2002-2008年化学竞赛江苏夏令营选拔试题分类

2002~2008年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)夏令营选拔赛试题分类目录氧化还原反应及电化学3化学平衡13原子、分子结构21晶体结构28配合物43有机化学502009真题模拟73氧化还原反应及电化学(2002年)4．(4分)在仅含有Al3+一种金属离子的某样品水溶液中，加入NH3－NH4Ac缓冲溶液，使pH＝9.0，然后加入稍过量的8－羟基喹啉，使Al3+定量地生成喹啉铝沉淀：Al3++3HOC9H6NAl(OC9H6N)3↓+3H+过滤并洗去过量的8－羟基喹啉，然后将沉淀溶于2mol·L－1HCl溶液中，即得8－羟基喹啉的酸溶液，用15.00mL0.1238mol·L-1KBrO3－KBr标准溶液(即KBrO3的浓度为0.1238mol·L-1，KBr过量)处理，产生的Br2与8－羟基喹啉发生取代反应为：HOC9H6N+2Br2HOC9H4NBr2+2H++2Br－待取代反应完全以后，再加入过量的KI，使其与剩余的Br2反应生成I2，最后用0.1028mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定析出的I2，终点时用去Na2S2O3标准溶液5.45mL。(1)写出Na2S2O3与I2反应的化学方程式：。(2)由以上实验数据可算得样品中Al的含量为mg。(2002年)9．(7分)实验发现，298K时，在FeCl3的酸性溶液中通入氢气，Fe3+被还原成Fe2+离子的反应并不能发生，但在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后反应该立即进行。有人用“新生态”概念解释此实验现象，认为锌与酸作用时产生的“新生态”氢原子H*来不及结合成H2即与FeCl3作用，反应式为：Zn+2H+2H*+Zn2+，H*+FeCl3FeCl2+HCl。但这种解释争议颇多。有化学工作者指出，根据298K时两电对的标准电极电势E$(Zn2+/Zn)＝－0.763V，E$(Fe3+/Fe2+)=0.771V和设计下述原电池实验即可判断上述解释正确与否：在两只烧杯中分别装入ZnSO4和FeCl3溶液，再在ZnSO4中插入锌片，在FeCl3中插入铂片，并加数滴KSCN使溶液呈红色，将两极用盐桥连接后，装有FeCl3溶液的烧杯中的红色逐渐褪去。如果在FeCl3溶液内加少量酸，褪色更快。请回答下列问题：⑴所设计的原电池符号是；⑵该原电池的正极反应是；负极反应是；原电池的总反应是。⑶上述关于“新生态”H*的解释是否正确(填“是”或“否”)，理由是：。⑷说明加酸后褪色更快的原因：。(2003年)第1题(共6分)实验室制备少量硅一般采用镁粉还原SiO2的方法，然后用稀盐酸洗涤产品以除去杂质。某同学在进行上述操作时，在制得的产品中加HCl洗涤时突然起火。⑴请用化学方程式解释：①稀盐酸洗涤产品可除去哪些主要杂质?②为什么加HCl洗涤时突然起火?⑵请设计一个实验来验证你的解释。(不必画出装置图，也不必指出具体化学药品，不要写方程式，只要简明指出方法。)(2003年)第5题(共7分)⑴吸取KIO4和KIO3试液25.00mL，在弱碱性条件下加入过量Ⅺ溶液使IO4－还原成IO3－，并析出碘，用0.1000mol·L1亚砷酸钠溶液滴定耗去10.00mL。⑵另取25.00mL该试液，在强酸性条件下，加入过量KI溶液，释放出的I2，用0.2000mol·L1Na2S2O3溶液滴定耗去50.00mL。写出有关的反应方程式：每毫升试液中含KIO4mg，KIO3mg。(2003年)第13题(共10分)室温下，Cr单质不受大气侵蚀，因而可被广泛地用来保护其他活泼金属。通常用电解铬酸溶液的方法镀铬。电解槽的阴极是欲镀铬的物体，阳极是惰性金属，电解液是含铬酐0.230kg·dm3、体积100dm3的水溶液。电解时使用了1500A电流，通电10.0h，阴极的质量增加了0.679kg。阴极和阳极放出的气体的体积比Vc/Va=1.603(体积是在相同条件下测定的)。⑴写出主要电解反应方程式。⑵此电镀的电解效率，即沉积出0.679kg铬耗用的电量占总用电量的百分比是多少?⑶由理论计算可得阴极和阳极放出的气体在标准状况下的体积比是多少?⑷阴极和阳极放出气体的反应的电流效率分别是多大?若发现你计算出的数据和题面给出的数据有差别，试解释这是你由于未考虑电镀时发生什么过程的缘故?(2004年)第3题(共6分)丙烯腈是合成纤维的重要原料之一，称取0.2010g部分聚合的丙烯腈样品，溶解在浓度为0.05mol·L－1的BF3O(C2H5)2甲醇溶液中，此甲醇溶液中已溶解0.1540g的无水乙酸汞(Ⅱ)。待反应完毕后，加入10mLNH3－NH4Cl溶液，5mLc(ZnY)=0.10mol·L－1的Zn(Ⅱ)-EDTA溶液，20mL水和数滴铬黑T。未反应的Hg(Ⅱ)与Zn(Ⅱ)－EDTA作用，所释放出来的Zn2+离子用0.05010mol·L－1EDTA溶液滴定，到达终点时用去2.52mL。回答下列问题：⑴写出丙烯腈与无水乙酸汞(Ⅱ)的甲醇溶液作用的化学方程式：；⑵简要说明上述反应中主产物的生成机理：；⑶加入10mLNH3－NH4Cl溶液的作用是；⑷样品中未聚合的丙烯腈的质量分数为。(2004年)第4题(共8分)高氯酸铵(AP)作为一种优良的固体推进剂被用于导弹和火箭发射上。传统制备高纯AP的方法是电解氯酸钠水溶液得到高氯酸钠，再与氯化铵进行复分解反应，经重结晶得到粗AP产品后，经多步精制、提纯得到高纯AP。Olin公司新近研究了一种制备高纯AP的新工艺，其基本方法是电解高纯次氯酸得到高纯高氯酸，再与高纯氨进行喷雾反应制成高氯酸铵。请回答下列问题：⑴写出由次氯酸电解制备高氯酸的电极反应和电池反应方程式：。⑵若以100A电流通电于次氯酸溶液20．0h，阴极放出H240．0g，阳极可得高氯酸g；此过程电流效率是。⑶与传统工艺相比，你认为新工艺有哪些优点：。(2005年)第2题(共8分)铝是一种重要的金属材料，广泛用于制作导线、结构材料和日用器皿，铝合金大量用于飞机和其它构件的制造。十九世纪曾以电解熔融氧化铝的方法制备金属铝，当时铝由于价格昂贵而只被贵族用作装饰品。现代工业上是通过在1000℃左右的高温下电解氧化铝和冰晶石(Na3AlF6)的熔融液制备铝的。请回答下列问题：⑴现代工业电解制备铝过程中正极和负极实际发生的反应分别为：在正极放电产生；在负极放电产生。⑵电解反应方程式为。⑶以现代工业方法制备的铝价格下降的可能原因是：。⑷若电流效率为75％，则制备1kg金属铝需以10A电流电解小时。⑸电解NaCl－AlCl3熔融液制备铝比电解Al2O3－Na3AlF6的熔融液制备铝节省电能约30％，为什么现在仍用后一种方法制备铝?。(2005年)第11题(共7分)用钠汞齐还原硝酸钠水溶液可得物质A，用NH2OH和CH3CH2NO2在NaOCH2CH3中反应也可得到物质A，已知A中N的质量分数为26.43％，A是氮的一种不稳定酸B的钠盐，该酸是火箭推进剂的成分。⑴试写出上述两个制得A的化学反应方程式。⑵试写出B和它的同分异构体的结构。(2007年)第3题（9分）纯净的SF6是一种无色无味的气体，具有良好的化学稳定性和热稳定性、卓越的电绝缘性能和灭弧性能。主要用于大型发电厂的介电绝缘介质，半导体制造业等。3-1工业上SF6通常是由电解产生的氟在高温下与硫反应来制备的。方法是将氟气与熔融硫磺反应，使反应器中的硫磺保持在120℃~180℃的熔融状态与通入的氟气反应。此法反应温度较易控制，须保证氟气适当过量。请给出氟气适当过量的理由：________________________________________________________________________3-2EugeneH.Man等提出的合成SF6方法是电解HF与SF4的液态混合物。电解过程中需避免氟以外的卤素介入，电解液的比例（HF:SF4）控制在1:1~1:5之间，氮气流缓慢通过电解槽以利于收集产品气，并用干冰和液氮冷却的冷阱收集产品气体。制备反应的化学方程式是：_______________________________________________________________________对产品气体的分析显示，主要成分为SF6和部分未反应的SF4，同时含有微量的SOF4，SiF4、SOF2、H2和CO2。请设计出一种除去SF6中SF4的简单的化学方法，并写出反应方程式。3-3空气中的氧气在高压或电火花的作用下会与六氟化硫反应生成一系列的氟化物，若高压下SF6放电，生成物A的相对分子量为86，写出反应的化学方程式：_______________________________________________________________________SF6和A的分子构型分别是__________和__________(2007年)第6题（12分）核磁共振成像技术是一种用精确的、非入侵的方法对人体内部器官进行成像的技术，对于医学诊断、治疗和康复非常重要。保罗·劳特布尔和彼得·曼斯菲尔德因在核磁共振成像技术领域的突破性成就而获2003年诺贝尔生理学奖与医学奖。核磁共振成像技术还可用于研究生物化学，如研究核酸与配体之间的相互作用，核酸与蛋白质分子、核酸与小分子药物的相互做作用等。通常质子数和中子数之和为奇数的核，如等的核，最适合于核磁共振检测。某些过渡金属元素原子的核在低氧化态时，适合于核磁共振检测，而在较高氧化态时，无法得到可辩认的核磁图谱。今有一含某过渡金属M的药物，与DNA作用后可得到较好分辨率的核磁图谱。该药物水溶液在空气中被氧化后，颜色明显加深，再与DNA作用时核磁图谱严重加宽难以辨认。已知M有两种常见氧化态和两种同位素，同位素丰度分别为69%和31%。金属M的化合物A，是一种不溶于水、稀乙酸及氢氧化钠溶液的黑色固体。A易溶于热盐酸，生成B的绿色溶液，B的绿色溶液与铜丝一起煮沸，逐渐变成C的棕黑色溶液，若再用大量的水稀释，则生成白色沉淀D，D可溶于氨水，生成E的无色溶液，若暴露于空气中，则迅速变成F的蓝色溶液，遇时，F遇KCN时，蓝色消失，生成G的溶液，往该溶液中加入锌粉，则生成金属M。影响含金属M的口服药物药效的因素很多，其中该药物在水中的溶解度是转运它至所作用的生物膜表面的首要条件，但药物扩散穿透脂质性生物膜而作用于病变DNA的能力，还取决于药物在脂质中的溶解度，人们在设计药物时希望药物在脂/水中分配系数适中，以提高药物的药效。请回答下列问题：6-1该过渡金属M可能为______元素，含M的药物可获得较好的分辨率核磁图谱的原因是：___________________________________________________________________________。6-2请写出该药物水溶液在空气中被氧化的离子方程式并配平。____________________________________________________________________________。6-3请指出字母A、B、C、D、E、F所代表的物质的化学式A、__________________B、__________________C、__________________D、__________________E、__________________F、__________________6-4若将含金属M的药物作为口服药设计，若要增加其脂溶性，可引入的基团有_________________________________________________________；若要增加其水溶性，可引入的基团有_______________________________________________________。(2008年)第2题（6分）在汶川的抗震救灾中，三氯异氰尿酸(TCCA)是应用最多消毒剂之一。三氯异氰尿酸又称强氯精，化学式为C3Cl3N3O3，使用时需先将其溶解在水中，利用其水解产物的氧化性消毒灭菌。2-1三氯异氰尿酸水溶液消毒