2005年全国高中学生化学竞赛实验试题

由反应机理建立反应的速率方程。在科学研究工作中,往往根据实践经验先假设反应机理,然后再用各种实验方法和手段,检验所设反应机理的正确性。硝酰胺在水溶液中的分解反应为:NO2NH2N2O(g)+H2O实验测得其速率方程为:rNO2NH2=dcNO2NH2dt=kcNO2NH2/cH3O+7-1有研究者提出下列3种反应机理,你认为何者是合理的?并写出k的表达式。①NO2NH2k1N2O(g)+H2O②NO2NH2+H3O+k1k-1NO2NH3++H2O(瞬间达到平衡)NO2NH3+k2N2O(g)+H3O+(缓慢反应)③NO2NH2+H2Ok1k-1+H3O+(瞬间达到平衡)NO2NH-k2N2O(g)+OH-(缓慢反应)H3O++OH-k32H2O(快速反应)7-2在实验温度和pH恒定的缓冲介质中,将反应在密闭的容器中进行,测得N2O气体的压力p随时间的变化数据如下表:t/min0510152025p/kPa06.8012.4017.2020.8024.0040.00求NO2NH2分解反应的半衰期t1/2,并证明lgt1/2与缓冲介质的pH呈线性关系。8青蒿素是我国科技工作者于1972年从中药青蒿中提取得到的,其结构在1976年得到确认。据英国的《自然》杂志在2003年8月的一篇论文中报道,青蒿素与疟虫接触后直接与疟虫的细胞膜作用而起到杀虫效果,故半衰期短,疟虫也难以产生抗药性。此外,青蒿素还没有抗疟常用药奎宁所产生的副作用。我国研制的青蒿素类药物蒿甲醚于2004年接受了泰国最高医学奖的表彰。青蒿素的结构式如1所示。8-1青蒿素分子中有什么官能团?8-2青蒿素分子中有几个手性碳原子?8-3青蒿素的全合成工作也是由我国的科研人员首次完成的,根据给予的反应过程写出a,b,c,d,e,f,g,h,i,j所代表的反应试剂。8-4全合成工作中最后一步从10到1的反应涉及到哪几种化学反应类型?2005上海化学化工学会华东理工大学命题组1盐泥是氯碱工业中的废渣,分为一次盐泥和二次盐泥。一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分,其中含镁(以Mg(OH)2计)约15%。本实验要求从一次盐泥中提取MgSO47H2O。本实验考试具体内容包括下列3个部分:(1)从一次盐泥中提取MgSO47H2O。(2)测定MgSO47H2O的含量。(3)回答思考题并完成实验报告。22.1Ksp[Mg(OH)2]=6.010-10Ksp[Ca(OH)2]=3.710-6Ksp[Fe(OH)3]=3.010-39Ksp[Fe(OH)2]=8.010-16Ksp[Mn(OH)2]=4.010-14Ksp[Al(OH)3]=1.310-332.2物质的溶解度(g/100gH2O)温度/01020406080100溶解度MgSO47H2O20.323.325.230.835.335.833.4CaSO42H2O0.2230.2240.2550.2650.2440.2340.205632005年第3期2.3相对原子质量:H1.01,O16.00,S32.07,Mg24.31,Zn65.3933.1各人实验桌上:工业盐泥(26克),6molL-1HC,l1:1NH3H2O,铬黑T指示剂,EDTA标准溶液(500mL)。公用实验桌上:6molL-1H2SO4,25%三乙醇胺,NH3-NH4Cl缓冲溶液(pH=10),NaClO溶液(C.P.),丙酮,Zn粒(基准)。3.2(1)玻璃器皿烧杯150mL1个酸式滴定管50mL1根烧杯250mL1个容量瓶250mL1个烧杯400mL1个移液管25mL1支烧杯1000mL1个锥形瓶250mL3只量筒50mL1个称量瓶1个量筒10mL1个洗瓶1个蒸发皿200mL1个胶头滴管2根培养皿1套玻璃棒1根表面皿1个布氏漏斗、抽滤瓶1套(2)器材:煤气灯,三角架,石棉板,石棉网,铁架台,蝴蝶夹,标签纸,广泛pH试纸(1~14),精密pH试纸(0.5~5.0),滤纸,角勺,洗耳球,防护眼镜,手套,毛刷,去污粉,抹布,点火枪(二人合用)。(3)公用仪器:电子天平(感量0.01g),分析天平(感量0.1mg),抽滤水泵。44.1MgSO47H2O在盛有26g盐泥的烧杯中,加水120mL,搅拌成浆,滴加6molL-1H2SO4约18mL,边滴加边充分搅拌,防止浆料外溢。待观察到反应产生的气体较少时,开始加热并继续滴加H2SO4调节溶液pH为1~2,加热微沸20~30分钟,保持溶液体积和pH值。待反应完全,抽滤,用少量温水淋洗。滤渣弃去;滤液倒入250mL的烧杯中,滴加NaClO溶液至溶液pH为5~6,加热煮沸约5~10分钟,使溶液中产生深褐色沉淀,待溶液体积约80mL~100mL,立即趁热抽滤,用少量热水淋洗(滤液若发黄,则需再加NaClO重复上述操作)。滤渣弃去,滤液倒入蒸发皿中加热蒸发浓缩至稀稠状后,熄火,取下蒸发皿置于石棉板上,冷却,抽滤。晶体用15mL丙酮洗涤。洗涤后的晶体放入培养皿中,置于通风橱内,晾干30分钟。晾干的MgSO47H2O产品在电子天平上称重,记录产品质量并经监考教师签字。4.2MgSO47H2O注意:所有分析实验必须平行测定3次,原始数据、计算结果及相对极差需填入实验报告中,并需经监考教师签字。(1)0.02molL-1EDTA标准溶液的标定自行计算标定0.02molL-1EDTA标准溶液的锌粒称量范围,写在实验报告纸上,经监考教师签字后,由监考教师发放有关实验说明(见附录),然后进行EDTA标定实验。若不会计算,可向监考教师直接索取有关实验说明(见附录)继续实验,但要扣计算分。(2)MgSO47H2O的含量测定准确称取MgSO47H2O产品若干克(计算称量范围,写于实验报告纸上;若不会计算,可向监考教师直接索要称量范围,但要扣计算分)于250mL锥形瓶中,加去离子水25mL,溶解,加入5mL25%三乙醇胺,摇匀,再加入10mLNH3-NH4Cl缓冲溶液,摇匀,加入铬黑T指示剂,溶液颜色呈酒红色,用EDTA标准溶液滴定至溶液恰变为纯蓝色,即为终点。记录EDTA消耗的体积V2。用监考教师给你的EDTA标准溶液浓度计算MgSO47H2O的含量。5(1)盐泥中加H2SO4反应时,为什么需控制溶液的pH为1~2?(2)具体阐明在制备MgSO47H2O时,加入NaClO的作用。(3)制备实验中,加NaClO加热煮沸后,为什么要立即趁热抽滤?(4)估算MgSO47H2O的理论产量。附录0.02molL-1EDTA准确称取0.26~0.39克的锌粒于150mL的小烧杯中,盖上表面皿,沿烧杯嘴尖处滴加6molL-1HCl6mL,待锌粒完全溶解,定量转移至250mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。准确吸取25mL上述锌标准溶液于250mL锥形瓶中,滴加1:1NH3H2O至白色沉淀刚好出现,再加入10mLNH3-NH4Cl缓冲溶液,摇匀,加去离子水20mL,加入铬黑T指示剂,溶液颜色呈酒红色,用EDTA标准溶液滴定至溶液恰变为纯蓝色为终点。记录EDTA消耗的体积V1,计算EDTA的浓度。(57)(1)硝酸银浓度在0.5mol/L以上,并且选择浓度相匹配的氨水配制银氨溶液;(2)要认真、细致地调节甲酸溶液pH在10~12范围内;(3)控制好水浴的温度(80~90)。[1]王从俊,梁柏青.甲酸等物质能起银镜反应吗.化学教学,1996,(7):40-41[2]符爱云,时敬华,吴素春等.再论甲酸等物质的银镜反应.菏泽师专学报,1999,21(2):78-79[3]覃特营.无机化学.北京:中国医药科技出版社,2000:14964化学教育2005年第3期