2008年全国高中化学竞赛初赛备用试题

2008年第22届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）备用试卷2008年10月19日9:00-12:00题号12345678910总分满分81111101212861012100得分评卷人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。1.008ZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLaLu-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]HeNeArKrXeRn相对原子质量RfDbSgBhHsMt第1题（8分）X是碘一氧系中研究得最多的稳定化合物，白色粉状固体，分解温度573K，相对分子质量334。在343K时能将一氧化碳定量地转变为CO2，这一性质被用于合成氨厂中测定合成气中CO的含量。1—1写出X的化学式及其热分解反应方程式I2O52I2O52I2+5O2(1分）（1分）1—2写出X与CO反应的化学方程式，并简述X能用于测定合成气中CO含量的理由。I2O5+5CO5CO2+I2(1分)因该反应完全定量进行,用碘量法以Na2S2O3滴定反应释出的I2,即可定量测定合成气中CO含量.(1分)1—3画出X的分子结构示意图IOIOOOO(2分)1—4X的水溶液中添加盐酸并将逸出的气体通入氯仿中得化合物Y，Y是制造一种灭火器的原料，写出上述两步反应的化学方程式。姓名学校赛场报名号赛区省市自治区2HIO3+10HCl=I2+5Cl2+6H2O或HIO3+5HCl=ICl3+Cl2+3H2(1分)Cl2+CHCl3=HCl+CCl4或Cl2+2CHCl3=2CCl4+H2(1分)O第2题（11分）钯是一种重要的贵金属，自然界中常以伴生矿和二次形态存在，提取、分离、提纯和回收工作显得很为重要，溶剂萃取法易实现工业化作业，萃取剂容易回收利用。回收钯的中间物常以PdCl42-形态存在于溶液中，利用某些含硫萃取剂可以有效地将钯与其它贵，贱金属分离，如二丁基硫醚（以A表示）的煤油溶液对钯（Ⅱ）的萃取率＞99.9%,而此时钯和铂的分离系数达到1578,与铜、铁和镍等的分离系数均高于7500，可有效地将贱金属分离。图1是在固定酸度、钯浓度、A浓度和相比的条件下lgD~lg[Cl-]的关系，图2是在固定酸度、钯浓度、Cl-浓度和相比时lgD~lg[A]的关系。整个萃取过程中钯（Ⅱ）的配位数和温度保持不变。（注：D为分配系数，其值指有机相中金属组分浓度与平衡水相中金属组分浓度之比）2—1推断萃取配合物的化学组成（列出推断过程）及写出萃取钯的化学反应方程式。设萃取剂A萃取钯（Ⅱ）的化学反应方程式为：+nA(0)PdClxnA(0)+(4-x)Cl-(w)Kex=nA(0)][Cl-]4-x(w)[A]n(0)PdCl42-(w)PdClxPdCl42-(w)[]（2分）按分配比定义，则kex=D*[Cl-]4-x(w)[A]n(0)整理后得D=Kex*[A]n(0)*1[Cl-]4-x(w)lgD=lgkex+nlg[A]-(4-x)lg[Cl-]（1分）在恒定温度下lgKex为常数。根据图1和图2可求出直线斜率分别为-1.9和2.1，取整数为-2和2，故x=2,n=2（2分）PdCl42-(w)+2A(0)2A(0)+2Cl-(W)PdCl2（1分）2—2写出萃取配合物的结构式及其异构体。ClAPdClAClAClPdA每个结构式（1分）2—3简述A能高效萃取钯的原因。根据SHAB法则，Pd（Ⅱ）属软酸，S原子属软碱，匹配性好，形成的配合物很稳定。（1分）其次，萃合物为中性配合物，根据相似相溶原理，有利于萃取反应进行。（1分）2—4萃取过程属什么反应类型。配体取代反应（1分）第3题（11分）3—1PCl3和NH3在CHCl3中于195K时生成A物质，A不稳定在稍高温度下即分解为一种不溶于液氨、氯仿等溶剂中的黄色无定形物质B，B中含磷68.89%。写出生成A的化学反应方程式和A分解为B的反应方程式，画出B的路易斯结构式。PCl3+6NH3=P(NH2)3+3NH4Cl1分P(NH2)3PN+2NH31分N()()(1分)P3—2POCl3和NH3作用生成一种易溶于水的晶体C，它在NaOH溶液中水解浓缩得化合物D，D于483K时置于真空条件下发生缩合反应生成E，数天后将E在水中重结晶得到含十个结晶水的盐类F，F和十水焦磷酸钠是等电子体。（1）写出POCl3和NH3作用生成C的反应方程式。POCl3+6NH3=PO(NH2)3+3NH4Cl(1分)（2）写出C在NaOH溶液中水解生成D的反应方程式。PO(NH2)3+2NaOH=Na2PO3(NH2)+2NH3(1分)（3）写出D转变为E的反应方程式，画出E的阴离子结构简式。2Na2PO3(NH2)=O=PNHP=OOOOO4-(1分)(2分)Na4P2O6(NH)+NH33—3过氧化氢作用于冷的饱和的硫代硫酸钠溶液，冷却后得一种含硫为40.37%的固体，写出化学反应方程式及其阴离子结构。2Na2S2O3+4H2O2=Na2S3O6+Na2SO4+4H2O1分()（2分）第4题(10分)锂电池广泛用于手机、数码相机及便携式电脑中。锂电池的负极通常由金属锂构成，正极由二氯亚砜和碳材料构成。此种锂电池在放电时有气体产生。4-1写出锂电池放电时的负极反应、正极反应及总反应。负极:444LiLie(1分)正极:22244SOClSOSCle（1分）总反应:22424LiSOClLiClSSO（2分）4-2从下面所给电对中选择合适的电对，利用其标准电极电势计算电池反应的标准电动势。（2分）4-3常温下,若电池反应系数为整数时的平衡常数为1.0×103Pa，求所产生气体的平衡分压。PaPKSOp3100.12（2分）4-4该反应的熵是增加还是减少？反应是否自发进行？该反应的熵增加（1分）。反应自发进行（1分）。第5题（12分）锌铝合金的主要成分有Zn、Al、Cu、Si和Fe等元素。称取该合金样品1.1255g，用HCl和H2O2溶解、煮沸除去过量H2O2后过滤，滤液定容于250mL容量瓶中。按下列步骤测定各组分含量：5-1用移液管移取50.00mL滤液于250mL碘量瓶中，控制溶液的pH=3～4，加入过量KI溶液，用6.45mL0.01122molL1Na2S2O3溶液滴定至终点。写出碘量瓶中发生的化学反应方程式；溶液的pH太低或过高对分析结果有何影响？该滴定反应可用什么指示剂指示终点；计算合金中Cu的质量分数；5-2另取25.00mL滤液于250mL锥形瓶中，加入过量的EDTA溶液，煮沸稍冷后加入适量六次甲基四胺调pH=5～6，再过量5mL，用Zn2+标准溶液滴至指示剂刚好变色，然后加入过量NH4F煮沸，再用0.03245molL1Zn2+标准溶液22.50mL滴至终点。计算合金中Al的质量分数；说明加入过量NH4F的作用；解释为何前后两次用Zn2+标准溶液滴定。若三次平行测定Al的质量分数分别为0.1758、0.1748和0.1752mL，计算结果的相对平均偏差。2Cu2++4I=2CuI+I2(1分)I2+2S2O32=2I+S4O62(1分)pH太低，I易被空气氧化，使结果偏高；(1分)pH过高，Cu2+易水解，I2易岐化，使结果偏低。(1分)可用淀粉溶液为指示剂。(1分)mmol0724.0mmol]01122.045.6[224O2S24O2S2422OSICuVcnnn(1分)0204.000.25000.501255.155.63100724.03Cuw(1分)VSSEVSSEVClClEVLiLiE520.0)/(;310.0)/(;360.1)/(;045.3)/(422VE525.2045.3520.0第6题(12分)LiMO2（M为过渡金属）晶体是良好的导电材料，属六方晶系。其中Li在晶胞的顶点，三个M原子在六棱柱的三个不相邻的三角形的中线上并位于1/2的高度上，O原子也在这条中线上但高度分别为1/4和3/4。6-1试画出LiMO2的一个晶胞。（4分）6-2写出Li,M及O原子的分数坐标。Li(0,0,0)M(213231，，)O(413231，，)O(433231，，)（各1分，共4分）6-3这个晶胞中O原子占据的是什么空隙？占据率是多少？两个四面体空隙（1分），占据分数为100%（1分）6-3这个晶胞中O原子占据的是什么空隙？占据率是多少？Li+在MO2-组成的平面层间运动，形成二维导体。（2分）第7题(8分)CaWO4是一种无机发光材料，属四方晶系，晶胞参数为a=525pm,c=1135pm,相当与由二个小立方体组成。上下两底面的8个顶点是WO42-，上面小立方体的3个面心是WO42-，下面小立方体的3个面心是WO42-，Ca2+填在上下二个小立方体的其余面心位置上，4个侧棱中点为Ca2+。7-1试画出CaWO4的一个晶胞。晶胞中有几个结构基元，结构基元是什么？晶胞中有4个结构基元（1分）；结构基元是CaWO4（1分）。（3分）7-2推测其发光机理。WO42-为变形的扁平状变形四面体，为发光中心（3分）。第8题（6分）化合物A,B,C都具有分子式C5H8,它们都能使溴的四氯化碳溶液褪色。A与硝酸银氨溶液作用可生成沉淀，B,C不能，当用热的高锰酸钾溶液氧化时，化合物A得到丁酸和二氧化碳，化合物B得到乙酸和丙酸，化合物C得到戊二酸。试写出A,B,C的结构式。1750.000.25000.251255.198.2603245.01050.223Alw(2分)加入过量NH4F是为了把与Al配位的EDTA置换出来：AlY+6F=AlF63+Y4(1分)第一次Zn2+标准溶液滴定是为除去多余的EDTA；第二次Zn2+标准溶液滴定被NH4F置换出来的EDTA；根据第二次n(Zn2+)n(EDTA)n(Al)w(Al)(1分)1753.031752.01748.01758.0x2002.01753.030001.00005.00005.0rd‰(1分)8.A：C-CH2CH2CH3(2分)CH，B：C-CH2CH3(2分)CH3C，C：(2分)第9题（10分）滴滴涕（DDT）是20世纪60年代前广为应用的一种杀虫剂，它是由三氯乙醛和氯苯通过如下反应制备得到：DDT因其稳定性、脂溶性、药效普适性等特点，而大量生产，普遍使用，以致最终造成环境污染。从70年代初起，美国、瑞士等国相继禁止生产DDT。我国政府1985年明令全部禁止使用DDT。为了杀灭对人类