2015年全国高中学生化学竞赛1

2015年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟题1题号12345678910总满分610101012612101212100得分评卷人竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。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处。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。1.008ZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLaLu-6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210][210]126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3[222]HeNeArKrXeRn相对原子质量RfDbSgBhHsMt第1题1976年6月里，美国科学家们参加在加拿大魁北克召开的一次物理学会议上，提出一份报告，讲到发现一块含钍的独居石矿石，上面有一环状“大洞”，直径80～100微米，显然是被矿石内含有的超重元素放射性放出的射线破坏的，经X射线探测，证明116号、124号和126号元素存在。1．116、124、126在元素周期表中位于哪族？2．用氪－86照射铅－208，可获得293118，293118发生α衰变可得116元素，写出核反应方程式。姓名学校赛场报名号赛区省市自治区第2题用如右装置来测定样品中砷的含量。其中烧杯A中盛适量的1mol/LNa2SO4溶液，烧杯B中加搅拌器，以利于测定。E：直流稳压电源；K：开关；R：可变电阻；G毫安计；D：盐桥。1．称取5.000g含砷样品，溶解后加入还原剂将砷还原为三价砷As（Ⅲ）（HAsO32－），除去过量的还原剂后转移到250mL容量瓶中配成250mL溶液。取40mL适当浓度的KI和NaHCO3混合溶液加入B中，再用移液管取上述含砷溶液10mL加入B中，边搅拌边电解，电解产生的I2将As（Ⅲ）快速、定量的氧化为As（V），以2mA的电流电解4分1秒后反应完全，假定电能没有损失。计算样品中Aa2O3的百分含量。（1个电子的电量为1.602×10－19库仑，As2O3的式量为197.84）2．装置A、B中的电解反应只需2V以下的电压就可实现，为什么E要选择40V以上？3．反应终点可用什么指示剂来确定？4．电解时阳极上生成I2而不生成As（V）的原因是什么？5．HAsO32－可以和溶液中的O2反应，溶解氧将使测定结果偏高还是偏低？实验中怎样用消除溶解氧的影响？6．用指示剂判断反应终点有2秒的时间误差不可避免，若要求测定结果的相对误差不大于1%，则电解时间要设计控制为多少秒以上？第3题用传统的工艺方法从矿物中提取锰和锌存在能耗高，三废排放量大和工艺流程长等问题。2009年报道，采用1：1硫酸溶液同槽浸出锰结核矿（质量分数:ω（MnO₂）=80％和锌精矿（质量分数:ω（ZnS）=80％）的工艺方法提取锰和锌获得成功。对资源合理利用具有重大意义。1.模拟实验发现，二氧化锰和硫化锌同槽酸浸时反应速率很慢，若在酸溶液中加入少量铁屑。则能明显使反应速率加快。写出铁进入溶液后分别与二氧化锰和硫化锌发生化学反应的离子方程式。并简述反应速率加快的原因。2.研究发现，两种矿物同槽酸浸4小时候，锰和锌的浸出率只有约80％，为了提高浸出率，在实际工艺中，需要将过滤后的滤渣用四氯乙烷处理后做二次酸浸。请简要说明四氯乙烷的作用。3.锌精矿中常有部分铅共生，在同槽酸浸工艺回收铅的方法中为什么要在滤渣中加入足量食盐水？写出溶铅的化学方程式。第4题尖晶石（XY2O4）的合成常利用前驱物法，例如合成ZnFe2O4，先将Zn2＋、Fe3＋按浓度比1︰2配成溶液，再向溶液中加入适量Na2C2O4溶液，加热蒸发得沉淀前驱物，将前驱物熔烧即得产物。1．写出有关反应式；2．说明前驱物法的优点（至少三点）3.画出CoFe2O4的结构，指出其属于哪类结构的尖晶石。并说明理由。第5题在仅含有Al3＋一种金属离子的某样品水溶液中，在pH＝9.0条件下加入稍过量的8－羟基喹啉，使Al3＋定量地生成三喹啉铝沉淀。过滤并洗去过量的8－羟基喹啉，然后将沉淀溶于2mol/LHCl溶液中，即得8－羟基喹啉的酸溶液，用15.00mL0.1238mol/LKBrO3－KBr标准溶液处理，产生的Br2与8－羟基喹啉发生反应生成二溴羟基喹啉，应完全后，再加入过量的KI，最后用0.1028mol/LNa2S2O3标准溶液滴定，终点时用去Na2S2O3标准溶液5.45mL。1．如何控制Al3＋与羟基喹啉反应时溶液的pH＝9.0？2．写出铝离子与8－羟基喹啉反应的离子方程式，并明确写出产物的结构，指出是何类化合物；3．写出生成溴的反应的离子方程式和溴与8－羟基喹啉反应的化学方程式；4．由以上实验数据计算样品中Al的含量。第6题A、B、C三种气体互为等电子体，且C的分子量比A、B小2，A在一定条件下与金属M以4：1反应生成一种液体D，D在较高温度下分解为A与M，因而被应用于提炼M，A与C在D的催化下生成一种环状化合物E。1．写出A、B、C的化学式；2．写出M的电子构型，并画出D的结构；3．E具有强极性和异乎寻常的稳定性，解释原因；4．写出E与C2H5OH的反应式。第7题一．某含Co的配合物A，分子式为CoC4H16O4N6Cl，A遇AgNO3生成一种既难溶于水，又难于强酸的沉淀，A中一配体为一常见有机碱，A的阳离子周围的配体呈八面体分布，画出A的阳离子可能的结构；二．1.为什么[Co(SCN)6]4－的稳定常数比[Co(NH3)6]2+小，而在酸性溶液中[Co(SCN)6]4－可以存在，[Co(NH3)6]2+不能存在？2.B1：[Co(NH3)5(NO2)]2＋呈黄色，而B2：[Co(NH3)5(ONO)]2＋偏红色，解释原因。第8题下面是各有机物间的转化关系：A)(3加成MgBrCHOHH2/BMgHBr)2)1C)(3加成CHOCHOHH2/D（C6H14O）D（消去）43%85POH→EHKMnO/4A→FHKMnO/4G＋CO2↑D能消去1分子水主要得到得到两种烯烃E（80%）、F（20%）；D和G都能发生碘仿反应。1．写出A～G各物质的结构简式；2．系统命名法命名D和G；3．用一个方程式表示D转化为E、F的反应。第9题某有机物A（C11H15N），遇等物质的量的CH3I得B，B在新制Ag2O存在及加热条件下得主要产物C（C12H17N），C再与CH3I反应得到D，D遇新制Ag2O并加热处理得E，E遇酸性KMnO4可得苯甲酸，E经臭氧化还原得F（C8H6O2）和两分子HCHO。1．写出A、C、E、F的结构；2．用系统命名法命名A；3．解释C为主要产物的原因。第10题1．画出O二种对映体的构型，并用系统命名法命名；2．以环己醇和常见有机物及适当的无机物合成上述有机物参考答案第一题（本题来自胡波题。选入理由：近年一直未考新元素和核反应。作复习用。）1．116位于氧族；124、126在新建的超锕系中。（2分）2．208Pb＋86Kr→293118＋10n293118→289116＋42He（各1分）第二题（本题为模拟题。有删改。考察电解池的基本应用。）1．0.124%（3分）2．随着电解的进行，电解池中电阻发生变化，为了得到稳定的电解电流，采用较高的电压和较大电阻，电流大小由E、R控制，I＝E/(R＋R电)，R电相对较小，可忽略电阻。（2分）（答出可忽略电阻即得满分）3．淀粉（1分）4．电极上I－的反应速率比HAsO32－快（1分）5．偏低（1分），先加过量的As（Ⅲ）搅拌反应，然后电解到淀粉刚好变色为止，再加待测液电解测定（2分）6．若要求测定结果的相对误差不大于1%，应控制200秒以上。（2分）第三题（本题来自我于浙江大学培训时的考试题）固相体系变为固-液相体系。使酸溶速度大大增加。四氯乙烷作用：破坏包裹在锌精矿表面的硫膜，同时回收硫单质。因为食盐水可与硫酸铅生成可溶性的配合物Na2PtCl4。从而使得铅转入溶液与浸渣分离。方程式请自行书写。（无方程式仅得一半分。）第四题（本题为原创题。取材于无丛和中科大的结晶化学导论。）1．①Zn2＋＋2Fe3＋＋4C2O2-4＝ZnC2O4↓＋Fe2(C2O4)3②ZnC2O4＋Fe2(C2O4)3ZnFe2O4＋4CO↑＋4CO2↑（各2分）2．①比例精确②混合物均匀③条件温和（①②每答1点得1分，答③得0.5；最高2分，）3．结构示意图参考结晶化学导论P298页。反尖晶石。理由：由离子半径比的角度和晶体场稳定化能来说明。若从电价规则来答。不得分。）共4分。第五题（原创+改编题。还是着重于螯合物的考察与计算能力的训练。）1．加入NH3－NH4Ac缓冲溶液（1分）2．3＋Al3＋＝＋3H＋（2分）螯合物（1分）3．BrO3－＋5Br－＋6H＋＝3Br2＋3H2O（2分）2Br2＋→＋2HBr（2分）4．(3×0.1238×15.00－1/2×0.1028×5.45)÷2÷3×26.98mg＝23.79mg（4分）第六题（无机和有机的简单综合。定义：送分题。）1．A：COB：N2C：CH≡CH（各0.5分）2．Ni：[Ar]4s23d8NiOCCOCOCO（各0.5分）3．OOIII由于Ⅱ中，三玩环Ⅲ有2个离域电子，具芳香性，故E很稳定；因为Ⅱ的含显高，故极性大（2分）4．O＋C2H5OH→H2C＝CHCOOC2H5（1分）第七题（灵感来自于某年国初题。考查书写异构体的能力。）1．Co2+NO2NO2Co2+NO2NO2Co2+NO2NO2Co2+ONOONOCo2+Co2+ONOONOONOONOCo2+NO2ONOCo2+Co2+ONOONONO2NO2（分）应带1个正电荷二．SCN－体积大，空间位阻效应大，∴[Co(SCN)6]4－在水溶液中不稳定，[Co(SCN)6]4－的稳定常数比[Co(NH3)6]2+小，但在酸性溶液中，既有[Co(NH3)6]2++6H+Co2++6NH4+，又有4[Co(NH3)6]2++O2+4H+4[Co(NH3)6]3++2H2O，∴在酸性条件下，[Co(NH3)6]2+不能存在，而[Co(SCN)6]4－与H+难反应，∴稳定。（4分）由光谱化学序列知，－NO2对中心离子的影响能力较－ONO强，故B1的晶体场分裂能较B2大，故B1中价层电子跃迁吸收光的频率较大，由补色规律可知，B1显示颜色靠近紫色，B2显示颜色靠近红色（3分）第八题（摘自某年培训笔记。作为历年给予考生信心的题。）1．A：CH3COCH3B：(CH3)3COHC：(CH3)3CMgBrD：(CH3)3CCH(OH)CH3E：(CH3)2C＝C(CH3)2F：(CH3)2CH(CH3)C＝CH2G：(CH3)2CH(CH3)C＝O（各1分）2．D：3,3－二甲基－2－丁醇G：3－甲基丁酮（各1分