中国化学会第23届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题07-答案.pdf

2009 年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题答案年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题答案 题号 1 2 345678总计满分 4 15 71411111919100 得分 4 分 第一题 据说 Cf（原子序数为 98）是最贵的金属，它是 1950 年制得的人造元素，当时人们使用 A 粒子轰击发现了它，同时得到了一个中子。写出 A 的符号和核反应方程 Cm?式。He?（2 分） He ?Cm?Cf ?n? (2 分) 5 分 第二题 水泥是一种重要的建筑材料， 最常见的是硅酸盐水泥。 它的主要成分为 SiO2、Cl 溶解沉淀后，为何再次加氨水沉淀，而不是直接定容？ 洗净，再次沉淀.00mL 待测液 B，加 10 滴 10%磺基水杨酸，用 1+1 氨水和高或者过低会有什么影响？ 应过大，指示剂也不能很好地起作用 3+可以采用置换滴定法，步骤如下：在滴定 Fe3+离子后的溶液中，加入 10.00mL ?1Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO。定量分析后四种金属离子的常用方法是 EDTA 滴定法。试样可以先用 HCl 分解，过滤除去 SiO2后加氨水沉淀 Fe3+、Al3+以便与 Ca2+、Mg2+分离，方便测定。再次过滤后用 HCl 溶解沉淀，再加氨水沉淀过滤，合并两次的滤液和洗涤液，定量转移至 250mL 容量瓶， 定容， 记为溶液 A。 将沉淀再用 HCl 溶解， 定量转移至 100mL 容量瓶，记为溶液 B。 1.在第一次用 HFe(OH)3和 Al(OH)3均为无定形沉淀，对溶液中离子吸附、包裹严重，难以可以有效减小损失。 （2 分） 2.测定 Fe3+的步骤如下：移取 251+1 HCl 溶液调节至溶液呈紫红色（pH=2） ，加热至 60-70，用 EDTA 标准溶液滴至紫红色变成淡黄色或无色。 为什么要调节 pH=2？过使 Fe3+能被准确滴定。 （或其他合理答案） （1 分） pH 过高，Fe3+和 Al3+都会水解。pH 过低时 EDTA 酸效（2 分） 3.测定 Al0.02032molL-1 EDTA 标准溶液，2 滴二甲酚橙，调至 pH=4.2，煮沸约 3min，冷却后调节 pH约为5.5， 补加2滴二甲酚橙， 用0.01928molL-1 Zn2+标准溶液滴至亮黄变为紫红， 消耗5.52mL。再加入 10mL 20% NH4F，加热至微沸，流水冷却，再补加 2 滴二甲酚橙，调至溶液呈亮黄1色。再用上述 Zn2+标准溶液滴至亮黄变为紫红，消耗 4.34mL。 （1）写出滴定过程中的反应方程式。 Al3+H2Y2-=AlY-+2H+ Zn2+ H2Y2-=ZnY2-+2H+ 2Y2- Al3+的浓度。 结果 1 分） 出结论？与上述计算结果是否相同？为） 不同（1 分） 这样可能受到其他离子的干扰，因而结果偏高。 （2 分） 为氨里在实验室采用 600、 200 个大气压和用金属铁作催化剂的条件下，人工以上的氨被用作各种肥料。 H3更好？试解释原因。 接氧化放热，更节省能源。 （1 分） Al 的数量是相同的。 AlY-+6F-+2H+=AlF63-+H（每个 1 分 共 3 分） （2）计算待测液 B 中3.3510-3molL-1 （公式正确 2 分，（3）第一次使用 Zn2+标准溶液滴定之后是否可以得什么？ 是（1 分7 分 第三题 200 年前，威廉亨利分析了氨的成分，推翻了当时戴维的错误见解，认含有氧元素。 100 年前，哈伯固氮成功，平衡后氨的浓度达到 6%，首次取得突破。 今天，按物质的量计算，氨是工业生产最多的化合物，80%氨的另一个重要用途是合成 HCN， 常用的有两种方法。 Andrussow 法是在氧气存在下用 N和一种烃 A 按物质的量 1:1 反应，得到 HCN 和水。Degussa 法是在无氧的条件下用相同的物质反应。两种方法都需要铂催化剂，且都在 1200左右反应。 （1）写出 A 的化学式和 Andrussow 法的反应方程式： CH4（2 分） 2CH4+2NH3+3O2=2HCN+6H2O （2 分） （2）写出 Degussa 法的反应方程式： CH4+NH3=HCN+3H2 （2 分） （3）从能源角度来看，哪种方法Andrussow 法更好，相当于 Degussa 法中将生成的 H2直14 分 第四题 -Al2O3俗称刚玉，是红宝石和蓝宝石的主要成分。因具有耐磨，耐热，导热性好，硬度大，绝缘性好等特性，在工业中应用也很广泛。 在 -Al2O3中，O 作六方最密堆积，Al 填充八面体空隙，各层（1）画出一层中 Al 的排列情况示意图，圈出二维晶胞。 2 或或（画图 3 分 圈出晶胞 2 分） （2）在晶体中最多有几种这样的层？若不同的层依次有序排列，则层的重复单元中有多少层 Al？以 A、B、C表示不同的 O 层，a、b、c表示不同的 Al 层，写出层的堆积方式。 3 种（1 分） 6 层（1 分） AaBbAcBaAbBc（3 分） （3） 若 Al2O3的晶胞参数为 a=476.3pm， c=1300.3pm， =3.97gcm-3， 求每个晶胞中的 “Al2O3”数量。 n=2.99 3 个（计算 2 分，结论 1 分） （4）若 Al 将所有八面体空隙填满，将是哪种晶体结构类型？ NiAs 型 （1 分） 11 分 第五题 以苯和不超过三个碳原子的化合物合成， 请使用高产率的反应，不得超过 10 步。 （每个中间物质和反应条件各 1 分，共 11 分） 11 分 第六题 VA 包括 VA1和 VA2， 在视觉的光化学过程中起重要作用。 存在于鱼肝中。 VA1的合成路线如下： 3 （1）写出 A，B，C，D 的结构简式。 A：CH3I B： C： D： （每个 2 分，共 8 分） （2）前两步反应分别属于哪种类型？ 取代 加成（各 1 分） （3）产物共有几种顺反异构体？ 16 种（1 分） 19 分 第七题 A 是一种对人体有害的元素， A 的单质与 O2反应得到 B， B 为 NaCl 型结构，与(NH4)2S 共热得到 C，C 相对于 B 增重 12.52% （1）写出 A，B，C 的化学式和 B-C 的反应方程式。 A：Cd B：CdO C：CdS CdO+ (NH4)2S=CdS+2NH3+H2O （每个化学式 1 分，化学方程式 2 分，共 5 分） （2）举出 A 的一种常见用途。 4制造电池（1 分） C 与 SOCl2共热，得到等物质的量的 D，E，F。其中 E 仅含两种元素，F 是一种氧化物。C与 E 反应也能得到 D，同时生成另一种单质 G。 （3）写出 D，E，F，G 的化学式和两个反应的方程式。 D：CdCl2 E：S2Cl2 F：SO2 G：S CdS+2SOCl2= CdCl2+ S2Cl2+ SO2 CdS+ S2Cl2= CdCl2+3S （每个化学式 1 分，化学方程式 2 分，共 8 分） （4）画出 E 的结构式，推测它是否有极性，指出原因。 有极性，结构与 H2O2类似，应该有一个二面角。 （结构式 2 分，判断 1 分，原因 2 分） 第八题 乙酸是醋的重要成分，也是一种工业原料。醋中的乙酸是通过细菌发酵制得的。有氧发酵的原料是乙醇的溶液。 （1）根据下列数据，写出热化学反应方程式，计算标准状态下的反应平衡常数。 CH3CH2OH(l)CH3COOH(l)H2O(l)O2(g) ?（kJ mol?） -277.7 -483.5 -285.8 0 ?（J mol? K?） 160.7 158.0 70.0 205.2 CH3CH2OH(l)+O2(g)=CH3COOH(l)+H2O(l) ? ?491.6 kJ mol?（2 分） 么正极和负极的物质分别是什么？理论电压为多O2，负极是 CH3CH2OH（各 1 分） ，下面是某工厂生产过程示意图： ?K=6.441086 （过程 2 分，结果 1 分） （2）有人提出利用将该反应制作电池，那少？ 正极是1.18V（计算过程 2 分，结果 1 分） 工业用乙酸可用 Monsanto 合成法生产5 （3）写出总反应方程式，指出反应原料。 CH3OH+CO=CH3COOH （2 分） 原料是 CH3OH 和 CO （各 1 分） （4）画出 2 的所有异构体。 （每个 1 分） （5）你认为此法有什么优点和缺点？简单叙述。 优点：符合绿色化学标准，无副产物。工艺简单快捷。 缺点：催化剂昂贵，易中毒。 （优缺点各 1 分，合理即可） 6