2005年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小时满分：100分）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．若用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？3．晶态时五氯化磷由[PCl4]＋[PCl6]－组成，试解释是什么因素起作用？第三题（5分）时钟反应或振荡反应提供了迷人课堂演示实验，也是一个活跃的研究领域。

测定含I－浓度很小的碘化物溶液时，利用振荡反应进行化学放大，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IO3—，将过量的溴除去②再加入过量的碘化钾，在酸性条件下，使IO3—完全转化成I2③将②中生成的碘完全萃取后，用肼将其还原成I－④将生成的I－萃取到水层后用①法处理⑤将④得到的溶液加入适量的KI溶液，并用硫酸酸化⑥将⑤反应后的溶液以淀粉作指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定1．步骤①中如何除去过量Br2；2．写出用肼还原I2的反应方程式；3．经过上述放大后，则溶液中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）取一铝制易拉罐，取其铝片，擦去其表面的氧化物，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 加入雪碧瓶，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：开始在铝片表面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”。

同时发现从铝片表面产生气泡，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。

反应一段时间后，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，并写出必要的反应方程式。

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xNa 2O ·28Al 2O 3·136SiO ·yH 2O 。

1．判断x 的值，说明理由。

2．已知该分子筛的密度为1.95g/cm 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）−→−+aB −→−+bC −→−+cD −−−−−→−+422/O S Na NaOH E1．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 的化学反应方程式。

5．第三步反应往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Y 呈绿色，质量为15.2g ，Y 是氧化物，O 元素的含量为31.6%；收集产生的气体，全部通入足量FeSO 4溶液中，得到4.8g 红褐色沉淀，同时还残留2.016L （标准状况）气体。

1．通过计算和讨论确定X 和Y 的化学式；2．写出分解反应方程式。

第八题（4分）在水中的饱和浓度为0.330g/L ，由于存在化学平衡：I 2（aq ）＋I －I 3－，所以在KI 溶液中I 2的溶解度大大增加，在0.1000mol/L KI 溶液中I 2的实际溶解度为12.500g/L ，其中大部分转化成I 3－，假设在所有I 2饱和溶液中I 2的浓度是一样的。

1．求上述平衡的平衡常数。

2．当加入水稀释I 2在KI 溶液中形成的饱和溶液时，对平衡有何影响？邻硝基苯甲醛是一种重要的精细有机化工中间体，可由邻硝基甲苯通过间接电氧化法制备。

合成流程如下：①取106g Ce2(CO3)3·5H2O，加入320mL水，搅拌下缓慢滴加600mL 70%甲磺酸溶液。

所得混合溶液全部注入电解槽，室温电解6h（I＝1.6A），得到Ce4＋的电解液。

②用电位滴定法，测量电解后的Ce4＋浓度。

③用电解所得到的甲基磺酸铈氧化邻硝基甲苯（易溶于甲磺酸）制备邻硝基苯甲醛。

④……1．写出合成邻硝基苯甲醛过程中的全部化学反应方程式和电极方程式；2．流程①中混合溶液应注入电解槽的极室，另一极应注入。

3．流程②用进行电位滴定测量电解后的Ce4＋浓度，写出反应方程式。

如果电解后测得该极室Ce4＋浓度为0.368mol/L，计算Ce3＋的转化率和电流效率。

4．步骤③中用邻硝基甲苯合成邻硝基苯甲醛中，邻硝基甲苯需大大过量才能保证反应的正常进行，为什么？5．将邻硝基苯甲醛从混合错误中分离出来需要多个操作步骤，请选择下面步骤中的若干个，并按先后排序：①萃取、②过滤、③(减压)蒸馏、④分馏、⑤冷却、⑥加热、⑦干燥、⑧柱色谱(分离)6．请简要完成步骤④，这是相对直接化学合成的最显著优点。

第十题（7分）常见有机物X具有光学活性，其水溶液呈酸性；X与Cu(OH)2反应，生成电中性配合物分子Y；Y是弱电解质，水溶液中能电离出H＋；Y分子中含有19.39%的Cu和29.31%的C。

通过计算和推理，确定X和Y的结构简式。

第十一题（12分）有机物A是迄今为止国际公认的最好的防腐剂，无色针状结晶体，水溶液呈酸性（K a＝1.73×10－5）。

A分子中所有碳原子均共平面。

A能发生臭氧化反应：①Zn还原得到等物质的量的3种产物；H2O2氧化得到物质的量为1︰2的2种产物。

A可由巴豆醛（2－丁烯醛）和乙烯酮为原料制备，得到中间产物β－内酯B，再经水解即得A，A和B互为同分异构体。

1．写出A的结构简式，并命名；2．计算0.1mol/L A的水溶液的pH；3．写出A的臭氧化水解产物；4．写出制备A的2步反应方程式；5．A也可由巴豆醛和丙二酸通过2步反应制备，写出转化方程式；6．A也可由丁二烯、乙酸在醋酐、Mn3＋存在下于140℃反应制备。

（1）Mn3＋的作用是什么？（2）该方法相对于题干方法的最大优势是什么？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Mn2＋和Fe3＋原子比为1∶2，称取MnSO4·H2O及FeCl3·6H2O并溶于蒸馏水配制混合溶液，其后加入3mol/L的NaOH在搅拌的条件下于三口瓶中进行水浴加热反应，并调溶液的pH值约为11。

当逐渐升温到某一温度（55℃～95℃）时，再进行恒温反应一段时间（0.5h～2h），然后自然冷却至室温，经洗涤、抽滤、干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、干燥和研磨，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？有何改进意见？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0.6180g。

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，加入过硫酸铵0.4g，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，加入适量氨水－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剂，用0.005mol/L EDTA标准溶液滴定，消耗42.58mL。

②移取混合标准溶液100mL于烧杯中，加入适量抗坏血酸和酒石酸（可与Ca2＋、Mg2＋等离子配合），对硝基酚1滴，再用盐酸中和至无色，加适量氟化铵和乙酸－乙酸铵缓冲溶液，二甲酚橙3滴，用0.005mol/L EDTA标准溶液滴定，消耗31.86mL。

③移取混合标准溶液100mL于锥形瓶中，加适量三乙醇胺、氨水和适量络黑T指示剂，用0.005mol/L EDTA标准溶液滴定，消耗91.73mL。

1．试样处理中加入过量氨水、过硫酸铵、盐酸的目的分别是什么？2．滴定中加入三乙醇胺的目的是什么？加入的哪些物质也是为此目的？3．计算1.0000g试样中锌、钙、镁的百分含量。

命题：胡波2005年7月于浙江慈溪中学中学综合学科网版权所有，任何网站不得转载参考答案（0553）第一题（5分）1．铯铷光电（各1分）2．微波频率（1分）制造原子钟，准确的测量时间（几十亿分之一秒）（1分）第二题（5分）1．sp3d（1分）2．按VSEPR方法判断bp-bp间的推斥力时，三重轴上P－Cl中的bp同时受到夹角为90°的赤道上的3个bp推斥，而赤道上只受到2个bp推斥，轴上的P－Cl键应长于赤道上的P－Cl键（2分）。

此判断符合实验测定值。

轴上P－Cl键长214pm长于赤道上的P－Cl键长202pm。

3．从晶体中离子的堆积考虑，由四面体形的PCl4＋与八面体形的PCl6－堆积，可看作Cl－作密堆积而P5＋填入四面体空隙和八面体空隙之中，有利于得到密堆积的结构。

所以由于堆积密度因素使P原子改变成键的方式：PCl4＋之中P原子使原子按sp3杂化轨道，PCl=6－中P原子按sp3d2杂化轨道成键。

（1分）第三题（5分）1．微热使其挥发（1分）2．H2N－NH2＋2I2→4I－＋N2↑＋4H＋（1分）3．36（3分）第四题（6分）1．溶液的蓝色逐渐褪去，并有蓝色絮状沉淀生成（1分）2．①产生紫红色物质是Al与CuSO4发生了置换反应：2Al＋3Cu2＋＝2Al3＋＋3Cu（1分）②CuSO4的水解：Cu2＋＋2H2O Cu(OH)2＋2H＋使该溶液呈酸性，与较活泼的金属铝发生反应：2Al＋6H＋2Al3＋＋3H2↑随H＋的消耗。