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2014年广东和广西高中学生化学竞赛试题(正式题的答案)


高中学生化学竞赛试题答案

2014 年 5 月 11 日

共4页

4-1

2014 年广东和广西 年广东和广西高中学生化学竞赛 和广西高中学生化学竞赛试题 高中学生化学竞赛试题

标准答案
评分通则: 1. 凡要求计算的,没有计算过程,即使结果正确也不得分。 2.

有效数字错误,扣 0.5 分,但每大题只扣 1 次。 3. 单位不写或表达错误,扣 0.5 分,但每大题只扣 1 次。 4. 方程式不配平不得分。 5. 不包括在此标准答案的 0.5 分的题,可由评分组讨论决定是否给分。 一、单项选择题( 选项符合题 单项选择题(本题包括 30 小题, 小题,每小题 1 分,共 30 分。每小题只有一个 每小题只有一个 .... 意。请考生将本题的答案填入答题卷的表格中。 ) 请考生将本题的答案填入答题卷的表格中。

题号 答案 题号 答案 题号 答案

1
D

2
B

3
D

4
A

5
C

6
D

7
B

8
C

9
B

10
C *20 *

11
A

12
B

13
A

14
B

15
C

16
B

17
C

18
C

19
B

21
B

22
D

23
B

24
B

25
C

26
B

27
C

28
C

29
D

30
D

*注:该题无正确答案,所有答案均给 1 分。
二、多项选择题( 或两个 选项符 项选择题(本题包括 15 小题, 小题,每小题 2 分,共 30 分。每小题有一个 每小题有一个 .. .. 合题意。 合题意。选错、 选错、多选时, 多选时,该小题得 0 分;少选且选对, 少选且选对,得 1 分。请考生将本题的答案填入 答题卷的表格中 ) 答题卷的表格中。

题号 答案 题号 答案 题号 答案

1
D

2
CD

3
B

4
BD

5
CD *10 *A B

6
AC

7
D

8
AD

9
AB

11
BC

12
B

13
C

14
D

15
AD

*注:该题选 AB、AC、BC 均得分。

高中学生化学竞赛试题答案

2014 年 5 月 11 日

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三、 (10 分) 答: 1分 (1)① [peq(NO)]2/[peq(N2) peq(O2)] ② a d 1分 (2)由于反应为气体体积减小的反应且为放热反应,故“铜洗”应在低温、加压条件 下进行。 2分 + 必须维持一定的 Cu(I)/Cu(II) 比例的原因是:空气中的氧气会将 [Cu(NH3)2] 氧化为 [Cu(NH3)4]2+。 1分 (3)在阴极通入氮气 1分 - - 阳极反应:4OH – 4e = 2H2O+O2↑ 1分 - - (4)① 2NH3 – 6e + 6OH = N2↑ + 6H2O 1分 ② ?H = 4×3×B.E.(N?H) + 3×B.E.( O=O) – 2×B.E. (N≡N) – 4×3×B.E.(O?H) = (12×389 + 3×498 – 2×945 – 12×465) kJ/mol = – 1308 kJ/mol 2分 四、 (11 分) 答: (1)FeTiO3 + 4H+ + 4Cl? = Fe2+ + TiOCl42? + 2H2O (2)H2O2 溶液。因为它不会引入杂质且使用方便。 (3)2FePO4 + Li2CO3 + H2C2O4 2LiFePO4 + 3CO2 + H2O

1分 1分 1分

(4)温度过高时,反应物氨水(或双氧水)受热易分解。 1分 (5)Li2Ti5O15 中,Li 为+1 价、Ti 为+4 价。设有 x 个过氧键,则?2 价 O 为(15?2x)个,从而 有 2×1+5×4 = 2x + 2(15?2x),解得 x = 4,即 Li2Ti5O15 中有 4 个过氧键。 2分 (6)① 温度升高,浸出速率加快; 1分 ② 70°C 以下, 铁、 钛的浸出率均随时间增加而呈线性增加,80°C 以上不是线性增加。 1分 3? + (7)由 H3PO4(aq) 3H (aq) + PO4 (aq) 得 K = Ka1Ka2Ka3 = 1.9×10?22,可知体系中 PO43?浓度为 1.9×10?22 mol/L,对于 Ca2+与 Mg2+,有 [c(Ca2+)/c ]3[c(PO43?)/c ]2 = 2.9×10?49 其中 c = 1 mol/L [c(Mg2+)/c ]3[c(PO43?)/c ]2 = 3.6×10?50 以上[c(Ca2+)/c ]3[c(PO43?)/c ]2 和[c(Mg2+)/c ]3[c(PO43?)/c ]2 的值均远小于其 Ksp , 因 此不会生成 Ca3(PO4)2 与 Mg3(PO4)2 沉淀。 2分 + ? ( 8 ) Li1?xFePO4 + x Li + x e = LiFePO 4 1分

高中学生化学竞赛试题答案

2014 年 5 月 11 日

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五、 (14 分) 答: (1)因为对硝基苯酚不能形成分子内氢键、可形成分子间氢键,而邻硝基苯酚则相反,可 形成分子内氢键,减少了分子之间的氢键作用,故其熔沸点明显低于前者。 2分 (2)苯酚长期存放或暴露在空气中, 容易被氧化而变成粉红色。应将苯酚进行蒸馏,收集 沸点为 182 °C 左右的馏分。 2分 (3)c、b、a 1分 (4)温度过高,一元硝基酚可能进一步硝化、苯酚的氧化反应加剧;温度偏低,反应速率 将减缓。 1分 (5)将反应混合物转入分液漏斗,静置后从下口放出水层、从上口倒出有机层。水层用乙 醚萃取, 将萃取液与有机层合并, 用水洗至中性。 水浴蒸去乙醚后进行水蒸气蒸馏, 将邻硝 基苯酚蒸出, 直至无黄色油状物馏出为止。馏出液冷却结晶、抽滤得邻硝基苯酚粗产物。将 水蒸气蒸馏后的残余物用冰水浴冷却结晶、抽滤(滤液可进行浓缩再收回部分对硝基苯酚) 得对硝基苯酚粗产物。分别用乙醇-水混合溶剂、2%盐酸重结晶得纯品。 划线部分每处 0.5 分,共 4 分 (6)比较 1~3 号实验可知,乙醚的体积一定时,水的用量对总产率没有显著影响,但明显 影响邻对比(或:随着水的用量增加,总产率略微增加,而邻对比变化较大) ;比较 1、4~7 号实验可知,水与乙醚的体积比一定时,其总体积对邻对比没有显著影响,但明显影响总产 率,总体积为 40 mL 时总产率最高。 4分 六、 (10 分)
答: (1)Ka1 = [H+][H2PO4–]/[H3PO4] 假设离子浓度与[H3PO4]相比很小, 则有 [H+]2/2.0 = 7.1×10 (mol/L)2 [H ] = (7.1×10 ×2.0)
?3
+

1分 1分 1分

?3

?3

1/2

mol/L = 0.119 mol/L = 0.12 mol/L

验算:[H3PO4] = (2.0 – 0.119) mol/L = 1.881 mol/L [H+] = (7.1×10 ×1.881)1/2 mol/L = 0.116 mol/L (2)由 Na2HPO4 与 NaH2PO4 配成溶液 Ka2 = [H+][HPO42?]/([H2PO4?]/c ) c = 1 mol/L 6.3×10?8 = 1.0×10?7×[HPO42?]/[H2PO4?] [HPO42?]/[H2PO4?] = 0.63 (3 ) [H2PO4 ] = 0.10 mol/L H2PO4?的物质的量= 0.10 L × 0.10 mol/L = 0.010 mol 加入 0.0040 mol OH?后,H2PO4?的物质的量 = (0.010 ? 0.0040) mol = 0.0060 mol 1分 起始[HPO4 ]:0.63× 0.10 mol/L = 0.063 mol/L 起始 HPO4 的物质的量= 0.010 L×0.063 mol/L = 0.0063 mol 最终 HPO42?的物质的量= (0.0063+0.0040) mol = 0.0103 mol Ka2 = [H ][HPO4 ]/[H2PO4 ] 6.3×10?8 mol/L = [H+]×0.0103/0.0060 [H+] = 3.67×10?8 mol/L 1分
+ 2? ? 2? 2? ?

1分

2分

1分 1分

高中学生化学竞赛试题答案

2014 年 5 月 11 日

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七、 (15 分) ( 1) (7 分) 1)取代反应 2)MeOH,或 CH3OH,或甲醇 3)中和副产物氯化氢 1分 2分 2分

4)光气有毒;副产氯化氢气体,消耗大量碱产生附加值不高的氯化钠;腐蚀严重,污 染环境。 答对 1 点,得 1 分;答对 2 点,得 2 分

( 2) (6 分)
O C O

1)

O

2分 2分 2分

2)乙二醇 3)1,2-丙二醇

( 3) (2 分)
CH3 O CH3 O O C
n

2分

郑重声明: 郑重声明:本试题及答案的版权属广东省化学学会和广西化学化工学会共同所有, 本试题及答案的版权属广东省化学学会和广西化学化工学会共同所有,未经两 学会化学竞赛负责人授权, 学会化学竞赛负责人授权,任何人不得翻印、 任何人不得翻印、不得在出版物或互联网网站上转载 不得在出版物或互联网网站上转载、 出版物或互联网网站上转载、贩卖、 贩卖、 赢利, 赢利,违者必究。 违者必究。


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