)

OH
4.F: G:

OH
COOH H :
(各 2 分)

HO

OH

O

O

O

O

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