2007年福建省高中学生化学竞赛(预赛)试题

2007年福建省高中学生化学竞赛（预赛）试题（2007年5月20日8:30—11:30共计3小时）题号一二三四五六七八九十总分得分一、（10分）二氧化氯作为消毒剂正以其独特的优良性能在饮水消毒、工业给水处理、二次给水消毒、游泳池水处理、含酚含氰废水和医院废水处理、食品消毒以及纸浆纤维的漂白等方面越来越得到广泛的应用。美国环保局已列为取代液氯消毒的首选药剂。ClO2是一种黄色并有刺激性气味的气体，ClO2沸点110C，凝固点–590C，易溶于水，溶解度是氯气的5倍。1．说明ClO2的杂化方式和分子构型。2．在ClO2分子中的Cl－O键长为149pm，比双键长，比单键短，为什么？3．写出以亚氯酸钠或氯酸钠为原料的发生ClO2的各一种化学反应的方程式。4．二氧化氯可以氧化处理含锰地下水，写出ClO2除二价锰反应的方程式。二、（10分）安全火柴中的成分分别是：火柴头主要由氧化剂（KClO3）、易燃物（如硫等）和粘合剂等组成。火柴盒侧面主要由红磷、三硫化二锑、粘合剂组成。1．简述安全火柴的燃烧的原理，并写出主要方程式。2．安全火柴与早期火柴比优点在哪里？3．写出锑的外层价电子排布，它位于第几周期第几族，写出它常见的化合价。三、（10分）铝碳酸镁是一种天然矿物,其结构式为Al2Mg6(OH)16CO3·4H2O,它最早是由Feitknecht等人在1942年发现的。它最广泛、最主要的用途是作为新型抗酸药,用于治疗胃溃疡、十二脂肠溃疡、胃酸过多症及胃炎等。1．试用氢氧化铝和氢氧化镁等试剂写出制备铝碳酸镁的反应方程式；2．简要推测其溶解度和酸反应的性质；3．在铝碳酸镁热分解过程中,第一次是失去镁铝水滑石晶体中间层中的结晶水,吸热分解失重约为12.0%,第二次热分解阶段是失去结构水、碳酸根分解,吸热分解失重约为31.8%,写出分解的产物。4．铝碳酸镁与传统的抗酸药如氢氧化铝或碳酸镁相比,具有紧密的品格结构,晶体中羟基堆积形成密置双层,镁、铝离子以随机方式分布在八面体空隙中,形成带正电的基本层〔Mg6Al2(OH)16〕2+,两个基本层之间夹以由碳酸根离子和水分子形成的带负电的中间层〔CO32-+4H2O〕2-,它们自身在胃内能形成体系。并且本品能使胃液的pH值在较长时间内维持在之间,被称为理想的中和胃酸药物。四、（10分）1．氰化法是提取贵金属的一种方法，设计步骤从含有Au、Ag的某种矿石中提取Au和Ag，并以反应式表示。2．氰化物剧毒，废液可硫代硫酸钠处理，写出反应方程式。五、（10分）比较下列多对物质指定性质的高低和大小，并简述理由。1．键角：NO2+和NO2-2．沸点和气化热：HF和H2O六、（10分）若同时打开二瓶同一厂家于同一日期生产的啤酒，其中A瓶温度为30℃，B瓶温度为0℃。问：1．打开并倒出时，哪瓶啤酒的泡沫多？a.A比B多b.A比B少c.两瓶一样多d.无法判断2．写出CO2（g）在水中溶解达平衡的反应方程式。3．CO2气敏电极就是根据2中的反应方程式而设计的，请简单说明原理其应用。4．B瓶啤酒在0℃时为什么是液体？七、（10分）有人用络合滴定方法测定某混合试液的浓度，实验方法如下：移取Bi3+、Pb2+混合试液50.00ml，以0.01000mol/LEDTA滴定至终点时，用去25.00ml。另取等份50.00ml试液，加入铅汞齐后，当Bi3+被置换完全，立刻用0.01000mol/LEDTA滴定至终点，消耗30.00ml。计算原试液中Bi3+、Pb2+的物质的量浓度。八、（10分）2,3-二氢呋喃是抗肿瘤药物的中间体，也用于电子化学品和香料中，可由丙烯为原料合成：CH2CHCH2Br(1)CH2O(2)H3O+Mg无水乙醚KOH25℃(C4H7BrO)OKOH(C4H8O)CH2CHCH3ABCOHBrBrDEF2,3-二氢呋喃OO四氢呋喃呋喃1．请写出上述反应式中A—E所代表的试剂及反应条件或产物的结构式；2．请用系统命名法命名化合物F；3．如何将2,3-二氢呋喃转变为四氢呋喃？请用反应式表示；如何用简单的化学方法检验2,3-二氢呋喃是否完全转化？4．四氢呋喃还可以由化合物G(C4H10O2)在少量硫酸存在下制得或由化合物H(C4H9ClO)在氢氧化钠作用下制得，请分别写出化合物G和H的结构式。九、（10分）由3,3-二甲基-1-丁烯可以转化为下列化合物，请分别写出实现这些转化所需要的试剂和必要的反应条件。（不必写出反应式，只需列出试剂和条件，如需多步反应才能完成转化，请用序号表示先后顺序，实现这些转化一般不超过两步。）(CH3)3CCH2CH2Br(CH3)3CCH2CH2OH(CH3)3CCHCH3Br(CH3)3CCHCH3(CH3)3CCHCH2OHOH(CH3)3CCHCH2BrBr(CH3)3CCO2H(CH3)3CCHO(CH3)3CCH2CH2CN(CH3)3CCH2CO2HOH(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)十、（10分）醇类化合物在香料中占有重要的地位，下面所列的是一些天然的或合成的醇类香料：ABCDOCH3CH2CH2OHOCH2CH2OHCH2CCH3CH3OHCH2CH2CCH3CH3OHOHE1．写出化合物A的系统命名及被热高锰酸钾溶液氧化所得产物的结构式；2．化合物B和C均可由丙酮、溴代烃及必要的无机试剂为原料合成，请分别写出合成B和C所需溴代烃的结构式；3．化合物D和E的合成方法如下，请分别写出合成反应式中F—M所代表的化合物。CH2CHCH3+H3PO4FGHIJ(1)O2,(2)H3O+OH+CH2CH2O2,AgOHNaOHFNaOHCH3IK+LM(1)FBr2Fe(2)H3O+DE2007年福建省高中学生化学竞赛（预赛）试题答案及评分标准一．（10分）．（10分）1.sp2杂化，V型结构.(2分)2.由于分子中存在∏35(2分)3.2NaClO3＋SO2＝2ClO2↑＋Na2SO4NaClO3＋2HCl＝ClO2↑＋NaCl＋1/2Cl2↑＋H2ONaClO3＋H2SO4＋NaCl＝ClO2↑＋Na2SO4＋1/2Cl2↑＋H2O2NaClO3＋H2SO4＋H2O2＝2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑+2H2O（以上任意一个，2分）2NaClO2＋Cl2＝2ClO2↑＋2NaCl2NaClO2＋HClO+HCl＝2ClO2↑＋2NaCl＋H2O5NaClO2＋4HCl＝4ClO2↑＋5NaCl＋2H2O2NaClO2＋Na2S2O8＝2ClO2↑＋2Na2SO4（以上任意一个，2分）4.2ClO2＋5Mn2＋＋6H2O=5MnO2＋2Cl－＋12H+（2分）1.当划火柴时，火柴头和火柴盒侧面摩擦发热，放出的热量使KClO3分解，产生少量氧气，使红磷发火，从而引起火柴头上易燃物（如硫）燃烧，这样火柴便划着了。（2分）2KClO3===2KCl+3O2↑（2分）4P+5O2===P4O10（1分）2.优点：安全火柴的优点在于把红磷与氧化剂分开，所用化学物质毒性小。（1分）3.Sb：5s25p3（1分）第五周期（1分）第ⅤA（1分）+3，+5（1分）△△1.2Al(OH)3+6Mg(OH)2+NaHCO3+3H2O＝Al2Mg6(OH)16CO3·4H2O+NaOH(2分)2.不溶于水、醇及有机溶剂,溶于稀盐酸并伴有轻微气泡放出（各1分，共4分）3.MgO+Al2O3+H2O+CO2（各0.5分，共2分）4.缓冲3～5（各1分，共2分）三．（10分）四．（10分）五．（10分）（1）a.加入氰化钠（或氰化钾）溶液，同时鼓入空气：（如写离子方程同样给分）4Ag+8NaCN+O2+2H2O=4Na[Ag(CN)2]+4NaOH（1分）4Au+8NaCN+O2+2H2O=4Na[Au(CN)2]+4NaOH（1分）b.用金属锌还原,得到较纯净的金和银：2Na[Ag(CN)2]+Zn=2Ag+Na2[Zn(CN)4]（1分）2Na[Au(CN)2]+Zn=2Au+Na2[Zn(CN)4]（1分）c.过滤，加入硝酸，分离金：3Ag+4HNO3(稀)====3AgNO3+NO↑+2H2O（1分）Au不溶于稀HNO3，过滤即得到金属Au。（1分）d.滤液浓缩、冷却结晶，可得到AgNO3晶体。（1分）e.将AgNO3加热分解即得到金属Ag：2AgNO3====2Ag+2NO2↑+O2↑（1分）（2）NaCN+Na2S2O3=NaSCN+Na2SO3生成无毒SCN-。(2分)1.NO2+＞NO2-(1分)NO2+为SP杂化，键角180º(2分)NO2-为SP2杂化，键角120º(2分)2.(1)、每个分子与周围分子形成氢键的数目不同HF为2(0.5分)H2O为4(0.5分)（2）、沸腾时HF蒸汽中存在缔合分子(HF)n(1分)故HF沸腾时只需破坏部分氢键(1分)水蒸气是单个分子(1分)水沸腾时需破坏全部氢键(1分)六．（10分）七．（10分）1a(2分)2CO2（aq）+H2O====HCO3+H+（1分）3在一定温度下+-32HHCOCOCCKC保持-3HCOC不变，则有+2COH'CKC，测定pH可得2COC（2分）应用：i)可用于测量气相中CO2的分压;（1分）ii)可做成微电极，用于监测危重病人血液中CO2浓度。（1分）4①因为啤酒是稀溶液；②根据稀溶液的依数性，其凝固点比0℃低；③故B瓶啤酒在0℃时应是液体而不是固体。（3分，各1分）BiPbBiPb232323或OHBiPbHBiOPb22223423（2分）00.2501000.000.5000.5023PbBiCC①（2分）00.3001000.000.5000.502323PbBiCC②（2分）解①、②联立方程得：LmolCBi/1000.233（2分）LmolCPb/1000.332（2分）注：1.解题时虽未写反应式，但列算式正确，不扣反应式分。2．本题结果有效数字（三位）错或单位未标明者，每处扣1分。3．其他合理解法，照样给分。八．（10分）九．（10分）每小题1分(a)(b)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)HBrHBr/过氧化物,或高温或(c)Br2H2O/H2SO4或H3PO4;或(1)浓H2SO4,(2)H2O(1)B2H6,(2)H2O2/OHKMnO4或K2Cr2O7/H2SO4(1)O3,(2)H2O,Zn(1)HBr/过氧化物,或高温或(2)NaCN稀、冷KMnO4或OsO4(1)B2H6,(2)H2O2/OH(3)KMnO41．（5分，每个1分）A:Br2（或NBS),hv(或高温,或)CH2CHCH2MgBrB:CH2CHCH2CH2OHC:D:Br2OBrE:只写Br2或NBS，没写条件者不给分。2．（1分）3,4-二溴-1-丁醇3.（2分）反应式:OOH2Pd(或Pt,或Ni)1分，催化剂写错、没写或仅用“催化剂”表示者扣0.5分检验：用溴的四氯化碳溶液（或溴水）或高锰酸钾溶液、重铬酸、铬酸溶液检验（答出其中一种即可），不褪色表明已完全转化。（1分，其中试剂0.5分、现象0.5）4．（2分，各1分）HOCH2CH2CH2CH2OHClCH2CH2CH2CH2OHG:H:十．（10分）1．命名(1分)：(2E,6E)3,7,11-三甲基-2,6,10-十二碳三烯-1-醇CH3CCH3OCH3CCH2CH2CO2HOHO2CCO2H2++氧化产物（1分）：2．（4分，各2分）CH2BrCH2CH2Br合成B所需的溴代烃合成C所需的溴代烃3．（4分，每个0.5分）OCH3BrOCH3BrCH2CH2OCH(CH3)2CH3CCH3ONaOCH3+K+LFGHIJOMg/无水乙醚M