2005年全国化学竞赛初赛试卷7

余敬忠教案集 化学竞赛培训 2005年4月27日星期三2005年全国化学竞赛初赛模拟试卷（57）第第题（4分）1MoHTcn（2分）2UubFm6He（2分）题（4分）1锝在自然界不存在，是用人工方法制备的第一个元素，锝的希腊文的原意是“人工制造”的意思。1937年美国加利福尼亚洲立大学的意大利教授B. Segere和C. Perrier，用能量约500万电子伏特的氘核轰击质量数为96的Mo而制得。请写出核反应方程式。2放射性Uub的一个原子经过6次衰变（每次衰变都放出一个相同粒子）后，得到比较稳定的第100号元素镄（Fm）的含153个中子的核素。请写出核反应方程式。第第题（6分）1Na2S2O3Cl2H2O2NaClH2SO4S S3Cl24H2OH2SO46HCl（各1.5分）2用pH试纸（或其它试剂）检验H；BaCl2检验SO42；AgNO3检验Cl（各1分）题（6分）把适量Cl2通入Na2S2O3溶液中，总是先出现白色浑浊，继而白色浑浊消失呈无色溶液。1写出上述反应方程式；2如何检验反应中新生成的离子？第第题（8分）1NaClO、NaCl CH3COOOH（各1.5分）22NaOHCl2NaClONaClH2OCH3COOHH2O2CH3COOOHH2O（各1分）3ClOCl2HCl2H2O（1分）CH3COOOHH2OCH3COOHH2O2（0.5分）ClOH2O2ClO2H2O（1分） 2H2O22H2OO2（0.5分）题（8分）某人买了两瓶消毒液，不小心将两种液体混在一起，结果剧烈反应，产生大量有色气体而使人中毒。收集产生的气体，通入NaOH溶液中，气体仅部分吸收，剩余无色气体。用pH试纸测量2瓶消毒液：甲瓶中消毒液pH12，乙瓶中消毒液pH2，且都能很快使pH试纸变白。1写出2瓶消毒液的主要成分；2写出制备这2种消毒液的化学方程式；3写出这2种消毒液间反应的化学方程式。第第题（6分）1（2分）2LA的羧基与赖氨酸残基的氨基通过共价键结合，以酰胺键的形式存在。（2分）3螯合金属离子，预防重金属中毒（2分）题（6分）硫辛酸（LA）被誉为“万能抗氧剂”，是已知天然抗氧剂中效果最强的一种，其结构简式如右图。动植物组织中LA通常与蛋白质分子中赖氨酸（C6H14N2O2）结合。LA含量最高的植物是菠菜；在动物体内肝脏和肾脏组织中LA含量最高。LA是代谢性抗氧剂，在生物体内可以转化为（DHLA）。1画出DHLA的结构简式；2LA与赖氨酸间是通过什么作用力，以什么形式存在的？3LA和DHLA除了清除体内自由基和活性氧外，还会有什么重要作用？第第题（7分）1利用14C的放射性考古断代；12C可作为相对原子质量的基准（各1.5分）2（2分）3 （2分）题（7分）揭示原子内部结构的奥秘，有助于理解我们所处的物质世界。1某元素原子共有3种能量不同的电子，核外电子占有的轨道总数是4个，该元素有多种同位素，在科学上均有重要的应用，任写出其中2种用途。21909年，卢瑟福等人用粒子做了著名的实验，从而提出原子结构的行星模型，画出能正确表示这种模型的简图。3古代哲学家们也形成了不少有关物质构成的观点。例如，我国战国时期的惠施认为物质是无限可分的；而同时期的墨子则认为如果物质不存在被分割的条件，物质就不能被无限分割。惠施的观点可用下图表示： 请你用相同的图示方法表示墨子的观点：_。第第题（10分）1X分子中N、O原子个数比为12，正好全部以NO2形式存在（1分）X的相对分子质量为79.05n（n为硝基个数，其中碳氢部分相对分子质量33.04），讨论n1时，不存在合理的化学式n2时，化学式为C5H6(NO2)2 不存在合理的常见烃的结构简式；n3时，化学式为C8H3(NO2)3 不存在合理的常见烃的结构简式；n4时，化学式为C10H12(NO2)4 存在合理的常见烃的结构简式：金刚烷（C10H16）n5，6，7都不存在合理结构简式。（2分）Y： X：（各1.5分）26 12（各1分）3C10H12N4O82CO8C6H2O2N2（2分）题（10分）烃的很多硝基衍生物（如TNT）可作为炸药，X是某常见烃Y的硝化产物，其中N、O元素含量分别为17.7%、40.5% M，核磁共振表明X分子中所有H原子都等价。1通过推理，画出X、Y的最合理结构简式；2Y有 种构造异构体；如果考虑立体异构体，则共有 种；3写出X发生爆炸时的反应方程式。第第题（7分）1MA0.1591000/0.100025.0063.6g/mol（1.5分）A：Cu B：CuCl2 C：CuCl D：H2CuCl3（或HCuCl2或H3CuCl4）（各1分）2CuCl2CuCl2 2CuCl22CuClCl2 CuCl2HClH2CuCl3（各0.5分）题（7分）某不活泼金属A重0.159g，在氯气中燃烧后得B，所得到产物经高温灼烧，恒重后得C，溶于浓盐酸中得到黄色溶液D。B经高温灼烧时所得气体通入KI溶液后，再用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗25.00mL Na2S2O3溶液。1通过计算写出A、B、C、D的化学式。2写出由A变成D的化学反应方程式。第第题（13分）1A：CONHCH2 B：CH3CH2NH2 C：RSO2NHCH2CH3 D：COClE：RSO2（各1分）2N对甲基苄基N苯甲酰基聚苯乙烯磺酰胺树脂（1分）3作为B与D反应合成A的载体，实现固相合成（1分）4V1.256nm3，M（C15H15NO）225.29g/mol ZVNA/M4.00（3分）一个晶胞中的原子数：432128（1分）5N与CO形成共轭键；N上氢与另一分子CO形成氢键，促进sp2（各1分）题（13分）取代的酰胺是一类具有高生物活性的化合物。N对甲基苄基苯甲酰胺（A）的合成路线如图式所示：聚苯乙烯磺酰氯树脂（RSO2Cl）在吡啶的存在下B反应得到树脂C，用D酰化后得到树脂E。树脂E在TiCl4/Zn/THF自由基体系条件下解脱，得到结晶性的N对甲基苄基苯甲酰胺（A）。CEA1写出AE各物质的结构简式；2系统命名法命名E；3聚苯乙烯磺酰氯树脂在合成A的作用是什么？4A的晶体属于正交晶系，晶胞参数：a0.955nm，b1.117nm，c1.177nm，1.192g/cm3，计算在一个晶胞中有几个原子。5A的晶体结构中N原子的sp2杂化趋势非常大，主要受到哪2个因素的影响？第第题（13分）1A：NaF B：NH4Cl SiO2（各1分）2过滤洗涤、蒸发浓缩（各1分，不写洗涤不给分）3必须保证H2SiF6能全部反应，否则在进行反应(2)时H2SiF6将与NaCl反应，生成Na2SiF6沉淀，混入NaF中影响NaF质量（1分）多余的NH4HCO3再用H2SO4中和，生成(NH4)2SO4溶液，最后进入氯化铵副产品中（1分）NaCl要求和滤液中的NH4F物质的量11（1分）4（1）H2SiF6NH4HCO36NH4FSiO26CO2（1.5分）（2）NH4FNaClNaFNH4Cl（0.5分）5（1）CaF2Na2CO32NaFCaCO3（1分）（2）用水浸出（1分）（3）题干方法产品纯度高，成本低，具有市场优势（1分）题（13分）氟硅酸是湿法磷肥厂的副产品，可用于制氟化铝、氟硅酸钠或氟化钠。氟化钠是一种重要的氟盐，水在溶解度度为4g（20），主要用作农业杀菌剂、杀虫剂、木材防腐剂。右图所示以氟硅酸为原料制取氟化钠的流程图：1图中A、B是2种产品，分别是 、 ，另一种产品白炭黑的化学成分是 。2流程中C、D步骤的操作分别是 、D 。3流程中NH4HCO3的用量必须过量，为什么？过量的NH4HCO3如何处理？对另一反应物NaCl的用量也有什么要求？4写出反应（1）、（2）的化学方程式；5NaF也可以用萤石和纯碱熔融制备（1）写出反应方程式；（2）如何分离得到产品；（3）比较两种制备的NaF产品的市场竞争力。第第题（13分）1（1）Cu21.57104mol/L OH1.18108mol/L pH6.1Zn21.53104mol/L OH2.80107mol/L pH7.4（各1分）（2）废水成分复杂且含有许多有机化合物，有机配体与部分金属离子结合，这部分金属离子不能用氢氧化物法去除，从而使理论计算和实际结果差异较大。（1分）（3）铜离子可以形成多羟基配合物，当溶液碱性较强时，氢氧化铜沉淀又会以配合物离子的形式进入溶液；氢氧化锌具有两性，当溶液碱性强时也会重新进入溶液。（2分）2（1）阴极：Fe2eFe2 阳极：2H2eH2 4HO24e2H2O（各1分）（2）电极反应中得到的新生态的氢（H）具有较大活性，能与废水中许多组分发生氧化还原作用，起到消除配体的作用；阳极的铁发生氧化反应生成Fe2（进一步氧化为Fe3），Fe2（Fe3）在后续沉淀实验的碱性条件下形成具有较高絮凝吸附活性的絮凝剂，使沉淀反应生成的沉淀物更加有效地沉淀下去。（2分）（3）随着反应的进行，反应体系的pH值升高，铜也会在阴极上发生还原反应生成金属单质被吸附或截留在反应体系中。（1分）3形成硫化物的沉淀法：pH8时加入Na2S进行沉淀（2分）题（13分）在很多农药的生产过程中，铜盐、锌盐作为催化剂，部分残留于母液中而产生了含金属离子铜、锌的废水。铜、锌离子在水体、土壤中的累积会对生物产生严重污染，必须采用适当方法去。目前国内对重金属离子的去除主要采用沉淀法、电解化学法等，将其浓度降到10mg/L，稀释10倍后排放。1氢氧化物沉淀法：取一定量含铜、锌废水，用NaOH溶液调节废水pH，反应一定时间后过滤或离心分离，取滤液酸化后测定金属离子的浓度。已知：KspCu(OH)22.21020；KspZn(OH)21.21017（1）分别计算调节pH为多少时，滤液中Cu2、Zn2的含量可达标；（2）将pH调节到上题的计算值，实际检测到Cu2、Zn2的含量还是严重超标，请问可能是什么原因？（3）适当增加几个pH值单位，检测到滤液中铜、锌的含量有所下降；但再增加pH值，则检测到滤液中铜、锌的含量上升很多，请问铜、锌含量升高的原因是什么？2微电解沉淀法：取含铜、锌废水，放入FeC电极，通空气，用浓H2SO4调溶液pH2，每20min取样加饱和石灰乳调pH89，搅拌后抽滤，取滤液分析测定金属离子的浓度。（1）写出1个阳极和2个阴极反应方程式（2）本法与氢氧化物沉淀法的共同之处是最后调节pH进行沉淀，但该法检测到Cu2、Zn2的含量比上法低的多，可能是什么原因，说明2点？（3）本法检测结果Cu2比Zn2的含量低得多（约1/12），可能是什么原因？3请从实验结果和操作运行成本考虑，再提出一种消除铜、锌离子的实验方法第第题（13分）1A： B：（各1分）2VO17；C中有1个B配体（B，OH的H电离）（1分）C的相对分子质量为414.2，扣除V、B后为79.0，还应有CH3OH、O等配位（1分）配合物中V为4，应有1个配位O，还应有CH3OH和CH3O（1分）C：C16H17N3O7V（1分） （2分）33（1分）4（1分）5Vabcsin1.779nm3 ZM/NAV1.55g/cm3（3分）题（13分）对硝基苯甲酸乙酯中滴加水合肼可得对硝基苯甲酰肼固体粉末A；将水杨醛滴加到A中可得水杨醛缩对硝基苯甲酰腙固体粉末B。将B溶解于甲醇溶剂中，加入VO(Ac)2甲醇