全国化学竞赛(预赛)模拟试卷2

全国化学竞赛（预赛）模拟试卷2时间：3小时满分：100分一．（11分）1．（3分）2000年7月19日俄罗斯莫斯科郊区的杜布纳核联合研究所的科学家制成了第166号新元素，该新元素在门捷列夫元素周期表上的位置为2．（2分）唇膏的主要原料是油（蓖麻油）、脂（羊毛脂）和蜡（蜂蜡）。蜂蜡可以提高唇膏的硬度；羊毛脂作为色素的溶剂，可以提高色素的分散度；蓖麻油赋予唇膏粘度，增强对嘴唇的着色性。一种新的用曙红酸色素制做的变色唇膏，其pH值为3，擦用前呈浅咖啡色，擦在嘴唇上即变成红色。发生这种颜色变化的原因是3．（2分）[Pt(NH3)2Cl2]分子有两种同分异构体，其中一种是治癌药物，它能与乙二胺（en）反应生成[Pt(NH3)2en]。写出该[Pt(NH3)2Cl2]的结构式。4．（4分）做银镜实验时需要用的银氨溶液，必须临用时配制。这是由于久置的银氨溶液常析出黑色的氮化银沉淀。写出并配平这一反应式，并说明“久置”为什么会析出氮化银。二．（7分）柏林大学著名化学家FritzPaneth通过下述实验首先肯定了烷烃光卤代反应的本质。当四甲基铅［(CH3)4Pb］的蒸气流通过一个在某一点加热的石英管时，在加热点便沉积出金属铅而形成铅镜，并发现自管内逸出的气体主要是乙烷；然后在铅镜的上游不远地方加热，同时通过更多的四甲基铅，在加热点出现铅镜而原来的铅镜消失了。这时发现自管中逸出的气体主要是四甲基铅。但如果在原先生成铅镜上游较远的地方加热，原先铅镜的消失速度变慢甚至不消失。1．发生上述现象的根本原因是在反应过程中生成了一种显示电中性但有未成对电子、反应活性很强的物质微粒。写出这种微粒名称和其电子式。2．生成铅镜的化学方程式是。3．铅镜消失的原因是（用化学反应方程式表示）4．当加热位置离原先生成铅镜的位置较远时，则原先铅镜消失速度变慢，甚至不能消失的原因是。三．（16分）1．（9分）市场上出售含碘盐的包装袋上明确写明“煮好菜后下盐保持碘效”及“防潮、防热、避光”贮存。请你根据碘元素在自然界的分布、存在形体以及有关性质对说明书的注意事项加以评论，并设计两种试纸，方便准确地测试含碘盐中碘以IO3－还是I－形还体存在？已知碘化物某些性质如下表所列：KINaIKIO3NaIO3m.p681℃661℃560℃分解b.p1330℃1304℃＞100℃开始分解2．（7分）贮存的HI溶液和空气中O2作用出现的黄色，可在加入一些Cu粉或通入少量H2S后，过滤又得无色溶液，前者生成白色CuI沉淀，后者形成单质硫。（1）经Cu粉或H2S处理所得无色HI溶液的浓度比原HI溶液（未经O2氧化，未用Cu或H2S处理的）浓度大、小或不变，简述理由（设溶液体积保持不变）。（2）又知Cu2＋能氧化I－为I2，Cu2＋和I－反应的离子方程式为：（3）H2S和I－（两者的物质的量浓度相近）中还原性更强的是：（4）Cu2＋和H2S相遇时，是否有S生成；主要原因是：四．（11分）称取含有Na2S和Sb2S3的试样0.2000g，溶于浓HCl，加热，生成的H2S被50.00mL浓度为0.01000mol/L的酸性碘标准液吸收，此时，H2S被氧化成硫。滴定剩余的碘消耗了0.02000mol/LNa2S2O3标准溶液10.00mL。将除去H2S的试液调为弱碱性，用上述碘标准溶液滴定锑（Sb(Ⅲ)→Sb(Ⅴ)），消耗了10.00mL，写出配平了的有关方程式，计算试样中Na2S和Sb2S3的百分含量。（Na2S和Sb2S3的摩尔质量分别为78.04、339.7g/mol）五．（11分）从含金、银、铜、铂的金属废料中提取金、银、铂的一种工艺如下图所示：1．电解时，以纯铜为阴极，金属废料为阳极，CuSO4溶液作为电解液，说明为何铜能够与金、银、铂分离？2．写出阳极泥用王水（一体积浓HNO3与三体积浓盐酸的混合物）处理的化学反应方程式。3．写出图中（3）示步骤的离子反应方程式。4．写出图中（4）示步骤的离子反应方程式。5．(NH4)2PtCl6沉淀加热到435℃，只留下金属铂，写出此步的化学反应方程式。六．（12分）“蜂皇酸”Q含碳65.2％，氢8.75％，其余为氧。Q具有酸性，43.7mgQ需用23.7rnL0.0100mol/L氢氧化钠水溶液来滴定达到滴定终点。经测定，Q的分子量不大于200。1．写出Q的分子式；Q中可能有什么官能团使它具有酸性？在铂粉存在下Q与氢反应得到新化合物A。A在乙醇中与硼氢化钠反应得到B。B与浓硫酸共热时容易脱水，得到烯烃C。C的13C核磁共振表明在双键上有一个甲基。2．上述反应表明存在哪些官能团？C臭氧氧化后氧化性水解只得到两个断片，乙酸和直链的二羧酸D。将Q进行类似的断裂，得到草酸和含有一个羧基的物质E。3．推论D和E的结构，由此给出Q的可能结构。七．（10分）冰晶石（Na3AlF6）用作电解法炼铝的助熔剂。冰晶石晶胞是以大阴离子（AlF63－）构成的面心立方晶格，Na＋可看作是填充在晶格的空隙中，已知冰晶石的密度为2.95g/cm3，Al—F键长181pm，相对原子质量：Na23.0；Al27.0；F19.0。1．指出AlF63－配离子中心离子的杂化轨道类型和配离子空间构型。2．指出冰晶石晶体中Na＋在晶胞中所占的位置。3．计算冰晶石晶体中Al—Al最短距离。八．（11分）将50mL0.8mol/L的一元羧酸和其同体积、同浓度的钠盐溶液放入电解槽的阳极室。阴极室同阳极室隔开以避免两个极室的溶液相混。当用电流强度5A的稳恒电源电解16分5秒后停止通电。当电解停止时阳极室溶液的pH值为4.57。由阳极放出的气体在过量的氧气中燃烧，燃烧产物相继通过分别装有浓H2SO4和Ba(OH)2溶液的洗气池，装有Ba(OH)2溶液的洗气池增重2.64g。已知有机酸的电解总反应方程式为：2RCOOH→R—R＋2CO2↑＋H2↑1．给出该电解槽中有机酸的分子式和名称，写出电解中发生在阳极上的反应的方程式。2．计算该有机酸的电离平衡常数。九．（11分）试按反应步骤逐步写出由CaC2和其它无机试剂合成茚（）的所有反应（反应箭头左右分别写反应物和有机产物，添加的试剂写在箭头上面，使用的有机溶剂不做要求，反应步骤不超过15个）。全国化学竞赛（预赛）模拟试卷参考答案一．（11分）1．第八周期（1分）第ⅥA族（2分）（在第八周期要填充g亚层18个电子，共50个电子）2．嘴唇表面的pH值接近7（2分）3．如右图所示（2分）4．3Ag(NH3)2OH==5NH3＋3H2O＋Ag3N（2分）由于NH3的挥发使平衡向右移动，促进Ag3N的生成（2分）二．（7分）1．甲基自由基（1分）电子式如右图所示（1分）2．(CH)4Pb→2CH3CH3＋Pb（l分）3．加热点反应：(CH3)4Pb→·CH3＋Pb（l分）原先铅镜处反应：·CH3＋Pb→(CH3)4Pb（1分）4．由于·CH3的反应活性很高，在未到达原先铅镜处时，便已反应，其产物主要是乙烷。（2分）三．（16分）l．碘在自然界主要以KI（NaI）或NaIO3（KIO3）形体存在（l分）KIO3加热会分解2KIO3==2KI＋3O2（高温下）（l分）KI也易于被氧化4KI＋O2＋2H2O＝4KOH＋2I2（1分）正如包装说明中所写，加碘盐中无论加入的是KIO3、KI（或NaIO3，NaI），均不宜长期高温受热，且应尽量避光保存，因此说明书要求炒好莱后才加碘盐，以确保碘效。（1分）5I－＋IO3－＋6H＋==3I2＋3H2O（1分）分析试纸：（1）自制KI＋淀粉试纸检测IO3－（1分）：取少许食盐，并加入l～2滴0.lmol/LHCl，使试纸与之接触，试纸变蓝，说明食盐中含KIO3（或NaIO3）。（1分）2．自制KIO3＋淀粉试纸检测I－（1分）：取少许食盐，并加入1～2滴0.lmol/LHCl，使试纸与之接触，若试纸变蓝，说明食盐中含KI或NaI。（l分）2．（l）经Cu处理得到的溶液中HI浓度比原先低，因为生成CuI沉淀。（l分）经H2S处理得到的溶液中HI浓度和原先相等（1分），因H2S＋I2==2HI＋S↓或H2S把I2还原为HI（l分）（2）2Cu2＋＋5I－==2CuI↓＋I3－或2Cu2＋＋4I－==2CuI↓＋I2（1分）（3）H2S更强。（l分）（4）不会。（1分）Cu2＋和H2S作用生成难溶的CuS，生成沉淀时，就使Cu2＋和H2S浓度明显降低，氧化性（Cu2＋）和还原性（H2S）显著减弱。（1分）四．（11分）第一步用间接碘量法（滴定碘法）测定Sb2S3和Na2S的总量，第二步是用直接碘量法（碘滴定法）测定Sb2S3的量。Sb2S3＋6HCl==2SbCl3＋3H2SNa2S＋2HCl==2NaCl＋H2SI2＋H2S==2HI＋S↓I2＋2Na2S2O3==2NaI＋Na2S4O6Sb(Ⅲ)＋I2==Sb(Ⅴ)＋2I－（5分）由上式计量关系可知lmolSb2S3生成3molH2S，lmolNa2S生成lmolH2S。lmolH2S需lmolI2作用，2molNa2S2O3与lmolI2作用，lmolSb2S3生成2molSb(Ⅲ)，需2molI2作用。（1分）设样品中有xmmolSb2S3和ymmolNa2S，则3x＋y＝0.4000mmol（1分）又x＝0.05000mmol（1分）所以y＝0.2500mmol（1分）故Sb2S2%==8.49%（1分）Na2S==9.76%（1分）五．（11分）1．根据金属活动性顺序（或标准电极电势），Cu最先失去电子，以Cu2＋进入溶液，而Au、Ag、Pt从阳极上脱落，形成阳极促泥。（2分）2．3Ag＋3HCl＋HNO3==3AgCl↓＋NO↑＋2H2O（l分）Au＋4HCl＋HNO3==H[AuCl4]＋NO↑＋2H2O（1分）3Pt＋18HCl＋4HNO3==3H2[PtCl6]＋4NO↑＋8H2O（1分）3．4[Ag(NH3)2]＋＋N2H4＋4OH－==4Ag↓＋N2↑＋8NH3＋4H2O（2分）4．2[AuCl4]－＋3SO2＋6H2O==2Au↓＋3HSO4－＋8Cl－＋9H＋（2分）5．3(NH4)2PtCl6==3Pt＋2NH3↑＋2N2↑＋18HCl↑(2分)六．（12分）1．Q中各元素原子个数比为：C:H:O＝10:16:3Q的最简式为C10H16O3。因Q的分子量不大于200，所以，Q的分子式为C10H16O3，（2分）分子量＝184.2。因Q中含有3个氧原子，又具有酸性，则应该含有一个羧基。43.7mgQ的物质的量＝2.37×10－4mol，与NaOH的物质的量相等，正好完全反应（1分）。2．能与H2反应，表明Q分子中含有双键（1分），能与NaBH4反应，说明分子中有羰基。因其还原产物B与浓硫酸共热脱水，生成的C的双键上有一个甲基，则Q中含有CH3—CO—R结构（2分）。3．C经臭氧氧化后再水解，得乙酸和直链二羧酸D，则C、D结构分别为：C：CH3CH＝CH(CH2)6COOHD：HOOC(CH2)6COOH（2分）又Q经臭氧氧化水解后，得草酸，说明Q中与核基相连的碳原子上有一个双键，又Q的不饱和度为3，所以，Q、E的结构分别为：Q：CH3—CO—(CH2)5CH＝CH—COOH（2分）E：CH3—CO—(CH2)5COOH（2分）七．（10分）1．sp3d2杂化（1分）八面体（1分）2．一个在体心，12个在棱边中点，8个在晶胞内的四面体空隙（或答四个在八面体空隙，8个在四面体空隙）（3分）3．晶胞内含4个[Na3AlF6]单元（2分）Na3AIF6摩尔质量为210g/mol。设晶胞达长为a，则95.211002.64210323aa=780pm（2分）Al—Al最短距离未551pm（1分）八．（11分）设有机酸的分子式为RCOOH阳极：2RCOO－－2e→R—R＋2CO2↑；阴极：2H＋＋2e＝H2↑1．反应通过电子的物质的量：ne＝It/F＝0.02mol（2分）所以被电解的RCOOH的物质的量为n酸＝ne＝0.02mol（1分）又因为Ba(OH