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2010年全国高中化学竞赛四川省预赛


射洪中学全国高中学生化学竞赛预赛训练题(四川赛区)
● 本试卷共 8 页,10 个大题,满分 100 分。 ● 竞赛时间 3 小时。迟到超过半小时者不能进入考场。开始考试后 1 小时内不得离场。 时间到,把试卷(背面朝上)放在桌面上,立即起立撤离考场。 ● 试卷装订成册,不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。草稿纸 在最后一页。不得持有任何其他纸张。

● 姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置,写在其他地方者按废卷论。 ● 允许使用非编程计算器及直尺等文具。
H 1.008 Li Be B C N O F He 4.003 Ne

6.941 9.012 Na Mg

10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 AI Si P S Cl Ar

22.99 24.31 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95 Ga Ge As Se Br Kr

39.10 40.08 44.96 47.88 50.94 52.00 54.91 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe

85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3 Cs Ba Hf Ta W Re Os 1r Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

132.9 137.3 La-Lu 178.5 180.9 183.9 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210] [210] [222] Fr Ra Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Uuu Uub Uut Uuq Uup

[223] [226] Ac-Lr [262] [266] [264] [277] [268] [281] [272]

第 1 题(10 分)现有四种短周期元素 X、Y、Z、W,其中: ①X、W 原子的电子层数与最外层电子数之比分别为 3:1 和 1:3 ②Y 原子是元素周期表中原子半径最小的 ③Z 是形成化合物种类最多的元素 请回答下列问题: 1-1 X 元素在周期表中的位置是 每种元素只填一种离子) 。 1-3 化合物 X2W2 的电子式是 。 。 1-4 向含 1mol Na2SiO3 的溶液中缓慢通入 2mol 的 ZO2,反应的离子方程式是 。反应后溶液中阴离子浓度由大到小的顺序是 (填化学式) 。 第 2 题(10 分)已知 A 为常见金属,X、Y 为常见非金属,X、E、F、G 常温下为气体,C 为液体,B 是一种盐,受热极易分解,在工农业生产中用途较广(如被用作某些电池的电解 质) 。现用 A 与石墨作电极,B 的浓溶液作电解质溶液,构成原电池。有关物质之间的转化
1

。 (填离子符号且

1-2 上述四种元素中, 只由一种元素的原子构成的离子是

1-5 由 Y、Z、W 元素中的两种或三种可以组成多种分子,其中含有 18 个电子的分子是

关系如图(其中有些反应的条件及部分生成物略去) 。 +氧气⑥ A B 溶液 X C 原电池 反应① +Y 高温⑦ C C D 无水晶体 +氧气 F C G C 电解 熔融③ +C H 浓溶液 Y C ④ A 氯气 E C +氧气 ② ⑤ △ G C

D 溶液

请填写下列空白:

2-1 反应④为 A 在某种气体中燃烧,生成单质 Y 和 A 的氧化物,其反应方程式为: 。 2-2 反应②的化学方程式为 2-3 反应⑤的化学方程式为 2-4 原电池反应①的正极反应式为 。 。 。

第3题 (10 分) 加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末, 常温下很稳定, 加热至 560℃ 开始分解。在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质 反应。 工业生产碘酸钾的流程如下: 碘 氯酸钾 水 ① 反应器
除尽生成的 Cl2 冷却 结晶

氢氧化钾溶液 ② KH(IO3)2 晶体) 溶解调节 pH=10
过滤除杂质

滤液



KIO3 成品

3-1 已知经步骤①在反应器发生的反应中,生成两种还原产物(一种为气体,另一种为 盐) ,请写出反应器中发生反应的化学方程式: 3-2 参照下表碘酸钾的溶解度,操作③得到碘酸钾晶体,你建议的方法是: 。 温度/℃ KIO3g/100g 水 20 8.08 40 12.6 60 18.3 80 24.8 。

3-3 已知:KIO3 + 5KI + 3H2SO4 = 3K2SO4 + 3I2 + 3H2O I2 + 2S2O32- = 2I + S4O62检验加碘食盐中的碘元素,学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应。用四氯 化碳检验碘单质时,将溶液振荡,静置,看到的明显现象有 3-4 测定加碘食盐中碘的含量,学生乙设计的实验步骤如下: a. 准确称取 wg 食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解; b. 用稀硫酸化所得溶液,加入过量 KI 溶液,使 KIO3 与 KI 反应完全;
2



c. 以淀粉为指示剂,逐滴加入物质的量浓度为 2.0×10-3mol/L 的 Na2S2O3 溶液 10.0mL 恰好反应完全。则加碘食盐样品中的碘元素含量是 式表示) 。 学生丙又对纯净的 NaCl(不含 KIO3)进行了下列实验: 操作步骤 取 1g 纯净的 NaCl,加 3mL 水配成溶液。 滴入 5 滴淀粉溶液和 1mL 0.1mol/L KI 溶液,振荡。 然后再滴入 1 滴 1mol/L 的 H2SO4,振荡,静置 。 3-6 根据学生丙的实验结果,请对学生乙的实验结果作出简要评价: 。 第 4 题(10 分) 金刚石和石墨是碳的同素异形体。金刚石硬度大,它在工业上被大量 地用于切削、研磨和拔丝拉模等方面。形状完整的金刚石还用于制造首饰等高档装饰品。金 刚石晶体经 x-射线衍射法测得其晶胞如下图所示: 由图可知,在立方晶胞的 8 个顶点处,6 个面心 处,以及 4 个相间小立方体的体心处(即 4 个不共面 的小立方体的体心处)各有一个碳原子。已知碳原子 半径为 0.77×10-8cm。 请解答下列问题: 4-1 金刚石属于 4-2 碳原子采取 其配位数为 4-3 碳原子间的相互作用力为 4-4 晶胞中碳原子的个数为 。 类。 。 。 (填晶体类型) 。 (填杂化轨道类型) , 实验现象 溶液无变化 溶液无变化 颜色变蓝色 mg/kg(以含 w 的代数

3-5 请推测实验中产生蓝色现象的可能原因,用离子方程式表示:

4-5 晶胞中,由于碳原子所处的空间环境不同,可将碳原子分为 4-6 程、结果) 。

假设晶体中每个碳原子与其最近的碳原子相切, 试计算金刚石的密度 (写出计算过

第 5 题(8 分) 气体离子按其质荷比(质量 m 和电荷 e 的比值 m/e)不同,在电磁场中
3

分离开来记录得到的图谱便是质谱。质谱的用途之一是可进行同位素质量和丰度的测定。下 图是氟和溴的质谱示意图。 (均为+1 价离子) (已知氟只有一种天然同位素 19F,溴有两种天 然同位素,79Br 和 81Br)

(a)氟的质谱图

(b)溴的质谱图

5-1 图(a)中,氟有两个峰,且一个峰质量为另一个的 2 倍,给出简要说明。

5-2 图(a)中,为什么质量较大的峰占有明显优势?

5-3 图(b)中,有 5 个峰,且分为两组峰,试指出每个峰所代表的物质。

5-4 估计溴的两种同位素的丰度的比值为 图如下:



第 6 题 (10 分) 澳大利亚 Murdoch 大学的科研人员研发出了一种锌 / 溴电池,其示意

4

6-1 指出该电池的正负极或阴阳极。

6-2 写出该电池的电极反应式和电池反应式。

6-3 写出该电池的电池表示式。

6-4 该电池放电 1 小时后, 两电极的质量有无变化?若有变化, 其改变量为多少克? (假 设放电时, 外电路中的电流强度为 0.1 安培) (提示: 1mol 电子电量=1 法拉第电量 (F) =96500 库仑)

第 7 题(12 分) 工厂化验员检验某含有 KBrO3、KBr 及惰性物的样品。化验员称取了 该固体样品 1.000g,加水溶解后配制到 100mL 容量瓶中。 A)第一次从容量瓶中准确吸取了 25.00mL 溶液,加入少量稀 H2SO4,然后用 Na2SO3 还原样品中的 BrO3-为 Br-。B)去除过量的 SO32-后调至中性。C)用莫尔法(莫尔法是在中 性条件下,用铬酸钾为指示剂,用硝酸银为滴定剂的一种沉淀滴定法)测定 Br- ,计消耗 0.1010mol·L-1AgNO3 10.51mL。D)第二次另吸取 25.00mL 试液用 H2SO4 酸化后加热除去 Br2,再用碱液调至中性,滴定过剩 Br-时消耗了上述 AgNO3 溶液 3.25mL。 7-1 请写出 A)C)D)三步的相应的化学反应方程式。

5

7-2 通过以上二次滴定,计算试样中 KBrO3 和 KBr 的质量分数。

第 8 题(10 分) 有机物 A 含有 C、H、O 三种元素。A 的相对分子质量 MA=58。完全 燃烧一定量的 A,所得产物的物质的量之比为 1:1。 8-1 A 的化学式是 8-2 C 的结构式。 。 B 和 C 是 A 的同分异构体,它们均为结构上具碳碳双键的稳定化合物,写出 B 和

8-3 D 也是 A 的同分异构体,D 有手性,D 的结构式是:

8-4 D 的一氯取代物 M,是重要的有机合成试剂。M 与氢氧化钠溶液共热产物为 N;N 在浓硫酸催化下加热产物为 O:O 与银氨溶液作用后酸化,产物为丙烯酸。 (1)M 生成 N 的化学方程式是:

6

(2)N 生成 O 的化学反应类型是:

第 9 题(10 分)一种隐形眼镜镜片材料的聚合物链节式是 该聚合物可以乙烯为原料经下面步骤合成: O2 催化剂 乙烯 O2 催化剂 F+B 9-1 已知 A 为 C: 催化剂 C HCN D H3O+ E △ -H2O F A H3O+ B

G

聚合

产物

,请写出 C、D、E 的结构式。 D: E:

9-2

F 和 B 生成 G 的化学方程式是:

7

第 10 题(10 分) 莽草酸是制备抗甲流感药物达菲的原料,它的结构(用 A 表示)如图: 10-1 A 的化学名称是:

10-2 A 共有

个立体异构体。

10-3 ① 加成反应, ②取代反应, ③水解反应, ④消去反应, ⑤ 与三氯化铁溶液显色反应。 A 不能发生的化学反应是:

10-4 用 A 合成达菲,经多步反应。其中一步中间产物的结构(用 B 表示)为: 与 A 反应生成 B 的含氧有机化合物的结构式是:

10-5 达菲的结构(用 C 表示)如图: 在加热条件下 C 与氢氧化钠溶液反应, 1mol C 最多可消耗 mol 氢氧化钠。

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