四川省高中学生化学竞赛预赛试题及参考答案

2004年四川省高中学生化学竞赛预赛试题(本试卷满分100分,3小时完卷)一、(15分)填空题(每空1分)⒈在1-18号元素组成的化合物中具有三核10个电子的共价化合物是____________；具有三核20个电子的离子化合物是__________________。⒉某元素的气态氢化物HXR在某温度下分解为氢气和固体物质，在相同条件下体积为原来的1.5倍，分解前后气体的密度比为17：1，该元素原子核内中子数与质子数之差为1，该元素的符号为______，R原子核内中子数为______，R原子的电子排布式为________，R原子的最高氧化物的分子式为__________，其溶于水后生成物为。⒊由氨水和次氯酸盐溶液在弱碱性介质中反应可生成氯胺H2NCl，分子结构类似于NH3，H2NCl分子的空间构型为__________________，电子式为_________________，H2NCl中的氯的氧化数为________________。⒋近几十年发展起来的关于超重元素核稳定性理论认为：当原子核中质子和中子数目达到某一“幻数”(奇异的、有魔力的数)时，这个核将是特别稳定的。在周期表中铀以前的元素中具有2、8、20、28、50、82个质子或中子的核是特别稳定的，中子数126也是一个重要的幻数。氦、氧、钙、铅的质子数和中子数都是幻数，具有这种双幻数的原子核更为稳定。科学家们用计算机算出下一个具有双幻数的元素将是含114个质子和184个中子的第114号元素X(称为超重元素)。若已知原子结构规律不发生变化，该元素X就是第________周期第_____________族元素，其最高氧化物的分子式为_________，再下一个具有双幻数的超重元素是质子数为164、中子数为318的164号元素Y，它应是第___________周期第________族元素。二、(17分)写出下列有关化学反应方程式(每个方程式2分，填空1分)⒈在H2O2作用下可实现Fe(CN)63-与Fe(CN)64-之间的相互转化，在酸性溶液中H2O2可使Fe(CN)64-转化为Fe(CN)63-；在碱性溶液里H2O2可使Fe(CN)63-转化为Fe(CN)64-。写出以上相互转化的离子方程式。①酸性溶液中：②碱性溶液中：⒉哥伦比亚号航天飞机曾用金属铝粉和高氯酸铵混合物作固体燃料，当加热铝粉使其氧化可放出大量热，而使高氯酸铵分解产生大量气体作为航天飞机的推动力。试写出相关反应的化学方程式。①_____________________________________________________________________②_____________________________________________________________________消耗1mol高氯酸铵可产生_________mol的气体。阿波罗宇宙飞船使用氢氧燃料电池为动力，电池反应为2H2+O2=2H2O，以浓KOH溶液为电解质。写出电极反应式：③负极_______________________________________________________④正极_______________________________________________________⒊1982年前联邦德国达姆塔特重离子研究中心的科学家用冷态聚变法经5826Fe轰击20983Bi投篮109号元素，1984年该研究中心合成了第108号元素，它是在重离子加速器中用5826Fe轰击20982Pb产生聚变合成的。写出含109、108号元素的核反应方程式。在元素的左上角、左下角分别标出其质量数和质子数。①____________________________________________________________②____________________________________________________________三、(12分)某工厂生产中产生含Cr2O72-酸性工业废水。Cr是严重的致癌物质，绝不允许随意排放。一种治理含Cr2O72-酸性工业废水的方法是向废水中加入适当的NaCl，用Fe作电极进行电解，Cr2O72-被还原为Cr3+然后生成Cr(OH)3沉淀除去，废水则可以达到排放标准。请回答下列问题：⒈电解时发生的电极反应为：(各2分)阳极反应：_____________________________________________________阴极反应：_____________________________________________________⒉写出Cr2O72-转变为Cr3+的离子方程式：(2分)⒊与Cr(OH)3沉淀同时生成的沉淀还有_____________________。(2分)⒋电解过程中这些沉淀是怎样产生的？(4分)四、(10分)四氧化三铅俗名“铅丹”或“红丹”，化学式可以写为2PbO·PO2，铅丹用于制造铅玻璃，由于它有氧化性，涂在钢材上有利于钢铁表面的钝化，其防锈效果好，所以被大量地用于油漆船舶和桥梁钢架。今欲测定某样品四氧化三铅含量，称取Pb3O40.1000g，加酸溶解，得到含Pb2+的溶液，加热下用过量K2Cr2O7将Pb2+沉淀为PbCrO4，反应为2Pb2++Cr2O72-+H2O=2PbCrO4↓+2H+,冷却后过滤洗涤，将PbCrO4沉淀用HCl溶液溶解，加入过量KI，用0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定，终点时用去12.00mL。⒈写出PbCrO4沉淀溶解和滴定过程的化学方程式；（3分）解：⒉计算试样中Pb3O4的质量分数；（Pb3O4的相对分子质量为685.6）（4分）解：⒊用标准溶液滴定时应用指示剂？（1分）____________⒋加入过量KI后，反应需在暗处放置5-10分钟，为了防止生成的I2挥发，可选用何种仪器？(2分)___________五、(18分)晶体的最小重复单位是晶胞，晶胞一般为平行六面体(立方晶格为立方体)。NaCl属立方面心晶格，在NaCl晶胞中8个顶点各有一个Na+(顶点处的微粒为8个晶胞共有)，6个面心处各有一个Na+(面心处的微粒为两个晶胞共有)，故我们说Na+形成立方面心晶格，而在该晶胞的12条棱的中点处各有一个Cl-(棱心处的微粒为4个晶胞共有)，在该立方晶胞的体心处还有一个Cl-(立方体内的微粒为一个晶胞独有)，故Cl-也形成立方面B催化剂CNaOHADMgEHBrCH2=CH2HGHF3-甲基-3-戊醇水解D氧化水解心晶格。⒈按上述微粒数的计算规则，则一个NaCl晶胞中有____个Na+，____个Cl-。(每空1分)⒉KCl和NaCl的晶格型式相同。已知Na+离子的半径是Cl-离子的0.5倍，而又是K+离子的0.7倍，计算：KCl晶胞和NaCl晶胞的边长之比；KCl和NaCl晶体的密度之比。(相对原子质量：K：39，Na：23，Cl：35.5)(4分)解：⒊将NaCl晶胞中的所有Cl-去掉，并将Na+全部换成C原子，再在每两个不共面的“小立方体”中心处各放置一个C原子便构成了金刚石的一个晶胞，则一个金刚石的晶胞中有________个C原子。(1分)⒋计算金刚石的密度。(已知C原子的半径为7.7×10-11m，相对原子质量：12(4分)⒌白硅石SiO2属AB2型共价键晶体。若将金刚石晶胞中的所有C原子换成Si原子，同时在每两个相邻的Si原子(距离最近的两个Si原子)中心联线的中点处增添一个O原子，则构成SiO2晶胞，故SiO2晶胞中有_______个Si原子，______个O原子，离O原子最近的Si原子有_______个，离Si原子最近的O原子有_______个。(每空1分)⒍干冰(固态CO2)属于分子晶体。若把每个CO2分子抽象为一个质点(微粒)，则其晶胞也属于立方面心晶格，故一个干冰晶胞中有_________个CO2，在干冰分子中，原子之间靠_________________结合，CO2分子之间靠______________结合。(每空1分)六、(16分)卤代烃和金属镁在乙醚中反应生成烷基卤代镁(RMgX)，称为格林试剂，它是重要的有机合成试剂，可与羰基化合物反应制醇，反应过程如下：R－XRMgX现有乙烯和必要的无机原料合成3-甲基-3-戊醇，合成路线如下：请写出A、B、C、D、E、F、G、H物质的结构简式：(每空2分)A：___________________B：_____________________C：_________________________D：___________________E：_____________________F：_________________________C=OMg水解R─C─OMgX││R─C─OH││G：_________________________________H：_________________________________七、(12分)丙二酸二乙酯具有双重α-氢，呈现明显酸性，与卤代烃经下列步骤生成丙二酸类化合物，丙二酸类化合物不稳定，受热脱羧生成相应的一元羧酸：⒈反应(Ⅰ)属_________反应，反应(Ⅱ)属__________反应。(每空1分)⒉现取CH3CH2Br，依上述条件及过程可合成相应的稳定的一元羧酸A和B，请写出其结构简式。(每空2分)A：_________________________，B：_______________________________⒊如需合成稳定的一元羧酸△-COOH，所需溴代烃的结构简式为_______________，用此溴代烃还能合成稳定的二元羧酸A’和B’，其结构式为：(每空2分)A’：_________________________，B’：______________________________。2004年四川省高中学生化学竞赛预赛试题参考答案一、1、H2OLiHS或NaOH2、P161S22S22P63S23P3P2O5HPO3(H3PO4)3、三角锥形+14、七IVAXO2八IVA二、1、2Fe(CN)64-+H2O2+2H+====2Fe(CN)63-+2H2O2Fe(CN)63-+H2O2+2OH+====2Fe(CN)64-+2H2O+O2↑2、4Al+3O2====2Al2O32NH4ClO4△4H2O↑+2O2↑+Cl2↑+N2↑42H2+4OH-→4H2O(I)+4e-O2+2H2O(I)+4e-→4OH-3、5826Fe+20983Bi→267109M(或5826Fe+20983Bi→266109M+10n)5826Fe+20982Pb→267108M(或5826Fe+20982Pb→266108M+10n)COOC2H5CH2COOC2H5NaOC2H5,R-XCOOC2H5R-CHCOOC2H5①OH-/H2O②H+COOHR-CHCOOH△RCH2COOHNaOC2H5,R-XCOOC2H5R-C-R’COOC2H5①OH-/H2O②H+COOHR-C-R’COOH△RCHR’COOH∶∶∶∶Cl∶H∶H∶N∶三、1、Fe→Fe2++2e-2H++2e-→H2↑2、Cr2O72-+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O3、Fe(OH)34、答：电解过程中阴极附近由于H+在电极上还原，H2O不断电离产生大量OH-，OH-与Fe3+、Cr3+生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。四、1、解:(1)2PbCrO4+2H+=2Pb2++Cr2O72-+H2O(2)Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O(3)I2+2S2O32-=2I-+S4O62-2、解：Pb3O4→3Pb2+→3/2Cr2O72-→3×3/2I2→3×3/2×2S2O32-Pb3O4%=91.41%3、淀粉4、碘量瓶五、1、442、解：(1)已知rNa+=0.5rCl-,rNa+=0.7rk+，于是可得：0