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2007年全国高中学生化学竞赛初赛试题11


2009 全国高中学生化学竞赛初赛练习 11 全国高中学生化学竞赛初赛练习 初赛
1. 分) (5 废物回收利用, 变废为宝符合可持续发展的理念, 是建设和谐社会的文明行为。 某印染厂含铬 (Cr) 废水采取了以下处理方法: - - 用 FeSO4·7H2O 在酸性条件下把废水中的 Cr2O72 完全还原为 Cr3 ,并通过调节溶液 pH,使生成物组成符合 类似于 Fe

3O4(铁氧体)的复合氧化物 Crx3+Fe3+2-xFe2+O4。 请回答下列问题: (1)写出你知道的一种通过置换反应生成 Fe3O4 的化学方程式: 。 2- (2)写出 Cr2O7 和硫酸亚铁在酸性条件下反应的离子方程式: 。 (3)用上述方法处理废水,得到的组成符合类似于 Fe3O4(铁氧体)的复合氧化物 Crx3+Fe3+2-xFe2+O4 种 x 的 。 值为 (4)若某硫酸亚铁晶体样品中 Fe 的质量分数为 19.0%(杂质中不含铁元素) ,则样品中 FeSO4·7H2O 的质量 分数为 。 2. 分)现有含 NaCl、Na2SO4 和 NaNO3 的混合溶液,选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体,从 (7 - - - 而实现 Cl 、SO42 和 NO3 的相互分离。相应的实验过程如下:
混合溶液 过量试剂 1 ① 沉淀 A 沉淀 B 溶液 过量试剂 2 ② 溶液 过量试剂 3 ③ 溶液 适量试剂 4 ④ 晶体 D 沉淀 C

(1)写出上述实验过程中所用试剂的名称: ;试剂 2 ;试剂 4。 试剂 1 (2)加入过量试剂 3 的目的是 。 。 (填操作名称) (3)在加入试剂 4 后,获得晶体 D 的实验操作④步骤是 4. 分)我国某大学最近研发出一种新型锂电池,该电池处于国内领先地位。以下是某种锂电池的电池反 (3 应:C6Li + Li1-xMO2
放电 充电

C6Li1-x + LiMO2

(C6Li 表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料,LiMO2 表示含锂的过度金属氧化物) 请回答问题: - (1)锂电池放电时的负极反应为:C6Li -xe ==== C6Li1-x + xLi+ 。 则正极反应为: - (2)电池放电时若转移 1mol e ,消耗的负极材料 g。 9. 分)已知碳碳双键的碳原子上连有羟基的结构是不稳定的结构。A 是一种直链一溴代物,1 mol A 与 2 (9 mol H2 发言生成 1mol G,F 是五元环状化合物,其化学式为 C4H6O2。物质间的转化关系如下图所示。
银氨溶液 A ① B ② NaOH 溶液、Δ C ③ H+ D H2、Ni、Δ ④ 浓 H2SO4、Δ E ⑤ F

请根据上面的转化关系回答问题: (1)化合物 F 的结构简式是 ,化合物 C 的结构简式是 。 (2)化合物 A 含有的官能团有 。 (3)G 的结构简式是 。 (4)写出 D 在一定条件下发生加聚反应的化学方程式 。 (5)写出 D→E 的化学方程式: 。 10. 分)香豆素内酯化学式为 C9H6O2,分子中除有一个苯环外,还有六元环,它可以通过下列合成路线 (9 得到:
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A

HOOCCH2COOH ① 一定条件

CH OH

C(COOH)2 -CO2


B ③

C (香豆素内酯)



(1)A 的分子模型如下图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键) 。A 的结构简式 ,A 的同分异构体有多种,其中含苯环的同分异构体有 种(不包含 A) 。

(2)反应③的化学方程式为: 。 L,生成 CO2 a L、H2O b L (3)现有 B 和 C 的混合物 n mol,在空气中完全燃烧消耗 O2 (气体体积均在标准状况下测定) 若设 B、 混合物中含 B x mol, x 的计算式为: 。 C 则 。

第 II 卷
一、判断题(每小题 0.5 分,共 4 分) 6 ) 。 1.下列分子或离子中,存在Π4 大π键的是( - A.HNO3 B.NO3 C.NO2 D.N2O 2.下列各组量子数中,合理的一组是( ) 。 A.n = 1 l = 1 m = 0 ms = +1/2 B.n = 4 l = 2 m = 0 ms = +1/2 C.n = 3 l = 3 m = 2 ms = -1/2 D.n = 2 l = 1 m = 2 ms = +1/2 3.在 H2SO4 分子中存在( )键。 A.三电子键 B.桥键 C.d-pπ键 D.离子键 4.白磷中毒后可用下列哪种溶液解毒( ) 。 A.红磷 B.CuSO4 溶液 C.FeSO4 的稀溶液 D.吸入氧气 - - 5.已知某一化学反应的速率常数单位为 mol 2·L2·s 1,则该反应为( )反应。 A.0 级 B.2 级 C.3 级 D.不确定 - 6.以下( )组中的氧化剂均可在酸性条件下将 Mn2+氧化为 MnO4 。 - - A.PbO2,S2O82 ,BiO3 B.PbO2,Cl2,H2O2 - - C.Cl2,H2O2,BiO3 D.PbO2,S2O82 ,Br2 7.通过蒸馏 19%的稀 HCl 溶液, ( )得到浓度大于 25%的浓 HCl 溶液。 A.不能 B.能 C.不一定 8.MA2B2C2 型配合物有( )种几何异构体。 A.3 B.4 C.5 D.6 二、简答题(每小题 2 分,共 6 分) 1.陕西省潼关是我国的重要产金地区之一,每年从金矿中提取数吨的纯金。已知? ΘAu+/Au = 1.692V,? - - Θ O2/OH = 0.401V,? ΘAu(CN)2 /Au = -0.60V,请应用这些数据说明用氰化法从金矿中提取金的原理并写出主 要化学反应方程式。

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2.用价键理论说明配离子[CoF6]3 和[Co(CN)6]3 其中心离子杂化类型,离子的磁性和稳定性。





3.通过计算比较铬酸银和氯化银溶解度的大小,已知 Ksp(Ag2CrO4) = 1.12×10 12,而 Ksp(AgCl) = 1.77×10 10。 三、 分)有人推测尚未合成的第 114 号元素有相当稳定的同位素,恰处在不稳定核素的“海洋”中浮起的 (3 一群较稳定核素的“岛屿”的中心。问:114 号元素是第几周期第几族元素?它的可能氧化态?





四、 分)甲基叔丁基醚是一种重要的无铅汽油添加剂。通常有两种合成方法:①以甲醇为溶剂,在质子酸 (8 催化下,通入异丁烯来合成;②甲醇和叔丁醇在质子酸催化下进行分子间脱水。 请回答下列问题: (1)写出两个反应的化学方程式。 (2)如有 HBF4 和 HCl 二种强酸,问哪一种酸做催化剂好?哪种差?并简述理由。 (3)写出反应①的机理(用反应式表示) 。 (4)反应②的收率接近定量,请问为什么不易生成二甲醚、二叔丁醚?

五、 分)如何由苯出发合成间-溴苯酚(用反应式表示,无机试剂任选)? (4

六、 分)CuSn 合金为六方 NiAs 型结构,其六方晶胞参数为 a = 419.8 pm,c = 509.6pm,晶胞中原子分数 (5 坐标为:Cu(0,0,0),(0,0,1/2);Sn(2/3,1/3,1/4),(1/3,2/3,3/4)。请回答下列问题。 (1)有人将各原子的分数坐标表示为:Sn (0,0,0),(2/3,1/3,1/2);Cu (1/3,2/3,3/4),(1/3,2/3,1/4)。 这种描述是否代表相同的结构型式?为什么? (2)计算晶体的密度。 (3)计算 Cu-Cu 间的最短距离。

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第 II 卷 一、判断题(每小题 0.5 分,共 4 分)
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1、B 2、B 3、C

4、B 5、C

6、A 7、A 8、C

二、简答题(每小题 2 分,共 6 分) 1、答:E = ?°+-?°=0.401-(-0.60) =1.001>0 4Au+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Au(CN)2]+4NaOH 2[Au(CN)2]-+Zn=[Zn(CN)4]2-+2Au 2、答:[CoF6]3sp3d2 杂化 外轨型杂化 不稳定 磁矩 m= n(n + 2) = 4(4 + 2) =4.98 [Co(CN)6]3d2sp3 杂化 内轨型杂化 稳定

磁矩 m= n(n + 2) = 0(0 + 2) =0 3、答:设 Ag2CrO4 的溶解度为 x1;AgCl 的溶解度为 x2 (2 x1)2·x1=1.12×10-12 x1=6.5×10-5mol·L-1 x22=1.77×10-10 x2=1.33×10-5 mol·L-1 ∴Ag2CrO4 的溶解度大。 三. 分) (3 答:114 号元素是第七周期,第 IVA 族,可能的氧化态为+4 价。 四. 分) (8 (1)
1) + CH3OH H (CH3)3COCH3 H

2) (CH3)3COH

+

CH3OH

(CH3)3COCH3

+

H2O

(2) HBF4 好,HCl 差,因为 BF4- 亲核性差,不易和(CH3)3C+生成副产物,而 Cl- 亲核性较好,易 和(CH3)3C+形成(CH3)3Cl 副产物。 (3)
+ H CH3OH H OCH3 -H+ OCH3

(4) 二甲醚不易生成是由于甲醇不易与 H+形成碳正离子中间体 H3C+,因而不易与甲醇生成二甲 醚。 叔丁醇容易生成(CH3)3C+中间体,但叔丁醇的体积大,不易进一步与(CH3)3C+ /反应。因此只有 (CH3)3C+与甲醇间的交叉反应产物。 五.

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NO2 硫酸, 硝酸 Br2,Fe

NO2 Fe,HCl Br or H2/Pt

NH2

Br

OH NaNO2, H+ △ Br

六. (1)代表相同的结构构型式(1 分) ;利用坐标平移法可以证明这一点(1 分。用图示同样得分) 。 利用坐标平移法证明时,将每个原子移动 1/3,2/3,3/4。即有: Cu(0,0,0)→ Cu(1/3,2/3,3/4) Cu(0,0,1/2)→ Cu(1/3,2/3,1/4) Sn(2/3,1/3,1/4)→ Sn(0,0,0) Sn(1/3,2/3,3/4)→Sn(2/3,1/3,1/2) 图示证明如下(还可有其他图示方式,只要合理,同样得分)
1200
120
0

* *
● Cu (2) D = ZM =
VN

* *

* *
*

* *

* *
* Sn (2 分) (1 分)

* Sn

● Cu

2 × ( 63.6 + 118.7 ) = 7.79g/cm3 419.8 × 419.8 × 509.6 × sin1200 × 6.02 ×1023 ×10?30

(3)

d Cu-Cu =

1 c = 254.8pm 2

(也可用两点间距离公式等方法计算,只要合理,同样得分)

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