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2009年浙江省高中学生化学竞赛试题及答案


2009 年浙江省高中学生化学竞赛试题

一.选择题(本题包括 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。每小题只有一个选项符合题意。) 1.右图画面正中的学者,因为在稀土萃取 领域的惊人成就被誉为“稀土界的袁隆平”;2008 年,他荣获中国科技界最高荣誉“国家最高科学 技术奖”。他的名字是 ( ) A.周其风 B.唐敖庆 C.徐光宪 D.闵恩泽 2. 生活中

碰到的某些问题, 常需要用化学知识 解释,下列说法不正确的是 ( ) A.牙膏里填充少量的甘油,是由于甘油有吸 湿性。 B.药皂中掺入少量的苯酚,是由于苯酚有杀菌作用 C.食盐中加入少量碘酸钾,人食用后可补充人体内碘元素的不足 D.腌制火腿时,添加少量 NaNO2,是为了使火腿肉的味道更加美味可口 3.相同质量的下列食品彻底氧化,耗氧量最多的是 ( ) A.瘦肉 B.花生油 C.白糖 D.青菜 4.在溶液中有浓度均为 0.0lmol/L 的 Fe3+、Cr3+、Zn2+、Mg2+等离子,已知:

当氢氧化物开始沉淀时,下列哪一种离子所需的 pH 最小 A.Fe3+ B.Cr3+ C.Zn2+ D.Mg2+ 5.乙酰乙酸乙酯中存在下列酮式与烯醇式的互变异构(其中烯醇式约占 7%):

(

)

为了证实此平衡的存在,在乙酰乙酸乙酯中滴入几滴 5%的 FeCl3 水溶液,此时溶液立即 显紫红色,说明乙酰乙酸乙酯中确有烯醇式存在。继续滴加橙红色的 Br2/CCl4 溶液,至溶 液几乎呈无色。下列描述最恰当的是 ( ) A.溶液几乎呈无色后,片刻后又变为橙红色 B.溶液几乎呈无色后,颜色不再变化 C.溶液几乎呈无色后,片刻后又变为紫红色 D.溶液几乎呈无色后,片刻后又变为紫红色,然后再变成无色,再变成紫红色,循环 往复。 6.在水玻璃中通入少量的 CO2 气体,充分反应后加热蒸干,再高温充分灼烧,冷却后所得 的固体物质为 ( ) A.Na2SiO3 B.Na2SiO3 与 Na2CO3 C.SiO2 与 Na2CO3 D.SiO2、Na2SiO3 及 Na2CO3

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7.有关下图及实验的描述正确的是

(

)

A.用甲图装置电解精炼铝 B.用乙图装置制备 Fe(OH)2 C.丙图装置可制得金属锰,用同样的装置可制得金属铬 D.丁图验证 NaHCO3 和 Na2CO3 热稳定性 8.科学家 P.Tatapudi 等人首先使用在空气中电解纯水(酸性条件下)的方法制得臭氧。同时 还得到了过氧化氢,下列电极反应式正确的是 ( ) + A.阳极反应:3O2+6H +6e =3H2O2 B.阳极反应:3H2O 一 6e-=O3+6H+ C.阴极反应:3O2+6H2O+6e-=3H2O2+6OHD.阴极反应:3H2O 一 6e-=O3+6H+ 9.设 NA 代表阿伏加德罗常数的数值,下列说法中正确的是 ( ) ①常温常压下,9g 甲烷(HCH4)所含的中子数为 5NA ②常温常压下,22.4L N2 气体的分子数小于 NA @64g 的铜发生氧化还原反应,一定失去 2NA 个电子 ④常温常压下,100mL 0.5mol/L 的乙酸溶液中,乙酸的分子数目小于 0.05NA ⑤标准状况时,22.4L 二氯甲烷所含有的分子数为 NA ⑥常温常压下,1mol 氦气分子含有的核外电子数为 4NA。 A.①② B.③④ c.②④ D.⑤⑥ 10.已知杯芳烃是由苯酚和甲醛经缩合反应而生 成的一类环状低聚物。因其分子形状与希腊圣杯 相似,且是由多个苯环构成的芳香族分子,由此 得名。杯芳烃以“杯[n]芳烃”的形式命名,n 是芳 环的数目。右图所示的是叔丁基取代的杯[5]芳烃 的结构简式。下列说法正确的是 ( ) A.杯[n]芳烃的通式是:(C11H14O)n B.右图所示化合物的一氯代物只有 1 种 C.杯[4]芳烃可能具有强酸性 D.杯[5]芳烃不能使浓溴水褪色 二.选择题(本题包括 8 小题,每小题 4 分,共 32 分。每小题可能有 1 个或 2 个选项符合题 意,若有 2 个正确选项,只选 1 个且正确给 2 分,多选、错选都不得分。) 11.下列离子方程式正确的是 ( ) A.氯化银可被 NaCN 溶液所溶解:AgCl+2CN =[Ag(CN)2] +C1 B.亚磷酸是一种二元酸,在其中加入过量的烧碱溶液:H3PO3+3OH-=PO33-+3H2O C.硫酸亚铁和稀硫酸的混合溶液中滴入双氧水:Fe2++H2O2+H+=Fe3++H2O D.硫代乙酰胺(CH3CSNH2)滴入热的强碱溶液中,以提供硫离子。 CH3CSNH2+3OH-=CH3COO-+S2-+NH3↑+H2O

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12.已知某物质颜色的强度与该物质的浓度成正比、与观察者的视程中的物质厚度成正比。 在注射器中,存在 NO2 与 N2O4 的混合物,气体呈棕色,现将注射器的针筒慢慢往外拉,保 持温度不变,此时混合物的颜色为 ( ) A.从针筒的顶端方向观察,气体颜色变深 B.从针筒的顶端方向观察,气体颜色变浅 C.从针筒的垂直方向观察,气体颜色没有变化 D.从针筒的垂直方向观察,气体颜色变深

13.氮气与二氧化碳的气体混合物,总压为 1×105Pa,二氧化碳的分压为 3×104pa。下列图 示,何者最能代表分子速率之分布曲线 ( )

14.下表记录了 t℃的 4 份相同的硫酸铜溶液中加入的无水硫酸铜的质量以及析出的硫酸钷 晶体(CuSO4·5H2O)的质量(温度保持不变)的空验数椐:

当加入 6.2g 无水硫酸铜时,析出硫酸铜晶体的质量(g)为 ( ) A.7.7 B.6.8 C.5.8 D.9.0 15.酸 A 是某抗氧化剂成分之一,A 与 FeCl3 溶液反应显紫色,A 能使 Br2-CCl4 溶液褪色。

现已知 A 中苯环上含有三个取代基,则 A 的可能结构有 ( ) A.6 种 B.9 种 C. 12 种 D.15 种 16.如图所示,向 A 和 B 中都充入 2molX 和 2molY,起始 VA=0.8aL,VB=aL,在相同温 度和有催化剂的条件下,两容器中各自发生下列反应 x(g)+Y(g)—一"la 2Z(g)+w(g),达到平 衡时,VA=0.9 aL,则下列说法错误的是 ( ) A.两容器中达到平衡的时间 A<B B.A 容器中 X 的转化率为 25%,且比 B 容器中 X 的转化率 小 C.打开 K 一段时间达平衡时,A 的体积为 0.8aL(连通管中气

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体体积不计); D.打开 K 达新平衡后,升高 B 容器温度,A 容器体积一定增大 17.甘氨酸 H2N-CH2-COOH 具有两性,它在不同的 pH 条件下有不同的存在形态,主要 有 H3N+-CH2-COOH、H3N+-CH2-COO-、H2N-CH2-COO-等形态。 美国 Monsando 公司生产了一种除草剂名为 Roundup,结构如下图。

酸式电离常数如下:pKal 0.8,pKa2 2.3,pKa3 6.0,pKa4 11.0(pKa 的定义与 pH 相似,即对酸 常数取负对数),又已知 Roundup 中羧基的电离常数介于上述取代基磷酸的一、二级电离常 数之间。则下列说法正确的是 ( ) A.经实验测定,该物质熔点高达 200℃,其最主要的原因是分子间氢键的作用。 B.植物韧皮的体液的 pH 约为 8,Roundup 在植物轫皮液中的主要存在形态为:

C.植物木质部和细胞内液的 pH 为 5~6,Roundup 在细胞内液中的主要存在形态为:

D.不可以直接测量 Roundup 的 Kal,要测量其 Ka1,必须先把其转化为其强酸盐。 18. 研究性学习小组进行了一系列化学实验后, 发现高锰酸钾分解后的含锰元素的化合物都 能和浓盐酸反应制得氯气,且锰化合物的还原产物都是 MnCl2。他们将 6.32gKMnO4 粉末加 热一段时间,也不知道高锰酸钾是否完全分解,收集到 0.112L 气体后便停止加热了,冷却 后放入足量的浓盐酸再加热,又收集到气体体积是(上述气体体积都折合成标准状况)( ) A . 0.448L B. 2.240L C.2.016L D.无法确定 三.本题包括 2 个小题,共 23 分 19.(9 分)高效、低毒农药杀灭菊酯的合成路线如下: ‘

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(1)写出 A、B、C、D、E、F、G 的结构简式。 A__________ B__________ C__________ D__________ E__________ G__________ (2)写出 E→F 的化学方程式____________________ 20. 分)由乙酰水杨酸(ASS)制成的阿司匹林是德国一家制药公司于 1899 年合成出的止痛 (14 剂(Pain Reliefers)。长时间以来一直被广泛的使用,现在每年的需求量仍是很高。ASS 可由 下列反应序列合成制得:

(1)写出 A 与 B 的结构简式及 B 与乙酸酐反应的化学方程式 (2)B 物质与乙酸酐反应时,还会生成一些副产品,其中有一种是高分子,其结构简式 为__________。为了除去此物质,可在产物中加入_______溶液,再经过滤、酸化等步骤可 得较纯净的 ASS。 (3)为了测定自制乙酰水杨酸的纯度,一般可采用以下步骤:准确称取自制的乙酰水杨 酸三份,每份约 0.25g,分别置于 250mL 锥形瓶中,加入 25 mL 95%乙醇(已调至对酚酞 指示剂显中性),摇动使其溶解,再向其中加入适量酚酞指示剂,用准确浓度的 NaOH 溶液 滴定至出现微红色,30 秒钟不变色为终点,分别记录所消耗 NaOH 溶液的体积,根据所消 耗 NaOH 溶液的体积,分别计算乙酰水杨酸的质量分数。在上述测定过程中,为防止乙酰 水杨酸在滴定过程中水解,应如何正确操作?并说明理由。 (4)为了测定阿司匹林片剂中乙酰水杨酸的含量,通常采用返滴定法。步骤为:称取 10 片药物(设总质量为 w 总/g),研细混匀后,准确称取一定量(G/g)药粉于锥形瓶中,加入 V1/mL(过量)的 NaOH 标准溶液[浓度 c(NaOH)/mol·L-1], 于水浴上加热使乙酰基水解完全 -1 后,再用 HCl 标准溶液[浓度 c(HCl)/mol·L ]回滴,以酚酞为指示剂,耗去 HCl 溶液 V2/ mL。请列出求算每片药中含有乙酰水杨酸的质量(g/片)的计算式。 已知乙酰水杨酸可溶于 NaOH 溶液中,并生成水杨酸盐和乙酸盐。其溶解反应式可表 示为:

乙酰水杨酸的摩尔质量为 180.2g·mol-1, 水杨酸的 pKal=3. pKa2=13. 乙酸的 pKa=4. 0, 1, 75 四.本大题有 2 个小题,共 13 分 21.(4 分)铜不能与稀硫酸直接反应,本实验中将适量浓硝酸分多次加入到铜粉与稀硫

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酸的混合物中, 加热使之反应完全, 通过蒸发、 结晶可制得硫酸铜晶体(装置如图 1、 所示)。 2

(1)把浓硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中的目的是_________________________。 (2)图 2 是图 1 的改进装置, 其优点除可以防止倒吸外还有:_______________________。 22.(9 分).已知下列物质的物理常数如下:苯甲酸:白色 固体,密度 1.2659,熔点 122℃,沸点 249℃。甲醇:无色液 体,密度 0.7915, 熔点-97.8℃,沸点 64.65℃。苯甲酸甲 酯:无色液体,密度 1.0888,熔点-12.3℃, 沸点 199.6℃。乙酸:熔点 16.6℃,沸点 117.9℃。乙 醇:熔点一 117.3℃,沸点 78.5℃。乙酸乙酯:熔点-83.6℃, 沸点 77.1℃ (1).下图为课本上制取乙酸乙酯的实验装置图,请回答下列问 题:①实验室制备乙酸乙酯的化学方程式为___________________________; ②用上述装置制取乙酸乙酯时,为提高原料乙酸的利用率所采取的措施有 _____________; (2).实验室用苯甲酸和甲醇反应制取苯甲酸甲酯时用了右图装置(画图时省 略了铁夹、导管等仪器):①实验室制取苯甲酸甲酯为什么不同样使用制取 乙酸乙酯的装置? ____________________________________________; ②制得的产品含有多种杂质,如何提纯产品(只需写出所用试剂和操作名 称)? ______________________________________________________________ 五.本题包括 3 个小题,共 26 分 23.(8 分)金属钛被誉为“二十一世纪金属”,有“生物金属,海洋金属,太空金属”美称; 具有低密度、高强度,耐腐蚀、耐高温,记忆能力等优良性能。金属钛的制备主要包括下面 几个步骤: ①用硫酸溶解钛铁精矿(FeTiO3),溶解后水浸、冷却、结晶得到副产品绿矾; ②所得滤液水解充分后得到沉淀 A 和稀硫酸,稀硫酸循环利用; ③高温煅烧沉淀 A 得到化合物 B,B 是重要的白色颜料; ④化合物 B 在高温条件下氯化时得到化合物 C 和一氧化碳气体, 其中 C 在常温下呈液态, 且极易水解,可以用作军事烟雾剂; ⑤高温下用金属镁还原 C 得到金属钛。 (1)金属钛在加热时可以与浓 NaOH 溶液作用,写出钛与热的浓碱作用时的离子方程式: _________________________________;写出主族金属元素中与此相似的一个离子反应方 程式:_____________________________________。 (2)写出第④步的化学反应方程式____________________________。 (3)用化学方程式表示 C 为什么可以用作军事烟雾剂:_________________________。

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24.(10 分)铜是一种重要的金属元素,铜元素与银元素同处第ⅠB 族,+l 价的铜和+l 价的银都可形成二配位的络离子,如 Ag(NH3)2+、AgCl2-、Cu(CN)2-等,含铜最丰富的自然 资 源是黄铜矿(CuFeS2)。 (1)从黄铜矿冶炼粗铜的传统工艺是将精选后的富铜矿砂与空气在高温下煅烧,使其转 变为铜,完成下列 2 个化学方程式: ①CuFeS2+O2 一 Cu2S+Fe3O4+SO2 ②Cu2S+O2 一 (2)但是,这种方法的缺点是副产物 SO2 会导致大气的污染,同时要消耗大量的热能。 现有一种湿法冶炼技术,其步骤是: ①用 FeCl3、CuCl2 的混合液处理富铜矿砂,使 CuFeS2 中的 Cu 转变为难溶的氯化物 A, 硫元素转变为硫单质沉淀 ②将沉淀分离出来,用氯化钠溶液处理所得的沉淀物,使 A 溶解变成化合物 B,从而 和硫单质分离; ⑨控制条件使 B 在溶液中通过歧化反应生成铜,母液中的一种成分可以在处理铜矿砂 时循环使用,指出 A、B 各是什么物质,写出①、③步中的化学方程式。 25.(8 分)已知右图中所有物质均为化合物,A、 C 的水溶液呈碱性,且 C 是一种强碱, F、G 的水溶液呈酸性。B 为红褐色沉淀,化合 物 G 在常温下呈气态,其水溶液是一种常见的 强酸,A、C、D、E 焰色反应呈黄色。A、D 的 水溶液都有杀菌消毒作用。 A、B、C 反应时, 物质的量之比为 3:2:4。其它物质相互间的转 化关系如图所示(各反应在常温下即可发生;多 数反应的生成物没有写完整)。请写出:(1)A 的 化 学 式 _____________ , C 的 电 子 式 : _________________; (2)A、B、C 三者发生反应的离子方程式:__________________________ (3)已知 D 和 G 反应时还有使带火星的木条复燃的气体产生,则 D 和 G 反应的化学方 程式为:____________________________________。 六.本题共 2 个小题,共 16 分 26.(本题共 6 分) (1)化学是生命的语言,生命是建筑在原子、分子与复杂的化学反应之上的。根据大部 分已被接受的模型,宇宙开始于 150 亿年前的一次大爆炸,至今宇宙还在持续扩张。就整体 而言,当宇宙冷却时,宇宙的历史可以看作是从元素到复杂的粒子弋系列的收缩。当然,正 如我们所知,生命在室温的地球是一种奇特的现象。 大部分的轻元素,如氢及氦,在大爆炸后扩张的几分钟内即形成。在宇宙中,当星球形 成时温度将由下降而开始回升。在化学领域中,星球是很重要的,因为生命所需的重元素是 由星球内部温度超过一千万度制造出来的。 合理地排列下列的字符串, 使其能符合宇宙中超 过 99%都为氢或氦的事实。 a 一( )一( )一( )一( )一( )-( )一( )-( )一( ) a.夸克→质子,中子 b.1014 细胞→人类 c.H,C,N,O→H2,CH4,NH3,H20(在宇宙中) d.质子,氦原子核+电子→中性 H,He 原子 e.蛋白质,核苷酸,细胞膜→第一个细胞

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f.质子,中子→氦原子核 g.H2,He,CH4,NH3,H2O,灰尘→太阳系 h.H,He 原子→再解离,第一个星球与银河生成 i.质子,氦原子(轻元素)→重元素,如 C,N,O,只 S,Fe,U;超新星爆炸 j.H2,CH4,NH3,H20 等→地球上的氨基酸,糖类,氨基酸碱基,磷酸酯 (2)人体是由细胞所组成的,而细胞由原子组成。人体大约三分之二的质量是水,这表示 细胞大约三分之二的质量是水。估算一个重 60kg 的人体约由多少个原子组成。(提示:可考 虑一个水分子中三个原子的平均相对原子质量, 再由你自己考虑其它分子如蛋白质、 脂肪或 碳水化合物的平均相对原子质量) 27.(10 分)760℃和 101.3kPa 下,令氢气和氦气(体积比为 1 :1)慢慢通过盛有熔融 AgBr 的 舟皿,而 使部 分 AgBr 还原 为 Ag。然后让反应后的气 体通过盛 有 40.00 mL 0.1000 mol·L-1NaOH 的洗气瓶(溴单质被 NaOH 溶液吸收时,所生成的盐是两种强酸盐),并收集干 燥后的尾气。某次实验后, 洗气瓶内的溶液可以被 l0.00 mL 0.1000 mol·L-1 的 HCl 溶液中和, 并在 27.0℃ 101.3kPa 下收集得干燥尾气 492.4mL(已知 760℃时纯 HBr 气体有 16.67%分解为 单质)。 (1)写出该实验过程中所发生的全部反应的方程式,并配平。 (2)计算舟皿中银单质的物质的量。 (3)计算尾气中氢气的物质的量。

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