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2013年全国化学竞赛初赛模拟试卷一


2013 年全国化学竞赛初赛模拟试卷(1)
(时间:3 小时 满分:100 分) 命题:齐树文
题 号 满 分
H 1.008 Li 6.941 Na 22.99 K 39.10 Rb 85.47 Cs 132.9 Fr [223]

1 2

2 6

3 8

4 8



5 9

6 8

7 10

8 8

9 7

10 8

11 7

12 9

13 10
He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

相对原子质量
Be 9.012 Mg 24.31 Ca 40.08 Sr 87.62 Ba 137.3 Ra [226] B 10.81 Al 26.98 Ga 69.72 In 114.8 Tl 204.4 C 12.01 Si 28.09 Ge 72.61 Sn 118.7 Pb 207.2 N 14.01 P 30.97 As 74.92 Sb 121.8 Bi 209.0 O 16.00 S 32.07 Se 78.96 Te 127.6 Po [210] F 19.00 Cl 35.45 Br 79.90 I 126.9 At [210]

Sc Ti V Cr Mn Fe Co 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 La- Hf Ta W Re Os Ir Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 Ac- Rf Db Sg Bh Hs Mt La

Ni 58.69 Pd 106.4 Pt 195.1 Ds

Cu 63.55 Ag 107.9 Au 197.0

Zn 65.39 Cd 112.4 Hg 200.6

第一题(2 分)
微波是一种高频电磁振荡,微波炉就是利用高频电磁振荡使食品中粒子也产生振荡而发 热。现代医学上使用的微波手术刀进行外科手术,其好处主要是使开刀处血液迅速凝固而减少 失血,其作用原理是什么?

第二题(6 分)
化学酱油是利用豆饼粉与 20%盐酸加水加热沸腾数十小时后成为酱色液体, 冷却后加入饱 和碳酸氢钠溶液搅动,再经脱色即成。 1.豆饼的主要成分是 ,酱油的主要成分是 。 2.加盐酸并加热的目的是什么? 3.加饱和碳酸氢钠溶液的目的是什么? 4.脱色是用氯气还是其它物质?

第三题(8 分)
今 年 是 杰 出 的 奥 地 利 化 学 家 约 瑟 夫 · 施 密 特 ( Josef 劳 Loschmidt)逝世 110 周年,1861 年他著的《化学研究》第一卷 中就有如右图的物质圈图 E。E 的合成路线如下: E 1.写出 A~E 的结构简式; 2.系统命名法命名 D 3.上述属于消去反应的有 (填序号) 4.与 E 互为同分异构体且能使溴的四氯化碳溶液褪色还能与碳酸氢钠溶液反应的异构体
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种。

第四题(8 分)
+ 某学生做了如下一个实验:取 0.1mol/L Fe3 试液 2 滴,加入过量的 8mol/L 浓度的 NaOH 溶液,离心分离,取离心液酸化,滴加 K4[Fe(CN)6]溶液。 1.滴加 K4[Fe(CN)6]溶液的目的是什么?可观察到什么现象? 2.写出上述反应方程式; 3.对离心液酸化应选何种酸(盐酸、硫酸、硝酸)?为什么?

第五题(9 分)
下表是元素周期表中第一、第二周期 10 种元素的某种性质的一组数据(所列数据的单位 是相同的) 。除带“??”的四种元素除外,其余元素都给出了该种元素的全部该类数据。 (H) (He) 13.6 24.6 54.4 (Li) (Be) (B) (C) (N) (O) (F) (Ne) 5.4 9.3 8.3 11.3 14.5 13.6 17.4 21.6 75.6 18.2 25.2 24.4 29.6 35.1 34.9 41.6 122.5 153.9 37.9 47.9 47.4 ?? ?? ?? 217.7 259.4 64.5 72.5 ?? ?? ?? 340.2 392.1 97.9 ?? ?? ?? 489.9 552.1 ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? 1.每组数据可能是该元素的 ; 2.同周期自左往右各元素原子的第一个数据总体变化趋势是_______; 与前后元素相比,由于该元素的数值增大得较多而变为反常的元素是在________族,造成 上述反常情况的可能原因是 。 3. (1)同一元素原子的一组数据是约以倍比关系增大,可能的主要原因是什么? (2)每个元素的一组数据中个别地方增大的比例特别大,形成突跃(大幅度增大) ,从 中可以证明原子结构中的什么结论。

第六题(8 分)
有一种矿物,现用下述方法对它进行分析,据所得结果,求该矿物的化学式。 ①用过量盐酸溶解一份矿样 0.3000g,所得溶液用水稀释至 100mL,在这过程中放出 44.80mL CO2(标准状况) 。 ②取 25.0mL 所得溶液,需要用 25.00mL 浓度为 0.0200mol/L 的 EDTA 滴定才达到终点。 ③用过量的稀硫酸去处理另一份 25.00mL 的溶液,得到 0.0583g 的白色沉淀。 ④另取一份矿样 0.300g,加强热煅烧使其分解,失重 29.3%(杂质不分解) ⑤煅烧产物放入水中,还有 0.0586g 不溶物(杂质不溶解) 求该矿物的化学式;并确定其百分含量。
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第七题(10 分)
将一定量 1.0mol/L CuSO4 溶液和 2.0mol/L NaOH 溶液混合,得到一种浅绿色沉淀 X。将 0.500g X 隔绝空气在 1000℃以上强热,得到一种红色固体 Y,质量为 0.316g。Y 溶于酸得到另 一种红色固体 0.141g。 1.如何检验得到的沉淀 X 组成中是否有 SO42-? 2.通过计算确定 X 和 Y 的化学式; 3.计算混合时 CuSO4 和 NaOH 溶液的体积比; 4.写出 X→Y 的反应方程式。

第八题(8 分)
某石墨回收厂,为将回收的石墨棒处理成疏松状的碳粉,采用浓硫酸蒸煮废石墨棒的落后 生产工艺,这种落后工艺所造成的恶劣后果是排入水体的废酸液导致严重环境污染。 1.写出浓硫酸蒸煮石墨的化学方程式 2.该生产工艺除对水体污染外,还有什么环境影响? 3.该厂每天向附近溪水中排放 400 吨废酸液,现某环保小组测得该溪水中污染指数如下: pH 值 水中悬浮物(mg/L) 氟化物(mg/L) 化学需氧量(CODmg/L) 1.8 7143 3100 2670 以上数据表明氟化物超过国家规定标准 310 倍,COD 超过国家规定标准 260 倍。 为净化这条溪水,除责令该厂停产整顿外,主管部门决定,建在这条溪水上游的某水库开 闸放水以稀释污染物。请计算溪水的流量应为每秒多少立方米时才能使该溪水中氟化物、COD 指标达到国家规定的排放标准,此时溪水的 pH 值为多少?(原小溪中水忽略不计)

第九题(7 分)
有机物 A 由碳、氯 2 种元素组成,其中含碳量为 22%;经检测 A 分子中 Cl 有 3 种不同的 化学环境。A 在 AlCl3 催化剂存在下,经二聚合而得 B;B 是白色无臭晶体,不挥发,几乎不 溶于水,不与硫酸、盐酸作用;B 为胃毒杀虫剂,对白蚁有特效。经检测,B 的相对分子质量 不超过 1000,且 B 分子中氯元素也只有 3 种空间位置。 写出 A、B 的化学式和结构式。

第十题(8 分)
右图所示结构为 NaTl 晶胞图, 可看作 Tl 形成金刚石构型, 而 Na 填充到其空隙中。已知 NaTl 立方晶胞参数 a=748.8pm; Na 原子半径和离子半径分别为 231pm 和 133pm;Tl 原子半径 和共价半径分别为 170pm 和 148pm。 1.计算晶体 NaTl 的密度。 2.求 Tl 原子成键情况和 Tl-Tl 键长。 3. 分析 NaTl 的结构讨论原子间的结构和该化合物的性质。
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第十一题(7 分)
某中学学习小组在帮助老师整理实验室的化学试剂时, 发现一盛 有白色固体的试剂瓶,标签破损(如右图) ,请你根据已掌握的知识, 对该药品可能是什么物质作出猜想(6 种) ,并设计实验验证。 1.猜想:这种试剂可能是____________________(6 种) ; 2.实验验证:

第十二题(9 分)
人们日常生活中广泛使用干电池,但电池中含有的重金属会严重污染环境,随着人们环保 意识的加强,对废旧电池的无害化处理和综合利用显得越来越重要。 1.锌-锰干电池表达式为: (-)Zn(s)∣ZnCl2)aq) ,NH4Cl(aq)∣MnO2(s),C(s)(+) (1)请写出阳极和阴极的电极反应(MnO2 在阴极上还原为三价的 MnO(OH)) ; (2)次级反应的主要产物是微溶的 Zn(NH3)2Cl2,请写出次级反应的离子反应方程式和总 电池反应。 2.采用湿法硫酸浸取锌锰干电池(并加入 FeS)的处理工艺方法,制取的硫酸锌和硫酸锰 用于配制复合微肥,具有一定的实用价值。 (1)该反应另外加入 FeS,作用是 。 (2)请写出该反应的两个化学反应方程式 (3)硫酸锌和硫酸锰溶液中可能会引入的新杂质是什么,如何除去?

第十三题(10 分)
在装有电磁搅拌、恒压漏斗和装置 X 的 100mL 烧瓶中,用γ -丁内酯(0.2mol) 、无水乙 醇(0.7mol) 、溴水(0.3mol/7.2mL)和红磷(0.2mol) “一锅煮”可合成γ -溴代丁酸乙酯。 1.在烧瓶和漏斗中应分别放置哪些试剂? 2.写出 2 步制备反应方程式 3.装置 X 应该是什么? 4.有机产物与无机产物分离的实验方法是什么? 5.本实验最主要的有机副产物是什么?分离该副产物的实验方法是什么? 6.本实验在 0℃冰水浴中进行制备,如果温度升高,会增加哪种副产物。 7.相对于直接用 HBr 进行制备,本实验的最显著优点是什么?

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参考答案(0555)
第一题(2 分) 微波使局部血液受热而使血液胶体凝固 第二题(6 分) 1.蛋白质 氨基酸(各 1 分) 2.为了加速蛋白质的水解(1.5 分) 3.为了中和盐酸(1.5 分) 4.活性炭(1 分) 第三题(8 分) 1.A: D: -CH(OH)CH2CHO -CHBrCHBrCOOH B: E: -CH=CHCHO C: -CHBrCHBrCHO -CH=CHCOOH(各 1 分)

2.3-苯基-2,3-二溴丙酸(1 分) 3.②④(1 分) 3.4(1 分) 第四题(8 分) 1.检验 Fe3+的离子的存在(1 分) 生成兰色沉淀(1 分) 2.Fe3++6OH-=Fe(OH)63-(或 Fe3++4OH-=FeO2-+2H2O) (1.5 分) Fe3++Fe(CN)64-+K+=KFe[Fe(CN)6]↓(1.5 分) 3.硫酸(1 分) 盐酸中一般含有 Fe3 ,会干扰检验(1 分) 硝酸具有氧化性,会破坏 Fe(CN)64 (1 分) 第五题(9 分) 1.电离能(原子逐个失去电子所吸收的能量) 分) (2 2.增大(1 分) ⅡA、ⅤA(1 分) 它们的核外电子排布处于半充满或全充满状态(2 分) 3.原子失去一个电子后,变为阳离子,再失电子更难,吸收的能量成倍增加。 (1.5 分) 原子核外电子是分层排布的(1.5 分) 第六题(8 分) 由①④得,该物质为碳酸盐,含“CO2”2mmol,0.088g(1 分) 由②得含金属离子至少 2mmol(1 分) 由③得白色沉淀为 BaSO4,即该物质中有“Ba”1mmol(1 分) 因此该物质应为复盐,还有+2 价离子,由⑤得其氧化物不溶于水(1 分) 另一+2 金属为 1mmol,原子量<42.6(1 分) 满足条件的只有 Be 和 Mg,即 BeBa(CO3)2 和 MgBa(CO3)2(2 分) 百分含量分别为 88.8%和 93.9%(1 分) 第七题(10 分) 1.把绿色沉淀 X 用蒸馏水多次洗涤,至洗涤液中用 BaCl2 溶液检验不出 SO42-后(1 分) , 用稀盐酸溶解绿色沉淀(1 分) ,此时再用 BaCl2 溶液检验,溶解液中有大量白色 BaSO4 生成,
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- +

示绿色沉淀中有 SO42 (1 分) 。 2.Y 为 Cu2O(1 分) 因为 Cu2O︰Cu=0.316︰0.141(1 分) nCuSO4: 设沉淀组成为 mCu(OH)2· (97.56m+159.60n)︰71.55(m+n)=0.500︰0.316(1 分) 则 m︰n=3︰1(1 分) X 为 3Cu(OH)2· CuSO4 或 Cu4(OH)6SO4(1 分) 3.4︰3(1 分) 4.Cu4(OH)6SO4 第八题(8 分) 1.C+2H2SO4(浓) 2SO2↑+CO2↑+2H2O(2 分) 2.SO2 污染大气形成酸雨(产生 CO2,加剧温室效应) 分) (1 3.应选择超标量严重的氟化物作为计量标准:国家规定允许氟化物排放标准为 3100mg/L/310=10mg/L, 1 升超标的溪水可被 X 升溪水稀释为允许排放标准, 设 则有:3100/(1 +x)=10mg/L x=309L,即每排放 1L 该污染溪水,需从水库放出 309 升水以稀释之。 分) (2 10 设排放 400 吨废酸液需从水库放水 ym3,则:4× 5L︰y=1︰309 60× 流速为:123600m3/(24× 60s)=1.43m3/s(1.5 分)
+ + 其 pH=-lg(H )=1.8,pH=-lg(H )/310=1.8+lg3.1+lg100=4.3(1.5 分)



2Cu2O+3H2O↑+SO3(SO2)↑+O2↑(1 分)

y=123600(m3),则溪水

第九题(7 分) A:C5Cl6 B:C10Cl12(各 1.5 分)

(各 2 分)

第十题(8 分) 1.7.20g/cm3(3 分) 2.Na?Tl 间距离为 a/2=374pm,相隔较远。 Tl-Tl 间距离(d)为:d=324pm(1 分) 比 Tl 的共价半径和 296pm 长,比 Tl 的金属原子半径之和 340pm 短。 Tl 原子按正四面体形成键。 同样 Na—Na 间的距离也为 324pm,比 Na 的金属原子半径之和 462pm 短。 分) (1 3. 根据金属间化合物 NaTl 的晶体结构, 通常认为 Tl 原子采用 sp3 杂化轨道形成共价单键, 由于 Tl 原子只有 3 个价电子,在合金晶体形成时,要发生电荷转移,从 Na 原子处获得一个电
+ - 子,形成 Na Tl ,由 Tl 组成带负电的金刚石型骨架结构,每个 Tl-Tl 键为正常的共价单键。

从 Na 原子间距离分析,由于它电荷转移,半径变小,Na?Na 间除形成金属键外,还有 Na ? Tl-的离子键。所以这一结构同时含有共价键,金属键和离子键。 分) (2 这类结构的化合物(如 LiZn,LiCd,LiAI,LiGa,LiIn,NaIn,NaTi)具有明显金属性:有金 属光泽,能导电,电阻随温度增高而加大,组成可变。它也具有共价键和离子键形成的化合物
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的性质:磁性测量结果显著偏离纯金属的顺磁性,NMR 谱中ⅢA 族元素显示的化学位移比纯 金属低。已发现 LiAI 是一种优良的快离子导体。这些性质都和这类化合物的结构和键型有关。 (1 分) 第十一题(7 分) 1.Na2SO4、Na2CO3、Na2SiO3、Na2SO3、Na2C2O4、Na2S2O3(1 分) 2.分别取少量该固体放入试管中,加水溶解,向其中加入稀盐酸。 如果出现白色沉淀,则原固体是 Na2SiO3; 分) (1 若产生无色、无味的气体,则原固体是 Na2CO3; 分) (1 若产生无色、有刺激性气味的气体,则原固体是 Na2SO3; 分) (1 若产生无色、有刺激性气味的气体和淡黄色浑浊,则原固体是 Na2S2O3; 分) (1
+ 若无明显现象出现,再滴加 KMnO4/H 溶液,紫色褪去,则原固体是 Na2C2O4; 分) (1

若无明显现象出现,再滴加 KMnO4/H 溶液,还无现象,则原固体是 Na2SO4。 分) (1 第十二题(9 分) 1. (1)阳极:Zn(s)→Zn2 (aq)+2e (1 分) 阴极:2MnO2(s)+2H2O(l)+2e →2MnOOH(s)+2OH (aq) 分) (1 (2)次级反应:Zn2 +2OH +2NH4 +2Cl →Zn(NH3)2Cl2+2H2O(1 分) Zn(s)+2MnO2(s)+2NH4Cl(aq)→2MnOOH(s)+Zn(NH3)2Cl2(1 分) 2. (1)还原剂,将四价锰还原为二价锰; 分) (1 (2)9MnO2+2FeS+10H2SO4→9MnSO4+Fe2(SO4)3+10H2O(1.5 分) Zn+H2SO4+H2O→ZnSO4+H2↑(0.5 分) (3)引入新杂质 Fe3 (1 分) 第十三题(10 分) 1.烧瓶:γ -丁内酯、无水乙醇、红磷 漏斗:溴水(1 分) 2.2P+3Br2+6H2O=2H3PO3+6HBr(1 分) +C2H5OH+HBr→Br(CH2)3COOC2H5+H2O(2 分) 3.尾气接收管(1 分) 4.萃取分液(1 分) 5.CH3CH2Br(1 分) 蒸馏(1 分) 6.γ -溴代丁酸(1 分) 7.HBr 气体在反应混合液中直接产生,不需要专门的气体发生装置,利用率高(1 分)
+ + - + - - - + -



调节 pH 使沉淀 Fe3 (1 分)



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