2006年福建省高中学生化学竞赛(预赛)试题及答案.doc

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1、2006年福建省高中学生化学竞赛（预赛）试题及答案（2006年05月28日8:00-11:00共计3小时）一、 10 分 (1)于酸性溶液中混合等物质的量的KBrO3和KI，生成哪些氧化还原产物，它们的物质量的比是多少？(2)用漂白粉漂白物料时，常采用以下步骤： 将物料浸入漂白粉溶液，然后暴露在空气中；将物料浸在稀盐酸中； 将物料浸在大苏打溶液中，最后取出放在空气中干燥；试说明每一步处理的作用，并写出有关的反应方程式。 答：（1） 6KBrO3 + 5KI + 3H2SO4 = 3Br2 + 5KIO3 + 3K2SO4 + 3H2O 6 mol 5 mol 3 mol 5 mol所余1 mo

2、l KI将和(1/5) mol KIO3作用生成(3/5) mol I2 (2分) KIO3 + 5KI + 3H2SO4 = 3I2 + 3K2SO4 + 3H2O 1/5 mol 1 mol 3/5 mol生成Br2、I2、KIO3，其物质的量比为3 : 3/5 : 24/5。 (2分)（2）吸收CO2释放出HClO而进行漂白：ClO- + CO2 + H2O = HClO + (2分)除掉Ca(OH)2和钙盐： Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O (2分)除漂白过程中放出的Cl2： 4Cl2 + + 5H2O = 2 + 8Cl- + 10H+ (2分)二、（8分

3、）设计以银币（约含50Cu）为原料制备硝酸银和胆矾的简单步骤并写出有关的化学反应方程式 。 答：第一步，将银币溶于HNO3并蒸发结晶，得AgNO3和Cu(NO3)2混合晶体： 3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO+ 2H2O 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O （共3分，叙述1分，方程式各1分）第二步，将混合晶体在200 300加热分解，AgNO3不分解，而Cu(NO3)2分解成CuO，再用水浸取分解产物，过滤。前者进入溶液，后者作为沉淀滤出，将它溶于H2SO4后蒸发结晶得胆矾：200300 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2+ O

4、2CuO + H2SO4 + 4H2O = CuSO45H2O(胆矾) （共4分，叙述2分，方程式各1分） 第三步，将上步滤液蒸发结晶，得AgNO3产品。 （1分）三、（12分）氮、磷、铋都是VA族元素，它们都可以形成氯化物，例如：NCl3、PCl3、PCl5和BiCl3。试问： (1) 为什么不存在NCl5及BiCl5而有PCl5？(2) 请写出NCl3、PCl3、BiCl3水解反应反应方程式。（3）热电材料Bi2Te(3-x) 的性质在x由正值变负值时会发生急剧的变化，欲使x由 +0.01变到 -0.01，应在5.000 g Bi2Te(3-x) 中加碲多少克？(相对原子质量： Bi 20

5、9， Te 127.6) 答：（1）氮为第二周期元素，只有2s、2p轨道，最大配位数为4。故只能形成NCl3不可能有NCl5。 （2分）磷为第三周期元素，有3s、3p、3d轨道，既可以sp3杂化轨道成键，也可以以sp3d杂化轨道成键，最大配位数为6。故除可以形成PCl3外，还可以形成PCl5。（2分） 铋为第六周期元素，由于存在6s2惰性电子对效应，Bi(V)有强氧化性，Cl又有还原性，所以BiCl5不会形成。 （2分） （2） NCl3 + 3H2O = NH3 + 3HClO （1分） PCl3 + H2O = P(OH)3+ 3HCl （1分）BiCl3 + H2O = BiOCl +

6、2HCl （1分）（3）设需加入 y g Te （3分） y = 0.016 若以5.00代入算出这个结果也给满分。四、（ 10分）水中Ca2+、Mg2+能形成“水垢”使水质变得不适于家庭和工业使用，回答下列问题： （1）石灰-苏打法被用来大规模软化生活用水，写出配平的离子反应方程式。（2）另一种软化硬水的方法是离子交换法， 交换过程是在装有离子交换树脂的交换柱或交换床中完成的。A. 用方程式表示离子交换过程B. 如何对树脂进行再生？C. 离子交换水可作为饮用水吗？为什么？ （3）工业上常用格氏盐(某种磷酸盐)作为锅炉用水的软化剂，为什么？画出格氏盐的结构示意图以及格氏盐及钙离子结合后形成化合

7、物的结构示意图。答：（1） Ca2+(aq) + CO32-(aq) CaCO3(s) （1分） Mg2+(aq) + 2 OH-(aq) Mg(OH)2 (s) （1分） （2）2 Na(RCOO)(s) + Ca2+(aq) Ca(RCOO)2(s) + 2 Na+(aq) （1分）A. 再生处理使用浓度较高的NaCl水溶液按逆反应方向进行置换。 （1分，如果没写“高浓度”扣0.5分）离子交换法软化硬水虽然解决了Ca2+、Mg2+等离子带来的问题, 但却不是理想的饮用水。 （1分）由于水中Na+离子浓度升高, 因而特别不适于患高血压病的人群饮用。（1分）（3） 格氏盐能同Ca2、Mg2等离

8、子配位生成可溶性配合物，（1分）阻止水垢形成机理是晶体表面被吸附的多阴离子遮盖，使晶体生长变得缓慢，晶体严重变形，而难以聚结成为水垢，因此它可作为锅炉用水的软化剂。 （1分）结构示意图：（各1分）五、（10分）含有SO3的发烟硫酸试样1.400g溶于水后用0.8050 mol/L NaOH溶液滴定时消耗36.10 ml。假设试样中不含其它杂质，己知M（SO3）=80.06 M（H2SO4）=98.08，求试样中SO3和H2SO4的百分含量(要求正确保留最后结果的有效数字位数)。解：确定NaOH作为基本单元 （1分）则SO3和H2SO4的基本单元为1/2 SO3 （1分） 和1/2 H2SO4

9、（1分） （1分） （2分）解得 （2分） （2分）备注：结果的有效数字分别为二位和三位,每错一个扣1分。其他合理解法答案正确照样给分。六、（10分）一种作为接触法制备硫酸的催化剂A，在它的催化作用下，二氧化硫被氧化为三氧化硫。1. 写出这种催化剂A的化学式。2. A溶于盐酸得到一种化合物B、氯气和水，写出该反应的化学反应式和B的化学式。3. B在水溶液中是形成一种正二价的六配位的络离子C，写出该络离子C的结构式。4. B及乙酰丙酮（2，4-戊二酮）反应可得到兰色的五配位络合物D，写出该络合物D的结构式。解：1. V2O5 （2分）2. V2O5+6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3

10、H2O （2分） VOCl2 （1分）3.（2分） 4. 最中间写CH2扣1分（3分）七、（10分） 具有高能量密度的锂二次电池，有可能成为空间卫星等领域的动力源。最近有人采用化学交联法由二氯环磷氮烯聚合物(NPCl2)3和三硫化二钠作用合成出新型无机材料三硫代环磷氮烯聚合物(NPS3)3n作为锂二次电池正极材料，以提高其能量密度和良好的循环性能。1. 由白磷和氯气反应生成一种磷的氯化物X，写出该反应的反应式和X的化学结构式。2. 由X和氯化铵反应得到(NPCl2)n ，写出该反应的反应式并写出(NPCl2)3的化学结构式。3. 说明(NPCl2)3分子中磷氮间化学健的特性。4. 若(NPCl

11、2)n聚合物中的n=4，那么它能构成几种骨架为（P4N4）环状聚合物的构型。解：1. P4（白磷）+ 10 Cl2 = 4PCl5 （2分） （1分） （2分）2. n PCl5 + nNH4Cl = （NPCl2）n + 4n HCl （1分） 3. P的d轨道及 N的p轨道作用形成d-p 键 （1分）4. 三种：非平面型、反型、顺型。答非平面型、椅型、船型也给 （3分） 只答“三种”，给1分；若画出三种化学结构式也给3分。八（10分）某同学取20ml水放入园底烧瓶中，小心加入29ml浓硫酸，冷至室温后，依次加入15克1丁醇及25克研细的溴化钠。充分振摇后，加入几粒沸石，装上回流装置，通过加

12、热回流合成1溴丁烷。(该题的反应式不要求配平)（1）请根据上述投料情况，写出合成1溴丁烷的主要反应式。（2）写出此合成反应可能发生的副反应的反应式。（3）合成后蒸馏出油状的1溴丁烷粗产品略带有红色是因为在反应中产生微量的溴所致，写出生成溴的反应式。该同学继而加入NaHSO3消除红色，写出其反应式。解：九、（10分）化合物A（C7H12），在酸性高锰酸钾溶液中加热回流，反应液中只有环己酮一种有机物，A及氯化氢反应得化合物B，B及乙醇钠乙醇溶液共热生成化合物C，C能使溴的四氯化碳溶液褪色并生成化合物D，再将D及乙醇钠乙醇溶液共热则得到化合物E，E及高锰酸钾溶液加热回流得丁二酸和丙酮酸。化合物C若经

13、臭氧解（O3氧化，然后用H2O/Zn处理）则生成6氧代庚醛。（1）写出化合物AE的结构式（不考虑化合物的立体异构）。（2）用系统命名法命名化合物B，C，D，E（3）上述化合物中哪个可以由乙烯和2甲基1,3丁二烯经一步反应而制得？请用反应式表示。（4）如何将6氧代庚醛转化为1,6庚二醇？请用反应式表示。解：（1）本小题5分，每个结构式1分（2）本小题2分，每个命名0.5分，符号或文字有任何一处错误者不给分。B：1甲基1氯环己烷 写成 1氯1甲基环己烷 不给分C：1甲基环己烯 或 1甲基1环己烯D：1甲基1,2二溴环己烷 写成 1,2二溴1甲基环己烷 不给分E：2甲基1,3环己二烯（3）（本小题1

14、分） 化合物C可由乙烯和2甲基1,3丁二烯经一步反应而制得：（4）本小题2分十（10分）以苯和丙酰氯为原料制备1(4溴苯基)丙烯的反应式如下：（1）请在(a) (f)中填入所得产物的结构或所需的试剂及必要的反应条件；（2）以苯、不超过4个碳原子的任何有机物及必要的无机试剂为原料合成2丁基1硝基4氯苯。解：（1）本小题6分，（a）(f) 每个1分(2) 本小题4分十一（10分）有机合成是以有机反应为工具，通过设计合理的合成路线，从较简单的化合物或单质经化学反应合成有机物的过程。有机合成一般包括分子骨架的形成和官能团的引入、转换及保护等方法。保护羟基官能团常用2,3-二氢吡喃，该化合物及醇在氯化氢

15、或浓硫酸催化下形成缩醛，脱除这个保护基通常只要简单的酸性水解(如下图所示)：一个目标化合物通常可经由多条合成路线合成，下面所列的是两条合成5甲基1,5己二醇的路线：路线一：路线二：（1）请写出上述合成路线中(a)(m)各步骤所需的试剂；（2）在上述合成“路线一”中，哪些步骤属于分子骨架的形成？哪些属于官能团转换？哪些属于官能团保护、脱保护？解：（1）本小题6.5分，每个0.5分，(n), (o), (p)不要求作答，如作答不论对错不加分也不扣分。 （2）本小题3.5分分子骨架的形成：(b), (f) 每个1分，共2分官能团转换：(h) 0.5分官能团保护：(d) 0.5分脱保护： (g) 0.5分第 5 页