第29届“扬子石化杯”中国化学奥林匹克竞赛(江苏赛区)初赛试卷及答案

“扬子石化杯”第29届中国化学奥林匹克竞赛（江苏赛区）初赛试卷可能用到的原子量：H：1C：12N：14O：16F：19Na：23Si：28P：31S：32Cl：35.5K：39Ca：40Mn：55Ni：59Zn：65I：127Pb：207Ba：2371本试卷共22题，用2小时完成，共120 分； 2可使用计算器；3用铅笔作答无效； 4不可使用涂改液或修正带。一、选择题（本题包括15小题，每小题 4 分，共计 60 分。每小题有 12 个选项符合题意。请将答案填在下方的表格内。）1化学与生活、生产、环境等密切相关。下列说法错误的是A煤的液化、石油的裂化和油脂的皂化都属于化学变化B糖、油脂和蛋白质都是人体生命活动所需的基本营养物质C静电除尘、燃煤固硫和汽车尾气催化净化都有利于改善空气质量D将秸秆就地充分燃烧，可避免秸秆腐烂造成环境污染2下列化学用语表示正确的是A甲基的电子式：BHClO的结构式： H一Cl一OCSi的原子结构示意图：D原子核内有20个中子的氯原子：3下列装置（固定装置略去）或操作正确且能达到实验目的的是A图1：酸碱中和滴定 B图2：用CC14萃取KI溶液中的碘C图3：配制银氨溶液D图4：验证浓硫酸的脱水性和强氧化性4常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是A0.lmol/LFeCl2溶液中：H、Na、Cl、NO3Bc(H)0.lmolL1的溶液中：K、Na、HCO3一、SO42CpH13的溶液中：K、Na、ClO一、NO3 D通入足量CO2后的溶液中：Na、SiO32一、C6H5O一、HCO35下列有关物质的性质与应用不相对应的是A瓷坩埚能耐高温，可用于加热分解石灰石B常温下，干燥的氯气与铁不反应，可用钢瓶贮运液氯C浓硫酸具有脱水性，可用作干燥剂D医用酒精能使蛋白质变性，可用来消毒杀菌6用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A25时，pH13的1.0LBa(OH)2溶液中含有的OH数目为0.2NA B7gCnH2n中含氢原子数为NA C0.lmo1Fe在0.lmolCl2中充分燃烧，转移的电子数为0.3NA D标准状况下，22.4L乙醇中含有的氧原子数为l.0NA 7短周期元素A、B、C，在周期表中所处的位置如图所示。A、B、C三种元素原子的质子数之和为32。D元素原子的最外层电子数为其次外层电子数的2倍。则下列说法正确的是A元素D形成的气态氢化物一定是正四面体形分子 BA、B两种元素的气态氢化物均能与它们对应的最高价氧化物的水化物发生反应，且反应类型相同C原子半径：BACDD四种元素形成的气态氢化物中，C元素形成的氢化物的稳定性最强8解释下列实验现象的离子方程式正确的是A向NaHCO3溶液中滴加酚酞溶液，溶液变红：HCO3HCO32 B新制氯水中滴加石灰水后，黄绿色褪去：C12Ca(OH)2Ca2ClC1OH2OC水玻璃长时间放置在空气中变浑浊：SiO32CO2H2OH2SiO3HCO3DSO2使酸性KMnO4溶液褪色：5SO22H2O2MnO45SO422Mn24H9异秦皮啶具有抗肿瘤功效，秦皮素具有抗痢疾杆菌功效。它们在一定条件下可发生转化，如图所示。下列有关说法正确的是A异秦皮啶与秦皮素互为同系物B鉴别异秦皮啶与秦皮素可用FeC13溶液C1mol秦皮素最多可与4molNaOH 反应 D每个秦皮素分子与氢气加成后的产物中含有5个手性碳原子10工业电解法处理含镍酸性废水并得到金属镍的原理如图。下列说法不正确的是已知：Ni2在弱酸性溶液中发生水解氧化性：Ni2（高浓度）HNi2（低浓度）A碳棒上发生的电极反应：4OH4eO22H2OB电解过程中，B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少C这种方法不适宜处理低浓度的含镍废水D若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式发生改变11下列说法正确的是A反应CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)在常温下不能发生，则该反应的H0B0.1rnolL1CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中的值减小C铅蓄电池在放电过程中，负极质量增加，正极质量减小D锅炉中沉积的CaSO4可用饱和Na2CO3溶液浸泡，再用稀盐酸溶解除去12下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是选项实验操作实验现象结论A向溶液中滴加经过盐酸酸化的 BaCl2溶液溶液中产生白色沉淀溶液中一定含有SO42B向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中加入 0.1molL1H2SO4溶液试管口出现红棕色气体溶液中NO3被Fe2还原为NO2C用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近某有色气体X玻璃棒周围产生白烟气体X可能是氯气D向等浓度的KCl、KI溶液中分别滴加0.lmol/L的AgNO3溶液2滴只有KI溶液中出现沉淀Ksp(AgCl)Ksp(AgI)13若用AG表示溶液的酸度（acidity grade），AG的定义为AGlgc(H)/c(OH)。室温下实验室中用0.01molL1的氢氧化钠溶液滴定20.00mL 0.01molL1醋酸，滴定结果如图所示。下列有关叙述正确的是A室温下，醋酸电离常数约为105 BA点时加入氢氧化钠溶液体积为20.00mLC若B点为40mL，所得溶液中：c(Na)2c(CH3COO)c(CH3COOH)D反应过程中一定存在：0.01 molL1c(OH)c(Na)c(H)c(CH3COOH)1425时，0.1 mol Na2CO3与盐酸混合所得的一组体积为1L 的溶液，溶液中部分微粒与 pH 的关系如图所示。下列有关溶液中离子浓度关系叙述正确的是AW点所示的溶液中：c(Na)c(H)3c(CO32)c(OH)c(Cl)BpH4的溶液中：c(H2CO3)c(HCO3)c(CO32)0.1 mol/LCpH=8的溶液中：c(H)2c(H2CO3)c(HCO3)c(OH)c(Cl)DpH11的溶液中：c(Na)c(Cl)c(CO32)c(HCO3)c(H2CO3)15炼铁的还原剂CO是由焦炭和CO2反应而得。现将焦炭和CO2放入体积为2L的密闭容器中，高温下进行下列反应：C(s)CO2(g) 2CO(g) HQkJ/mol。右图为CO2、CO 的物质的量n 随时间t的变化关系图。下列说法正确的是A01min，v(CO)1mol/(Lmin)；01min，v(CO)v(CO2)B当容器内的压强不变时，该反应一定达到平衡状态，且1C3min时温度由T1升高到T2，则Q0 , 重新平衡时D5 min 时再充入一定量的CO，c、b曲线分别表示 n (CO)、n(CO2)的变化二、（本题共2小题，共17分）16（9分）环己酮是一种重要的化工原料，实验室常用下列方法制备环己酮：将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的烧瓶中，在5060 进行反应。反应完成后，加入适量水，蒸馏，收集95100的馏分，得到主要含环己酮和水的混合物。（1）环己酮提纯需要以下一系列操作，请写出每一步操作的名称：在收集到的馏分中加入NaCl 固体至饱和，静置后；取步骤的粗产品加入无水MgSO4固体，搅拌后；取步骤的粗产品经收集151156的馏分。（2）蒸馏不能分离环已酮和水的原因是。（3）在上述操作中加入NaCl固体的作用是。（4）在上述操作中加入MgSO4固体的作用是。17（8分）实验室常用NH4Cl（饱和）与NaNO2（饱和）加热制备N2。（l）该制备反应的离子方程式为。（2）用该方法制得的N2气中常含有H2O、NO、O2、NH3等杂质，请分别写出除去 O2和NH3所用的化学物质，O2：；NH3：。（3）上述除杂实验装置中，除去杂质的装置应该放在最后一步。三、（本题共3小题，共23分）18（5分）下图是某金属氧化物的晶体结构示意图。图中，小球代表金属原子，大球代表氧原子，细线框出其晶胞。（l）金属原子的配位数是，氧原子的配位数是；（2）晶胞中金属原子数是，氧原子数是；（3）该金属氧化物的化学式（金属用M表示）为。19（6分）2015年4月6日，国际顶级学术刊物Nature在线发表了美国斯坦福大学学者、台湾学者和中国湖南大学鲁兵安等合作的论文快速充放电铝离子电池，在铝电池研究上取得了重大突破，大大提高充电速度，延长电池寿命，循环7500次没有明显衰减。该电池分别以金属铝和三维的石墨泡沫作为电池的两极，并使用不可燃的离子液体电解质AlC13/EMImCl，该离子液体在合适的配比下，在电池充放电过程中主要存在两种阴离子AlCl4和Al2C17。在电池的放电充电过程中，两电极上会分别发生铝的溶解电沉积（通电析出），以及阴离子AlCl4在石墨中的脱出插入，当阴离子插入石墨的层间时（形成CnAlCl4）其所带电荷以电子形式放出。（l）铝和石墨分别是上述电池的什么极？铝：、石墨：；（2）写出充电时铝电极上的电极反应式：；（3）写出放电时石墨电极上的电极反应式：。20（12分）碳酸镍可用于电镀、陶瓷器着色等。从镍矿渣出发制备碳酸镍的流程如下：已知：（I）含镍浸出液的成分及离子沉淀的pH。（）溶度积常数（l）镍矿渣中镍元素的主要存在形式是Ni(OH)2、NiS，写出浸取时反应的离子方程式：、；（2）黄钠铁钒NaFe3(SO4)2(OH)6具有沉淀颗粒大、沉淀速度快，容易过滤等特点，常用于除铁。写出流程中第一次加入 Na2CO3溶液时反应的离子方程式： ；（3）流程中加入有机萃取剂的作用是；（4）NiS的作用是除去溶液中的Cu2，原理是NiSCu2CuSNi2，该反应的平衡常数是；（5）滤液2中加入NaF的作用是除去溶液中的Ca2、Mg2，则加入NaF先沉淀的离子是。四、（本题共1小题，共12分）21（12分）莫沙朵林是一种镇痛药，它的合成路线如下：（1）B中手性碳原子数为；化合物D中含氧官能团的名称为。（2）写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式：。(a)核磁共振氢谱有4个峰； (b)能发生银镜反应和水解反应；(c)能与FeC13溶液发生显色反应。（3）已知EXF为加成反应，化合物X的结构简式为。（4）以异戊二烯和氯乙烯为原料可合成胡妥油（），试写出合成路线图（其他原料任选）。已知：五、（本题共1小题，共8分）22（8分）呼吸面具中的Na2O2可吸收CO2放出O2，若用超氧化钾（KO2）代替Na2O2也可以得到类似的产物，起到同样的作用。（l）标准状况下，若有30mL的CO2气体通过盛有足量的KO2的装置充分反应后，逸出气体的体积为 mL；（2）标准状况下，若一定量的CO2（过量），通过盛有7.24gKO2和Na2O2的均匀混合物的装置充分反应后，逸出的气体中O2体积为1568 mL，则混合物中KO2和Na2O2的物质的量分别为：KO2mol、Na2O2mol；（3）比较Na2O2和KO2中氧氧键的键能大小，并说明理由：。“扬子石化杯”第29届中国化学奥林匹克竞赛初赛参考答案及评分标准一、选择题（本题包括15小题，每小题 4 分，共计 60 分。）123456789101112131415DCDCACBDDCDBADCDACACCD二、（本题共2小题，共17分）16（9分）（1）分液过滤蒸馏（各1分）（2）环己酮和水形成具有固定组成的混合物（或环己酮和水形成共沸物）（2分）（3）增加水层密度，有利于分层（2分）（4）除去有机物中少量水（2分）17（8分）（1）NH4NO2=N22H2O（2分）（2）红热的金属Cu（2分）浓硫酸（2分）（其他合理答案均可）（3）H2O（2分）三、（本题共3小题，共23分）18（5分）（1）44（2）44（3）MO（每空1分）19（6分）（1）负极正极（各1分）（2）4Al2Cl73eAl7AlCl4（2分）（3）CnAlCl4eCnAlCl4（2分）20（12分）（1）Ni(OH)22HNi22H2O（2分）3NiS4ClO33Ni23SO424Cl或3NiSClO36H3Ni23SCl3H2O（2分）（2）Na3Fe32SO423H2O3CO32NaFe3(SO4)2(OH)63CO2（2分）（3）除去溶液中Cu2、Zn2等杂质离子（2分）（4）8.43104（2分）（5）Mg2（2分）四、（本题共1小题，共12分）21（12分）（1）3（1分）酯基、羟基（各1分）（2）或（2分）（3）CH3NCO（2分）（4）