1988年全国化学竞赛(初赛)试题与答案

第1页共5页1988年全国化学竞赛初赛试题一、（15分）厨房里有纯碱、食醋、明矾、植物油等四种物质。（1）写出所有的两种物质（此外，还可以用水）间反应的方程式和现象。（2）写出上述反应中各种产物（不包括可溶性产物和水）与（上述四种物质中）某种物质（还可以加水）反应的方程式。二、（4分）某人坐在带空调的车内踉在一辆卡车后面。此人根据何种现象可知前面这辆卡车是以汽油或柴油为燃料的。简述原因。三、（9分）火炮在射击后要用擦抹剂清除炮瞠内的铜（俗称挂铜）擦抹剂由K2Cr2O7），和(NH4)2CO3组成。当温度低于10℃，用擦抹剂时还要加少量NaOH以促进反应。（1）铜与擦抹剂反应的方程式（产物都是水溶性的）；（2）温度低于10℃时，加NaOH为什么能促进反应？写出反应式。四、（17分）现正开始使用一种安全气袋以防止汽车撞车时坐在驾驶室的人因向前冲撞发生意外。这种气袋内装有一种能在高温下分解出气体的混合物。例如有一种配方为：61～68％NaN3（叠氨化钠）、0～5％NaNO3、0～5％陶土、23～28％Fe2O3粉、1～2%SiO2粉、2～6％石墨纤维这些粉末经加压成型后，装在一个大袋子里，袋子放在驾驶室座位前。撞车时，约在10毫秒（10－3秒）内引发下列反应：2NaN3＝2Na＋3N2（365℃分解）反应在约30毫秒内完成，袋内充满N2气而胀大，阻止人体前冲。在以后的100～200毫秒内气体“消失”，所以不致使人反弹，同时袋内的钠变成氧化钠。（1）你认为完成上述引发分解、维持分解、生成气体的“消失”、Na变成Na2O过程各需什么物质。在配方里那一种物质起上述作用？（2）若气袋内放300gNaN3，在充满氮气时，袋内有多少体积（1大气压，300K）气体。若袋内气体压力达到4大气压（此时为350K）。问袋的体积有多大？（3）配方中Fe2O3的量是依照什么设计的？（4）叠氮离子中三个氮原于连成直线，N－N键等长（116pm）。写出其电子结构式；（5）怎样做到既使混合物在30毫秒内迅速分解，但又不燃烧、爆炸？五、（10分）具有族光性的化合物A（C5H10O4）和乙酸酐反应生成二乙酸酯，但不与费林试剂（是检验脂肪醛和还原糖试剂）反应。1摩尔A与稀酸加热得1摩尔甲醇和另一化合物B（C4H8O4）。B与乙酸酐反应得三乙酸酯。B经HNO3氧化可得无旋光性的二元酸C。写出A、B、C的结构式和有关反应式。六、（7分）(CH3)3SiCl水解产物为挥发性(CH3)3SiOH（沸点：99℃），后者脱水成(CH3)3SiOSi(CH3)3。（1）写出(CH3)2SiCl2水解并且脱水后产物的结构式；（2）写出(CH3)2SiCl2和少量CH3SiCl3水解并且脱水产物的结构式。七、（10分）制备三草酸络铁（Ⅲ）酸钾K3Fe(C2O4)3·3H2O的步骤如下：称取6.5g草酸亚铁FeC2O4·2H2O，悬浮于含10gK2C2O4·H2O的30cm3溶液中。由滴定管慢慢加入25cm36％的H2O，边加边搅拌并保持溶液温度为（约）40℃。加完H2O2后，把溶液加热至沸，即有Fe(OH)3沉淀。为溶解Fe(OH)3，先加20cm3H2C2O4溶液（10gH2C2O4·2H2O溶于水成100cm3溶液），然后在保持近沸的条件下滴加H2C2O4第2页共5页溶液直到Fe(OH)3“消失”为止（约加5cm3H2C2O4（溶液），不要加过量的草酸。过滤，往滤液中加30cm3乙醇，温热以使可能析出的少量晶体溶解。放在黑暗处冷却待其析出K3Fe(C2O4)3·3H2O晶体。（1）写出所有的反应方程式；（2）为什么要放在黑暗处待其析出晶体？（3）为什么要加乙醇？（4）FeC2O4·2H2O是难溶物，又不容易购到，因此有人建议：用(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O和H2C2O4·2H2O为原料（合成FeC2O4·2H2O就是用这二种原料）代替FeC2O4·2H2O，其他操作如上进行。请评价这个建议。八、（6分）用凝固点降低的方法测定在100％H2SO4中，下列酸碱平衡产物（离子）的物质的量（n）。写出配平的方程式。HNO3＋2H2SO4产物的n＝4H3BO3＋6H2SO4产物的n＝67I2＋HIO3＋8H2SO4产物的n＝16九、（6分）10cm30.20摩/升NH4＋的（绝对）乙醇溶液和10cm30.20摩/升C2H5ONa的（绝对）乙醇溶液混合。求所得溶液（20cm3）中NH4＋的浓度。附：（绝对）乙醇的电离常数K＝8.0×10－20，NH4＋的电离常数Ka＝1.0×10－10。十、（6分）玻璃容器被下列物质沾污后，可用何种洗涤剂洗去，写出有关反应式。若无法用洗涤剂使容器复原者，请说明原因。（1）盛石灰水后的沾污；（2）铁盐引起的黄色沾污；（3）碘的沾污；（4）硫的沾污；（5）用高锰酸钾后的沾污；（6）作银镜反应后的试管；（7）长期盛硫酸亚铁溶液的试剂瓶；（8）长期盛强碱溶液的试剂瓶变“毛”了。第3页共5页参考答案一、（1）3Na2CO3＋Al2(SO4)3＋3H2O＝Al(OH)3↓＋3Na2SO4＋3CO2↑现象：白色沉淀和气泡逸出。Na2CO3＋2HAc＝2NaAc＋CO2↑＋H2O现象：气体逸出Na2CO3＋C17H33COOH＝C17H33COONa＋NaHCO3现象：乳状液产物NaHCO3写成Na2CO3，Na2CO3和C17H33COOH产物为CO2，Na2CO3和Al2(SO4)3产物写成NaHCO3均给分（2）CO2：Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3Al(OH)3：Al(OH)3＋3HAc＝Al(Ac)3＋3H2OC17H33COONa：C17H33COONa＋HAc＝C17H33COOH＋NaAc二、卡车在起动、刹车时排出黑色废烟者，是以柴油为燃料的。柴油分子中碳原子数目多于汽油分子中碳原子数。三、（1）3Cu＋2K2Cr2O7＋12(NH4)2CO3＝[Cu(NH3)4]CO3＋[Cu(NH3)4](HCO3)2＋2[Cr(NH3)6](HCO3)3＋2KHCO3＋7H2O写离子式的给全分；（2）低于10℃，加NaOH使NH3更易成NH3，促进配合，和产物中HCO3－结合，使平衡右移。3Cu＋K2Cr2O7＋12(NH3)2CO3＋10NaOH＝3[Cu(NH3)4]CO3＋[Cr(NH3)6]2(CO3)3＋K2CO3＋5Na2CO3产物Cr(NH3)63＋错，但平衡，扣1分，产物中有CO2不给分。产物中有HCO3－反应物中OH－数目相应减少，方程式平衡的，不扣分。四、（1）NaN3分解供N2，陶土、SiO2吸附N2，Fe2O3使Na变成Na2O；（2）169.7（升）；49.5（升）（3）6Na＋Fe2O3＝2Fe＋3Na2O；（4）：或（5）原料粉碎，混匀、成型，使反应快、扩散快，反应足够快，所释之热“全”用于后续反应，而不使气袋明显升温。五、A．C5H10O4B．C4H8O4C．C4H6O4第4页共5页六、（1）Si－O交替成六、八元坏都给2分（2）写出交联结构给3分七、（1）6FeC2O3＋3H2O2＋6K2C2O4＝2Fe(OH)3＋4K3Fe(C2O4)3（由于溶液显碱性所以有部分Fe(OH)3生成）2Fe(OH)3＋3H2C2O4＋3K3C2O4＝2K3Fe(C2O4)3＋6H2O2．因为K3Fe(C2O4)3·3H2O（或答K3Fe(C2O4)3），见光容易分解。3．因K3Fe(C2O4)3见光容易分解及H2C2O4易受热分解使配合物破坏，所以不宜用加体浓缩的方法使之析出晶体。而用加入多量弱极性溶剂——乙醇，以降低溶剂混合物的极性，使配合物（络盐）在弱极性溶剂中溶解度降低（相似相溶原理）而结晶析出。4．不可取。因生成FeC2O4·2H2O同时溶液中有(NH4)2SO4和H2SO4。H2SO4是强酸将和C2O42－（弱酸根）结合成H2C2O4，降低配位体C2O42－的浓度，阻碍配合反应。在后而加乙醇时，(NH4)2SO4溶解度也降低，因而还有可能析出(NH4)2SO4晶体，使三草第5页共5页酸络铁酸钾晶体不纯。八、HNO3＋2H2SO4＝NO2＋＋2HSO4－＋H3O＋H3BO3＋6H2SO4＝B(HSO4)4－＋2HSO4－＋3H3O＋7I2＋HIO3＋8H2SO4＝5I3＋＋8HSO4－＋3H3O＋九、9.0×10－6mol·dm－3十、（1）用HCl或HNO3：CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋CO2＋H2O（2）用强酸：Fe(OH)3＋3H＋＝Fe3＋＋3H2O（3）用KI溶液：I2＋I－＝I3－（4）用NaOH溶液并适当加热：3S＋6OH－2S2－＋SO32－＋3H2O（5）用H2C2O4：2KMnO4＋11H2C2O4＝2KHC2O4＋10CO2＋2Mn(HC2O4)2＋8H2O附：①一般洗涤剂是过量的，所以反应满足在酸性介质中进行的条件；②用高锰酸钾后实际沾污物为MnO2，后者和H2C2O4（也是在酸性介质中进行）的反应式为：MnO2＋3H2C2O4＝2Mn(HC2O4)2＋2CO2＋2H2O（6）中等浓度的HNO3：3Ag＋4HNO3＝3AgNO3＋NO＋2H2O（7）用强酸：Fe(OH)3＋3H＋＝Fe3＋＋3H2O附：因为FeSO4中的Fe2＋被O2（空气）氧化成Fe(OH)3。8．玻璃瓶发“毛”是强碱和SiO2（玻璃中）反应之故，无法用洗涤剂复原。