2006年全国高中学生化学竞赛决赛理论试题
- 格式:doc
- 大小:2.80 MB
- 文档页数:13
HOCOOH HOHO +HHOHO COOHHO2006年浙江省高中学生化学竞赛试题(B组)参考答案一、选择题(每小题4分,共40分)1.C2.B 3D 4.D 5.B 6.D 7.B 8.C 9.C 10.C二、选择题(本题包括8小题,每小题4分,共32分。
每小题可能有1或2个选项符合题意,基有2个正确选项,只选1个且正确给2分,多选错选都给0分)11.A 12.BC 13.D 14.A 15.AB 16.B 17.D 18.D三、(本题共有2小题,共20分)19.(10分)(1)NH2OH+2O2-+H+==NO2+H2O2+H2O (2分)(2)5.000×10-3 mol·L-1(2分)(3)①2MnO4―+5H2O2+6H+==2Mn2++5O2↑+8H2O(2分)(或Cr2O72-+3H2O2+8H+===2Cr3++3O2↑+7H2O)②酸式滴定管(1分)、锥形瓶(1分)锥形瓶中溶液的紫红色(或橙黄色)是否褪去(2分)20.(8分)(1)0,,18(2分)(2)B中黑色逐渐变红色,C中有无色液体水生成。
(4分)(3)3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O(2分)四、(本题共2小题,共20分)21.(14分)(1)CO2(或N2O)(2分),直线型(2分),[N=N=N]-或[N-N=N]-(2分)(2)HN2<HX(1分),HN2<HX(1分)(3)2AgN3===2Ag+3N2(2分)(4)正极:2H++2e-==H2(1分)负极:Cu-e-+Cl-==CuCl (1分)CuCl+Cl-===[CuCl2]-22.(6分)(1)(2分)(2)钙离子。
+2ClO-+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO(2分)(3)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(2分)五、(本题共2小题,共21分)23.(9分)(1)羧基、羟基、碳碳双键(3分)(2)HCOOH、CH3CH2OH (2分)(3)催化剂24.(12分)(1)HOCH 2CH 2Cl ,CH 2=CH-O-CH=CH 2 (4分)(2)CH 3-O-CH 2Cl ,CH 3CHOHCl (4分)(3) ①、③ (2分)(4)HOCH 2CH 2Cl+H 2O ————→HOCH 2CH 2OH+HCl (2分)或HOCH 2CH 2Cl+NaOH ————→HOCH 2CH 2OH+NaCl六、(本题共2小题,共19分)25.(12分)(1)3Cu 2O+14HNO 3==6Cu(NO 3)2+2NO ↑+7H 2O (2分)(2)0.025 mol (2分)(3)0.005 mol 0.005 mol (4分)(4)(0.015-x )mol (1分)(x -0.015)mol (1分)0.005<x <0.015(2分)26.(7分)(1)7Cl 2+14NaOH==NaClO+2NaClO 3+11NaCl+7H 2O (3分)(2)c (NaClO)=0.2 mol ·L -1;c (NaClO 3)=0.4 mol ·L -1;c (NaOH)=1.2 mol ·L -1;c (NaCl)=2.2 mol ·L -1;NaOH H 2O。
● 竞赛时间3小时。
迟到超过半小时者不能进考场。
开始考试后1小时内不得离场。
时间到,把试卷(背面朝上)放在桌面上,立即起立撤离考场。
● 试卷装订成册,不得拆散。
所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。
草稿纸在最后一页。
不得持有任何其他纸张。
● 姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置,写在其他地方者按废卷论处。
● 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。
1.008Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag CdIn Sn Sb Te I Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Ac-Lr HLi BeB C N O F Na MgAl Si P Cl S K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Rb Cs Fr Sr BaRaY La Lu -6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210][210]126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3[222]He Ne Ar KrXe Rn相对原子质量Rf Db Sg Bh Hs Mt第1题(4分) 2006年3月有人预言,未知超重元素第126号元素有可能与氟形成稳定的化合物。
2006年浙江省高中学生化学竞赛试题(B组)考生须知:1.全卷分试题和答题卷两部分。
试题共有六大题,26小题。
满分150分。
考试时间120分钟。
2.本卷答案必须做在答题卷相应位置上,做在试题卷上无效,考后只交答题卷。
必须在答题卷上写明县(市)、学校、姓名、准考证号,字迹清楚。
H 1.008 相对原子质量He4.003Li 6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na 22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K 39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn63.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb 85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc[98]Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs 132.9Ba137.3La-LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po[210]At[210]Rn[222]Fr [223]Ra [226]Ac-La一.选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分。
每小题只有一个选项符合题意)1.禽流感病毒对常用消毒剂十分敏感,容易将其杀灭,如氧化剂、稀酸等等都能迅速破坏其活性。
下列不能杀灭禽流感病毒的物质是()A.H2O2溶液B.NaClO溶液C.矿泉水D.醋酸2.用即热饭盒盛装食物,可以得到热烘烘的饭菜。
原因是即热饭盒的底部装入混有镁、铁粉末的高密度聚乙烯,进行简单的操作后水和镁就会发生剧烈的化学反应,放出热量便可使食物变热,其中铁可能是( )A.一种反应物B.催化剂C.起导热作用D.增大镁与水分子的接触机会3.下列物质不可能通过化合反应制取的是()A.Fe(OH)3B.Al(OH)3C.HgS D.CuS4.“拟晶”(quasicrystal)是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。
“南京工业大学·扬子石化杯”2006年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)夏令营选拔赛试题(2006年7月15日8:30—11:30 共计3小时)● 竞赛时间3小时。
迟到超过30分钟者不能进考场。
开始考试后1小时内不得离场。
时间到,把试卷(背面朝上)放在桌面上,立即起立撤离考场。
● 所有解答必须写在指定位置,不得用铅笔填写。
● 姓名、准考证号和所属学校必须写在首页左侧指定位置,写在其他地方者按废卷论。
● 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。
第1题(9分)1-1 元素周期表是20世纪科学技术发展的重要理论依据之一。
假设NH4+是“元素”NH4的阳离子,则“元素” NH4在周期表中的位置应该是;“元素” NH4的单质常温常压下应为(填“高”或“低”)熔点(填“固”、“液”或“气”)体,(填“能”或“不能”)导电;NH4的碳酸盐应(填“易”或“不易”)溶于水。
1-2 放射性元素的发现19世纪末20世纪初物理学发生巨大变革的基础。
最早发现的具有放射性的元素是铀,铀也是核电厂的燃料。
U 23592是自然界存在的易于发生裂变的唯一核素。
U23592吸收一个中子发生核裂变可得到Ba 142和Kr 91,或I 135和Y 97等。
请写出上述核反应方程式:1-3 利用核能把水分解,制出氢气,是目前许多国家正在研究的课题。
下图是国外正在研究中的一种流程(碘—硫法),其中用了过量的碘。
请写出反应①②③的化学方程式并注明条件:反应① 反应② 反应③ 上述流程中循环使用的物质是 。
第2题(12分)2-1 人的牙齿表面有一层釉质,其组成为羟基磷灰石Ca 10(OH)2(PO 4)6(K SP =3.8×10-37)。
为防止龋齿的产生,人们常常使用含氟牙膏,牙膏中的氟化钙可使羟基磷灰石转化为氟磷灰石Ca 10F 2(PO 4)6(K SP =1.0×10-37)。
写出羟基磷灰石与牙膏中的F -反应转化为氟磷灰石的离子方程式,并通过计算其转化反应的平衡常数说明哪种物质更稳定。
中的部分试题展开了分析,并且对今后同一级别化学竞赛的辅导提出了几点思考。
关键词:化学竞赛特点思考跟往年的试题相比,2006年的试题在试卷长度、题目类型上基本稳定,在内容覆盖上主要涉及到原子结构、分子结构、晶体结构、配合物知识等理论和常见的元素化合物知识,在知识点上仍然注重基础知识考查,当然涉及的知识水平是高于高中化学,大致与大学底年级课本相当,在能力上强调学生获取信息、加工信息、从化学视角去分析解决实际问题等能力的考查。
但是,今年试题也稳中有变,第一次出现开放性的有机物合成题、突出了化学平衡常数的计算、要求学生具备一定的英语基础,在题意表达上多处出现用英语或代号等。
今年的试题对今后高中生化学竞赛(省级赛区)的辅导有很强的指导意义。
1 例析06年试题的特点1.1 继承了传统题型跟往年的全国高中生化学竞赛(省级赛区)试题一样,今年的试题仍有许多常规题型,体现“思维容量大,应答书写少”的命题意图。
1.1.1 科学谜语题这类题与我们平时的“猜谜”有相似之处,但又有不同。
平时“猜谜”得出的谜底是猜谜人已有的知识,一旦被猜出,感觉就很自信;而科学谜语题的谜底,却是大多数学生未知的知识,所以,即便得出了结果,也会觉得是难以把握。
当然,也不排除有学生已经有了该知识,但绝不是一般的高中学生能够具备的知识,只有学习主动、肯钻研的学生才有可能具备。
由于得出的结论是新的知识,所以对学生创造性思维的要求特别高。
例1(第6 题)潜在储氢材料——化合物A 是第二周期两种氢化物形成的路易斯酸碱对,是乙烷的等电子体,相对分子质量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℃释放氢气转变为聚乙炔的等电子体,其中聚合度为3的化合物D 是苯的等电子体。
高于500℃时D 释放氢气,转变为化合物E,E 有多种晶型。
(1)写出A、B、C、D、E 的化学式。
晶体结构题一(2004年全国高中学生化学竞赛决赛6分)氢是重要而洁净的能源。
要利用氢气作能源,必须解决好安全有效地储存氢气问题。
化学家研究出利用合金储存氢气,LaNi5是一种储氢材料。
LaNi5的晶体结构已经测定,属六方晶系,晶胞参数a=511 pm,c=397 pm,晶体结构如图2所示。
⒈从LaNi5晶体结构图中勾画出一个LaNi5晶胞。
⒉每个晶胞中含有多少个La原子和Ni原子?⒊LaNi5晶胞中含有3个八面体空隙和6个四面体空隙,若每个空隙填人1个H原子,计算该储氢材料吸氢后氢的密度,该密度是标准状态下氢气密度(8.987×10-5 g·m-3)的多少倍?(氢的相对原子质量为1.008;光速c为2.998×108 m·s-1;忽略吸氢前后晶胞的体积变化)。
解:⒈晶胞结构见图4。
⒉晶胞中含有1个La原子和5个Ni原子⒊计算过程:六方晶胞体积:V=a2csin120°=(5.11×10-8)2×3.97×10-8×31/2/2=89.7×10-24cm3氢气密度是氢气密度的1.87×103倍。
二. (2006年全国高中学生化学竞赛决赛理论试题1)在酸化钨酸盐的过程中,钨酸根WO42-可能在不同程度上缩合形成多钨酸根。
多钨酸根的组成常因溶液的酸度不同而不同,它们的结构都由含一个中心W原子和六个配位O原子的钨氧八面体WO6通过共顶或共边的方式形成。
在为数众多的多钨酸根中,性质和结构了解得比较清楚的是仲钨酸根[H2W12O42]10-和偏钨酸根[H2W12O40]6-。
在下面三张结构图中,哪一张是仲钨酸根的结构?简述判断理由。
(a) (b) (c)解:提示:考察八面体的投影图,可以得到更清楚地认识。
三.(2006年全国高中学生化学竞赛决赛理论试题4)轻质碳酸镁是广泛应用于橡胶、塑料、食品和医药工业的化工产品,它的生产以白云石(主要成分是碳酸镁钙)为原料。
● 竞赛时间3小时。
迟到超过半小时者不能进考场。
开始考试后1小时内不得离场。
时间到,把试卷(背面朝上)放在桌面上,立即起立撤离考场。
● 试卷装订成册,不得拆散。
所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。
草稿纸在最后一页。
不得持有任何其他纸张。
● 姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置,写在其他地方者按废卷论处。
● 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。
1.008Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd InSn Sb Te I Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Ac-Lr HLi BeB C N O F Na MgAl Si P Cl S K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Rb Cs Fr Sr BaRaY La Lu -6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210]126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3[222]HeNe Ar KrXe Rn相对原子质量Rf Db Sg Bh Hs Mt第1题(4分) 2006年3月有人预言,未知超重元素第126号元素有可能与氟形成稳定的化合物。
* * * * 第一节 空气的成分 (第一课时) 与大家分享自己已经了解的空气知识。
想一想 空气无色无味,不易觉察,你能用一个简单 的实验或列举实例来说明空气确实存在吗? 答:1)空集气瓶在盛满水的水槽中向下压 ——集气瓶内的水无法上升到顶部。
2)空集气瓶在盛满水的水槽中侧立——有气泡冒出。
3)扁的密实袋开袋后抖动,然后封好 ——双手挤压,有压力; 4)朝人扇扇子、树叶在动 ——有风; 5)给车胎打气 ——胀起来; 拉瓦锡(1743—1794)法国化学家。
1775年拉瓦锡把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天,结果发现,有一部分银白色的液态汞变成红色粉末,同时容器里空气的体积减少了一部分。
而剩余的那部分气体既不能供给呼吸,也不能支持燃烧,它就是我们所说的氮气。
拉瓦锡又把汞表面生成的红色粉末收集起来,放在一个容器内再加强热,又得到了汞和氧气,而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积。
他把得到的氧气加到前一个容器里剩余的气体中,结果所得气体跟空气的性质完全一样。
这样拉瓦锡得出了“空气是由氧气和氮气组成”的结论。
测定混合气体中某种成分含量的方法 取一定体积的混合气体 方法(1):除去该气体 测剩余气体体积 方法(2):除去其它气体 测该气体体积 方法(1):除去该气体 测剩余气体体积 一、与氧气反应 二、不与其他气体反应 三、反应不产生气体,生成物是固体 C、红磷+氧气 点燃 五氧化二磷 (固体) 我们已经学过以下几种有氧气参加的化学反应,想一想哪个反应可以用来测定空气中氧气的含量。
A、铜+氧气 氧化铜 加热 A、铜+氧气 氧化铜 加热 B、石蜡+氧气 水+二氧化碳 点燃 提示:镁+氮气 点燃 氮化镁 D、镁+氧气 氧化镁 点燃 1、组装仪器2、检查装置气密性:…… 3、夹好止水夹,点燃燃烧匙中的红磷,迅速安 装好 4、反应结束,冷却至室温后,打开止水夹 5、观察现象,得出结论 装置漏气 氧气没被消耗完 红磷的量太少 未冷却至室温就打开止水夹 ★ ★ ★ ★一百份体积的空气 空气的组成(体积分数) 氧气(O2) 21% 氮气(N2) 78% 稀有气体 0.94% 二氧化碳 0.03%水蒸气和杂质 0.03% 下面是某兴趣小组设计的测定空气中氧气含量的方案你同意哪些呢? 红磷 A B C D 阅读课本80-82页内容,通过本节课的学习,你有什么和同学们交流的吗? 1.早期化学家为了认识空气的本质,把一些物质放在密闭的容器中进行实验,结果发现每次都有约1/5的气体不知去向。
2006年北京市高中学生化学竞赛试题(高中二年级)·竞赛时间2小时。
迟到超过30分钟者不得进场。
1小时内不得离场。
时间到,把答题纸及试题纸(背面向上)放在桌面上,立即离场。
·竞赛答案全部写在答题纸上,使用黑色或蓝色圆珠笔、签字笔或钢笔答题,使用红色或铅笔答题者,试卷作废无效。
·姓名、准考证号和所属区、县、学校必须填写在答题纸上方指定位置,写在他处者按废卷处理。
·允许使用非编程计算器及直尺等文具。
·答题纸按密封线封装。
第一题单选或多选题(共7分)(选对一个答案得1分,多选一个错误答案扣0.5分)1.在抢救大出血的危症病人时,常需静脉点滴以0.9%的氯化钠溶液(俗称“生理盐水”),这是由于人体血液的“矿化度”(即无机盐的含量)为0.9%。
另有研究表明,30亿年前地表原始海水的矿化度即为0.9%。
对此下列猜测或评论不足取的是。
A) 人类的祖先可能是从原始海洋中逐渐进化到陆地上的B) 人类血液和原始海水矿化度均为0.9%纯属巧合C) 人类血液和原始海水之间存在着某些尚未认识的关系D) 人类血液仍然带有原始海水的某些印记2.某溶液中含有NO3-、SiO32-、AlO2-、S2-等四种离子,若向其中加入过量的盐酸溶液,微热并搅拌,再加入过量的NaOH溶液,则溶液中大量减少的阴离子是。
A)NO3-B)SiO32-C)AlO2-D)S2-3.A、B为短周期元素,A原子所具有的电子层数是最外层电子数的1/2,B原子次外层电子数是最外层电子数的1/3,A与B能形成多种原子团,其中一定不存在的是。
A)AB32-B)A2B32-C)A2B42-D) AB4-4.1 mol下列有机物(M)与NaOH反应最多能用多少。
O O C2H5C2H5OOHOM :A)2mol B)3mol C)4mol D)5mol5.将NaOH溶液加入到等体积的AlCl3溶液中,反应后得到沉淀物中和溶液中的铝元素质量相同,则AlCl3溶液和NaOH溶液的物质的量浓度比是。
2006年全国高中学生化学竞赛决赛理论试题 2006年1月7日 上海 竞赛时间4.5小时。迟到超过30分钟者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到,把试题和答卷纸装入信封,放在桌面上,听到指令后方可撤离考场。 试卷和答卷装订成册,不得拆散。所有解答必须写在答卷纸的指定位置的方框内,答在试题纸上一律无效。 用黑色墨水笔或黑色圆珠笔答题。不得携带任何其他纸张进入考场。需要额外的答卷纸或草稿纸时可举手向监考老师索取。在答卷纸页眉自填总页数和页码。 必须在试题首页左边和每页答卷纸左边指定位置填写营号及姓名,否则按废卷论。 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。不得携带铅笔盒、通讯工具入场。
第1题 (9分) 钨是我国丰产元素,是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,有“光明使者”的美誉。 钨在自然界主要以钨(VI)酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4);黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐,化学式常写成(Fe,Mn)WO4。黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法:
黑钨矿NaOH, 空气 熔融(1)水浸滤渣滤液(含A)浓盐酸(2)过滤过滤滤液沉淀B焙烧(3)产品C
其中A、B、C都是钨的化合物。 1-1. 写出上述流程中A、B、C的化学式,以及步骤⑴、⑵、⑶中发生反应的化学方程式。
1-2. 钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂把氧化钨还原为金属钨。对钨的纯度要
求不高时,可用碳作还原剂。 (1) 写出用碳还原氧化钨制取金属钨的化学方程式。
(2)用下表所给的298.15K的数据计算上述反应的标准自由能变化,推出该反应在什么温度条件下能自发进行。 (假设表中数据不随温度变化)
物质 ΔfHm(kJmol−1) Sm(Jmol−1K-1) W(s) 0 32.64 WO3(s) C(石墨) CO(g) CO2(g) H2(g) H2O(g) H2O(l) 842.87 0 110.52 393.51 0 241.82 285.31 75.90 5.74 197.56 213.64 130.57 188.72 69.90
1-2. 为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨,不宜用碳而必须用氢气作还原剂,为什么?写出用氢气还原氧化钨的化学方程式。
1-4. 在酸化钨酸盐的过程中,钨酸根WO42可能在不同程度上缩合形成多钨酸根。多钨酸根的组成常因溶液的酸度不同而不同,它们的结构都由含一个中心W原子和六个配位O原子的钨氧八面体WO6通过共顶或共边的方式形成。在为数众多的多钨酸根中,性质和结构了解得比较清楚的是仲钨酸根[H2W12O42]10和偏钨酸根[H2W12O40]6。在下面三张结构图中,哪一张是仲钨酸根的结构?简述判断理由。
(a) (b) (c) 1-5. 仲钨酸的肼盐在热分解时会发生内在氧化还原反应,我国钨化学研究的奠基人顾翼东先生采用这一反应制得了蓝色的、非整比的钨氧化物WO3x。这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原的优点,在制钨粉时温度容易控制,目前冶炼拉制钨丝的金属钨都用蓝色氧化钨为原料。经分析,得知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985。 (1) 计算WO3x中的x值。 (2) 一般认为,蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在五价和六价两种 价态的钨。试计算蓝色氧化钨中这两种价态的钨原子数比。 (相对原子质量:W: 183.84 O: 16.00)
第2题 (4分) 磷的含氧酸及其盐是一类重要的化工产品,广泛用于食品、营养、肥料、阻燃、去油去污、防腐蚀、防锈、锅炉水处理等。 连二磷酸H4P2O6是一种四元酸,它的结构式为 ⑴ 。在0 C时,H4P2O6在空气中是稳定的,温度升高,部分转变成它的异构体,结构式为 ⑵ ;也有部分会发生歧化反应,生成另外两种各含2个磷原子的含氧酸,它们的结构式为 ⑶ 和 ⑷ 。H4P2O6在酸性介质中加热会分解成两种磷的含氧酸,化学方程式为 ⑸ 。 制备连二磷酸可从制备其钠盐出发。在5C把红磷加入到剧烈搅拌的NaOH(0.2 mol·L-1)和NaClO(1.5 mol·L-1)混合溶液中,反应得Na2H2P2O6,化学方程式为 ⑹ 。将纯化后的二钠盐溶于水,再通过 ⑺ ,即可获得纯的连二磷酸的水溶液,然后减压蒸发可得连二磷酸晶体。
第3题 (5分) 四氧化三锰主要用于电子工业,是生产软磁铁氧体的原料之一。
3-1. 四氧化三锰的制法有焙烧法和还原法两类。在还原法中,先将水锰矿(主要成分 MnOOH)焙烧成三氧化二锰,再于250~500℃用甲烷还原生成四氧化三锰。请写出上述二步反应的化学方程式。
3-2. 通常所说的四氧化三锰中,锰的价态实际上既有二价,也有三价和四价。在某研究工作中,要求得知四氧化三锰中不同价态锰的比值,采用的测定方法步骤如下: i 称取三份质量相同的试样。第一份以硫酸铵硫酸溶液选择性溶解试样中的二价锰, 过滤洗涤后,滤液用氨水中和并用氨氯化铵缓冲溶液调至pH 10,加入必要的试剂 和指示剂,用EDTA标准溶液(a1 mol·L1)滴定至终点,耗去b1 mL。 ii 第二份试样中,准确加入过量的草酸钠标准溶液(a2 mol·L1,b2 mL)和适量硫酸, 加热使试样全部溶解,立即用高锰酸钾标准溶液(a3 mol·L1)滴定剩余的还原剂至终 点,耗去b3 mL。 iii 第三份试样中,同样加入过量的草酸钠标准溶液和适量硫酸,加热使全部溶解。冷却 后用氨水中和并用氨氯化铵缓冲溶液调至pH 10,加入必要的试剂和指示剂,用 EDTA标准溶液滴定至终点,耗去b4 mL。
(1)写出步骤ii溶解试样时,不同价态锰的氧化物同草酸之间反应的化学方程 式;写出用高锰酸钾滴定剩余还原剂的化学方程式。 (2) 用a1、a2、a3、b1、b2、b3和b4写出试 样中二价、三价和四价锰含量(分别 用X、Y、Z表示)的计算式,单位用 mmol表示。
第4题 (8分) 轻质碳酸镁是广泛应用于橡胶、塑料、食品和医药工业的化工产品,它的生产以白云石(主要成分是碳酸镁钙)为原料。
4-1. 石灰石和卤水长期作用形成白云石,写出该反应的 离子方程式。 4-2. 右图是省略了部分原子或离子的白云石晶胞。 (1)写出图中标有1、2、3、4、5、6、7的原子或 离子的元素符号。 (2)在答题纸的图中补上与3、5原子或离子相邻的 其他原子或离子,再用连线表示它们与Mg的配位关系。
4-3. 白云石分解所得CaO和MgO,加水制成Mg(OH)2和Ca(OH)2的悬浮液,通入适量CO2(g),实现Ca2+、Mg2+的分离。 已知: Mg(OH)2 Ksp=5.61×1012 Ca(OH)2 Ksp=5.50×106 MgCO3 Ksp=6.82×106 CaCO3 Ksp=4.96×109 H2CO3 Ka1=4.30×107, Ka2=5.61×1011
计算下列反应的平衡常数K Mg (OH)2 + Ca(OH)2 + 3CO2 = Mg2+ + 2HCO3 + CaCO3 + H2O 4-4. 25oC,100 kPa CO2在水中溶解度为0.0343 mol·L1。将100 mol MgO和100 mol CaO加水制成1000 L悬浮液,通入CO2,使Mg2+浓度达到0.100 mol·L1,Ca2+浓度不超过104 mol·L1,且不生成MgCO3沉淀。通过计算说明如何控制CO2的压力(假设CO2在水中溶解符合亨利定律)。
4-5. Mg(HCO3)2溶液加热分解,得到产品轻质碳酸镁(实为碱式碳酸盐)。18.26 g轻质碳酸镁纯样品经高温分解完全后得8.06 g固体,放出3.36升(折合成标准状况)二氧化碳,通过推算,写出轻质碳酸镁的化学式(提示:轻质碳酸镁化学式所含的离子或分子数目为简单整数)。 (相对原子质量:Mg: 24.3 C: 12.0 O: 16.0 H : 1.01)
第5题 ( 7分) 酒石酸在立体化学中有特殊的意义。著名法国科学家Louis Pasteur曾通过研究酒石酸盐的晶体,发现了对映异构现象。在不对称合成中,手性酒石酸及其衍生物常被用作手性配体或用作制备手性配体的前体。
5-1.天然L-(+)-酒石酸的Fischer 投影式如右图所示。请在答题纸所给
出的结构图上用R或S标出L-(+)-酒石酸的手性碳构型,并用系统命名法命名。 5-2.在答题纸指定位置上画出L-(+)-酒石酸的非对映异构体的Fischer 投影式。该化合物 是否有旋光性?为什么? 5-3.法国化学家H. B. Kagan曾以天然酒石酸为起始原料合成了一种重要的手性双膦配体
COOHHOH
COOHHOH
L-(+)-酒石酸 DIOP,并用于烯烃的不对称均相催化氢化,获得很好的对映选择性。DIOP的合成路 线如下:
COOHCOOHHOHOCOOEtCOOEtHO
HOCOOEt
COOEtO
OabcH2O
OOOH
OH
O
OOTs
OTs
O
OPPh2
PPh2
Ts = 对甲苯磺酰基
d
DIOPe
请在答卷纸的指定位置写出上述反应过程中a, b, c, d和e所代表的每一步反应的试剂及必要的反应条件。 5-4.美国化学家K. B. Sharpless发现了在手性酒石酸二乙酯(DET) 和Ti(OPri)4的配合物催化下的烯丙醇类化合物的不对称环氧化反应,因而荣获2001年诺贝尔化学奖。该反应产物的立体化学受配体构型的控制,不同构型的DET使氧选择性地从双键平面上方或下方加成,如下图所示:
R1
R2OHR3[O][O]D-()-DET, Ti(OPri)4(CH3)3COOH, CH2Cl2, 20oCL-()-DET, Ti(OPri)4R1R2OH
R3
O
R1R
2
OHR3
O
氧从上方加成氧从下方加成(CH3)3COOH, CH2Cl2, 20oCR1, R2, R3 = H, 烷基 90% e.e.
该不对称环氧化反应曾被成功用于(+)-Disparlure(一种林木食叶害虫舞毒蛾性引诱剂)的合成上,合成路线如下:
OHACrO3 2NB
D-()-DET, Ti(OPri)4
(CH3)3COOH, CH2Cl2
20oC
Ph3PCH2, (Ph3P)3RhCl
C6H6, 25oC()-Disparlure
(C19H38O)
均相催化氢化反应D
请在答卷纸的指定位置画出化合物A、B、C、D和 (+)-Disparlure的立体结构。 第6题 (8分) 杂环化合物2-甲基四氢呋喃-3-酮(即目标产物I)是咖啡香气的主要成份之一,有多种合成方法。下面是一条由乙酰乙酸乙酯为起始原料的合成路线: