全国化学竞赛初赛模拟试卷(53)

全国化学竞赛初赛模拟试卷(53)

2005 年全国化学竞赛初赛模拟试卷〔 53〕

〔时间： 3 小时 总分值： 100 分〕

题 号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

满 分 5 5 5 6 5 10 10 4 13 7 12 8 10

H 相 对原 子质 量 He

Li Be B C N O F Ne

正在校对中

Na Mg Al Si P S Cl Ar

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe

[98]

Cs Ba La－ Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210] [210] [222]

Fr Ra Ac － Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds

[223] [226] La

第一题〔 5 分〕

1．被誉为长眼睛的金属，用于制造光电管、光电池材料的金属是 和 。因为

它们具有优异的 性能。

2．它们的另一重要性质是所产生的辐射频率具有长时间的稳定性，可作为 标准，

实际用途是 。

第二题〔 5 分〕

PCl5 分子为三方双锥形结构。 1．指出分子中 P 原子所用的杂化轨道； 2．假设用 VSEPR 方法判断 P－ Cl 键的键长， 是三重轴上键长较赤道上长还是短？为什么？＋ －

第三题〔 5 分〕

时钟反响或振荡反响提供了迷人课堂演示实验， 也是一个活泼的研究领域。 测定含 I －浓度

很小的碘化物溶液时，利用振荡反响进行化学放大，以求出原溶液中 I－ 的浓度。主要步骤是

①在中性溶液中，用溴将试样中 I－ 氧化成 IO 3 —，将过量的溴除去

②再参加过量的碘化钾，在酸性条件下，使 IO 3 —完全转化成 I2

③将②中生成的碘完全萃取后，用肼将其复原成 I －

④将生成的 I－ 萃取到水层后用①法处理

⑤将④得到的溶液参加适量的 KI 溶液，并用硫酸酸化

⑥将⑤反响后的溶液以淀粉作指示剂，用 Na2 S2 O3 标准溶液滴定

1 ．步骤①中如何除去过量Br 2；

2 ．写出用肼复原 I 2 的反响方程式；

3 ．经过上述放大后，那么溶液中 I － 浓度放大为原溶液中 I－浓度的 倍〔设放大前后溶 液体积相等〕 全国化学竞赛初赛模拟试卷(53)

第四题〔 6 分〕

取一铝制易拉罐， 取其铝片， 擦去其外表的氧化物， 之后将铝片剪成

树状，并塞入事先洗净的雪碧塑料瓶中。取胆矾约 25～ 30g 参加雪碧瓶，

之后注水，以没过树状铝片为宜，再拧紧瓶塞。装置如右图。 实验现象： 开始在铝片外表覆盖一层紫红色物质， 之后该物质越来越

多，最后成绒毛状，形成美丽的“铜树〞 。同时发现从铝片外表产生气泡，

而且产生的气体的速率越来越快。将该瓶靠近耳边，会听到“滋滋〞作响，并有热感。反响一段时间后，点一根火柴，在火焰附近拧松瓶盖，会听到“嘭〞的一声爆鸣。

1．在看到产生气体的过程中，还可观察到什么实验现象？ 2．请对上述实验做出合理的解释，并写出必要的反响方程式。

第五题〔 5 分〕

Y 型分子筛属于立方晶系， 晶胞参数为 a＝2460pm，晶胞组成为 xNa2 O·28Al 2O3·136SiO·yH 2O。

1．判断 x 的值，说明理由。

2．该分子筛的密度为 3，求晶胞中结晶水的数目。

第六题〔 10 分〕

3， 4－二氨基苯乙酸〔 E〕是重要的药物中间体，其合成路线如下：

A 〔对氨基苯乙酸〕 a B b C c D NaOH / Na 2S2O 4 E

1．写出中间产物 B 、 C、 D 各物质的结构简式；

2．写出添加物质 a、 b、 c 的化学式； 3．系统命名法命名 C；

4．写出 A →B 、D→ E 的化学反响方程式。

5．第三步反响往 B 中需慢慢滴加 b，为什么？

最后一步产品在 pH ＝ 5 时最易析出，为什么？

第七题〔 10 分〕

称取 25.2g 某晶体 X ，加热使其完全分解。残留固体

物， O 元素的含量为 31.6% ；收集产生的气体，全部通入足量

沉淀，同时还残留 2.016L 〔标准状况〕气体。 Y 呈绿色，质量为 15.2g ， Y 是氧化

FeSO4 溶液中，得到 4.8g 红褐色

1．通过计算和讨论确定 X 和 Y 的化学式；

2．写出分解反响方程式。

第八题〔 4 分〕

液中

在水中的饱和浓度为 ，由于存在化学平衡：

I 2 的溶解度大大增加，在 0.1000mol/L KI 溶液中

I2 〔 aq〕＋ I－

I2 的实际溶解度为

I3－ ，所以在 KI 溶

，其中大部 分转化成 I 3

－，假设在所有 I 2 饱和溶液中 I2 的浓度是一样的。

1．求上述平衡的平衡常数。

2．当参加水稀释 I 2 在 KI

溶液中形成的饱和溶液时，对平衡有何影响？ 全国化学竞赛初赛模拟试卷(53)

第九题〔 13 分〕

硝基苯甲 是一种重要的精 有机化工中 体，可由 硝基甲苯通 接 氧化法制 。合成流程如下：

①取 106g Ce2(CO 3 )3· 5H2O，参加 320mL 水， 拌下 慢滴加 600mL 70% 甲磺酸溶液。

所得混合溶液全部注入 解槽，室温 解 6h〔 I＝ 1.6A 〕，得到 Ce4＋ 的 解液。

②用 位滴定法， 量 解后的Ce4＋ 度。

③用 解所得到的甲基磺酸 氧化 硝基甲苯〔易溶于甲磺酸〕制 硝基苯甲 。

④⋯⋯

1．写出合成 硝基苯甲 程中的全部化学反 方程式和 极方程式；

2．流程①中混合溶液 注入 解槽的 极室，另一极 注入 。

3．流程②用 行 位滴定 量 解后的Ce4 ＋ 度，写出反 方程式 。如

果 解后 得 极室 Ce4＋ 度 ， 算 Ce3 ＋的 化率和 流效率。

4．步 ③中用 硝基甲苯合成 硝基苯甲 中， 硝基甲苯需大大 量才能保 反 的正常 行， 什么？

5．将 硝基苯甲 从混合 中别离出来需要多个操作步 ， 下面步 中的假设干个，并按先后排序： ①萃取、② 、③ (减 ) 蒸 、④分 、⑤冷却、⑥加 、⑦枯燥、⑧柱色 (别离 ) 6． 要完成步 ④， 是相 直接化学合成的最 著 点。

第十题〔 7 分〕

常 有机物 X 具有光学活性， 其水溶液呈酸性； X 与 Cu(OH) 2 反 ， 生成 中性配合物分 ＋

通 算和推理，确定 X 和 Y 的 构 式。

第十一 题〔 12 分〕

有机物 A 是迄今 止国 公 的最好的防腐 ， 无色 状 晶体， 水溶液呈酸性 〔 K a＝

× 10 －5 〕。 A 分子中所有碳原子均共平面。 A 能 生臭氧化反 ：① Zn 原得到等物 的量的

3 种 物； H 2O2 氧化得到物 的量 1︰ 2 的 2 种 物。 A 可由巴豆 〔 2－丁 〕和乙

原料制 ，得到中 物 β－内 B ，再 水解即得 A ， A 和 B 互 同分异构体。

1．写出 A 的 构 式，并命名；

2． 算 的水溶液的 pH；

3．写出 A 的臭氧化水解 物；

4．写出制 A 的 2 步反 方程式；

5． A 也可由巴豆 和丙二酸通 2 步反 制 ，写出 化方程式；

6． A 也可由丁二 、乙酸在醋 、 Mn 3 ＋ 存在下于 140℃反 制 。

（ 1〕 Mn 3＋ 的作用是什么？ （ 2〕 方法相 于 干方法的最大 是什么？ 全国化学竞赛初赛模拟试卷(53)

第十二 题〔 8 分〕

纳米材料由纳米粒子构成，在吸附、催化、光、电和磁等方面得到了广泛应用，其制备方

法引起人们的高度重视。 具有磁特性的纳米 X 材料，尤其是粒径小于其超顺磁性临界尺寸的纳

米晶体 〔用于制备磁流体〕制备的研究引起人们广泛的关注。 对于 X 的制备可用低温共沉淀法

和高温法等。

①低温共沉淀法：按 Mn 2 ＋ 3＋

原子比为 1∶ 2，称取 MnSO 4·H 2O 及 FeCl 3·6H 2O 并溶 和 Fe

于蒸馏水配制混合溶液，其后参加 3mol/L 的 NaOH 在搅拌的条件下于三口瓶中进行水浴加热

反响，并调溶液的 pH 值约为 11。当逐渐升温到某一温度〔 55 ℃～ 95 ℃〕时，再进行恒温反响

一段时间〔 0.5h ～ 2h〕，然后自然冷却至室温，经洗涤、抽滤、枯燥和研磨即制得样品。

②高温法： 原料与低温共沉淀法相同， 先在室温下制得样品的前驱体 〔 Mn(OH) 2 及 Fe(OH) 3

的混合物〕，其后洗涤、抽滤、枯燥和研磨，于 1000 ℃下在马弗炉中灼烧 2h，即制得样品。

1．写出 X 的化学式，并命名； 2．写出方法①中制备 X 的化学方程式；

3．上述方法中都涉及到洗涤，洗涤的目的是什么？如何检验洗涤完成？

4．方法②制得的 X 不如方法①的纯度高，为什么？有何改良意见？

第十三 题〔 10 分〕

高炉炼铁时，原料中的一些物质因氧化、挥发而形成粉尘，这些粉尘随高炉煤气经除尘形

成除尘灰，其主要成分为碳、铁 (Ⅲ )、硅、锌、钙、镁、锰 (Ⅱ )和铝的氧化物。下面是测定其中锌、钙、镁含量的实验方案：

称取除尘灰试样 1.0000g 放入恒重瓷船中，升温至 815℃，灼烧至恒重，得灰分 。

称取灰分试样 0.2500g 和助熔剂 4g 于 1000℃高温马弗炉中熔融 15min ，取出稍冷， 放入预先盛

有稀盐酸 120mL 的烧杯中，加热浸取熔融物。再加 氨水 调 pH 为 7～ 8，再过量 30mL ，参加 过

硫酸铵 ，煮沸，趁热以中速滤纸过滤于 500mL 容量瓶中，以含氨性氯化铵的热水洗烧杯

及沉淀 3 次；将滤纸上的沉淀用热水冲洗于原烧杯中，再用适量热 盐酸 约洗涤滤纸至无黄色，

煮沸再以氨水调 pH 为 7～ 8，参加适量氨水－氯化铵缓冲溶液，趁热过滤，用热水洗烧杯及沉

淀 3 次，弃去沉淀。两次滤液合并，冷却后用水稀释至刻度，摇匀。

①移取混合标准溶液 100mL 于锥形瓶中，加适量三乙醇胺、氢氧化钠溶液和适量钙指示