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2005年全国高中学生化学竞赛(江苏赛区)预赛试题


“南化·福达杯” 2005 年全国高中学生化学竞赛(江苏赛区)预赛试题
相对原子质量: H: 1.01 C: 12.01 N: 14.01 O: 16.00 Na: 22.99 S: 32.06 K: 39.10 Ca: 40.08 Cu: 63.55 Br: 79.90 Y: 88.91 Ag: 107.9 I: 126.9 Ba: 137.3 题 号 得 分 1.本试卷共 26 题,用 2 小时完成,全卷共 150 分; 2.可使用计算器。 一 二 三 四 五 总 分

一、选择题(每小题有 1~2 个选项符合题意;每题 4 分,共 15 题,共 60 分) 1.2004 年诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙· 切哈诺沃、阿夫拉姆· 赫什科和美国 科学家欧文· 罗斯,以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解机理。蛋白质降解时发生了 ( ) A.氨基酸的酯化反应 C.碳氧键的断裂
O

B.肽键的水解反应 D.碳氮键的断裂
C O O H )与

2.过氧苯甲酸(

H2O2 的分子结构中都有“

O O

” 。

过氧苯甲酸可作为食品漂白剂, 但它能破坏食品中的维生素 C(俗名抗坏血酸)、 维生素 E(俗 名生育酚)等从而降低食品的营养价值,这个过程主要应是维生素 C、维生素 E 等 ( A.酸性被中和 B.碱性被中和 C.被氧化 D.被还原 )

3.痕检是公安机关提取犯罪嫌疑人指纹的一种重要的方法,AgNO3 显现法就是其中 的一种:人的手上有汗渍,接触过白纸后,手指纹线就留在纸上。如果将溶液①小心地涂 到纸上,溶液①中的溶质就跟汗渍中的物质②作用,生成物质③,物质③在光照下,分解 出的银粒呈灰褐色, 随着反应的进行, 银粒逐渐增多, 由棕色变成黑色的指纹线。 则①②③ 的化学式是 ( ) B.①AgNO3 D.①AgNO3 ( ) ②NaCl ③AgCl ②NaI ③AgI

A.①AgNO3 ②NaBr ③AgBr C.①AgCl ②AgNO3 ③NaCl 4.下列操作或实验数据记录正确的是

A.1mol/L 的 AgNO3 溶液和 1mol/L 的 KI 溶液混合制碘化银胶体

B.用标准 NaOH 溶液滴定未知浓度的盐酸用去 NaOH 溶液 23.10mL C.用 pH 试纸测得氯水的 pH 为 2 D.在试管中制备 Fe(OH)2 时,将吸有 NaOH 溶液的滴管插入试管里 FeSO4 溶液的底 部 5.下列说法正确的是 ( )

A.Na2O2、Na2O 均能吸收 CO2 并放出氧气 B.Mg、A1、Fe 均能在冷的浓硝酸中钝化 C.SO2 和 C12 的漂白原理相同 D.SiO2 既能与 NaOH 又能与 Na2CO3 反应生成 Na2SiO3 6.下列哪种物质的中心原子的最外层不是 8 电子结构 ( A.CO2 B.NF3 C.PF5
-33

)

D.OF2
-

7.Al(OH)3 是一种难溶于水的物质,只要溶液中 Al3+物质的量浓度(mol/L)和 OH 物质 的量浓度(mol/L)3 次方的乘积大于 1.9× 10


, 就会析出 Al(OH)3 沉淀, 则 0.10mol/L AlCl3 (
-8 -

不产生沉淀的最大 OH 物质的量浓度(mol/L)为 A.1.9× 10
-33

) D.1.2× 10
- -11 - -

B.2.7× 10

-11

C.8.7× 10


8.某溶液可能含有 Na+、Ag+、A13+、AlO2 、S2 、CO32 、SO32 、NO3 等离子中的 数种。向此溶液中加入稀盐酸,有浅黄色沉淀和气体出现,此溶液的焰色为黄色。根据以 上实验现象,下列结论中不正确的是 A.此溶液中一定有 S2-、SO32-、Na+ C. 此溶液中一定没有 Ag+、A13+
-

(

) B.此溶液中可能有 AlO2 、CO32-

D.此溶液中可能有 S2 、NO3
- -

-

9.经测定某溶液中离子只有 Na+、Ac 、H+、OH 四种,且离子浓度大小的排列顺序 为:c(Ac-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。其可能的情形是 ( )

A.该溶液由 pH=3 的 HAc 与 pH=11 的 NaOH 溶液等体积混合而成 B.0.2mol/L 的 HAc 溶液与 0.1mol/L 的 NaOH 溶液等体积混合 C.在上述溶液中加入适量 NaOH,可能使溶液中离子浓度大小改变为: c(Ac-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+) D.该溶液由 0.1mol/L 的 HAc 溶液与等物质的量浓度等体积的 NaOH 溶液混合而成 10.已知某饱和溶液的以下条件:①溶液的质量 ②溶剂的质量 ③溶液的体积 ④ 溶质的摩尔质量 ⑤溶质的溶解度 ⑥溶液的密度。其中不能用来计算该饱和溶液的物质 的量浓度的组合是 A.④⑤⑥ ( ) C.①③④ D.①③④⑤

B.①②③④

11.下列离子方程式不正确的是

(

)
-

A.三氯化铝溶液中加人过量氨水 Al3++3OH

Al(OH)3↓

B.4mol/L 的 NaAlO2 溶液和 7mol/L 的 HCI 等体积互相均匀混合 4AlO2 +7H++H2O
-

3Al(OH)3↓+Al3+ 5Pb2++2MnO4-+2H2O

C.在 Mn2+的溶液中加入 HNO3 再加入 PbO2,得紫红色溶液 5PbO2+2Mn2++4H+ 2H++CO32D.将 0.1mol/L 盐酸数滴缓缓滴入 0.1mol/L 25mL Na2CO3 溶液中,并不断搅拌 CO2?+H2O

12.高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价 可看作部分为 0 价, 部分为-2 价。 下图为超氧化钾晶体的一个晶胞 (晶体中最小的重复单元)。则下列说法正确的是 ( A.晶体中与每个 K 距离最近的 K 有 12 个 B.晶体中每个 K+周围有 8 个 O2 ,每个 O2 周围有 8 个 K+
-

)

+

+

C. 超氧化钾的化学式为 KO2 每个晶胞含有 14 个 K+和 13 个 O2 D.晶体中,0 价氧原子与-2 价氧原子的数目比可看作为 3:1 13.硫—钠原电池具有输出功率较高、循环寿命长等优点。 其工作原理可表示为:2Na+xS
放电 充电

-

Na2Sx。

但工作温度过高是这种高性能电池的缺陷,科学家研究发 现采用多硫化合物(如右图)作为电极反应材料, 可有效地降低电 池的工作温度,且原材料价廉、低毒,具有生物降解性。下列 关于此种多硫化合物的叙述正确的是 A.这是一种新型无机非金属材料 B.此化合物可能发生加成反应
N N
N N

N N S S S
n

(

)

C.原电池的负反应将是单体 HS

S

SH 转化为

S

S

S

n

的过程

D.当电路中转移 0.02mol 电子时,将消耗原电池的正极反应材料 1.48g 14.恒温恒压下,在容积可变的密闭容器中发生反应:A(g)+B(g) A.若开始通入 3mol A 和 3mol B,达到平衡后将生成 3a mol C B.若开始通入 x mol A、2mol B 和 1mol C,达到平衡后密闭容器中有 1mol A 和 3mol C,则 x 为 3 C(g)。若开始 ) 时通入 1molA 和 1mol B,达到平衡后生成 α mol C,则下列说法错误的是 (

C.若开始时通入 4 mol A、2 mol B 和 1 mol C,达到平衡时,B 的物质的量一定大于 2mol D.若开始时通入 2molA、2 mol B 和 1 mol C,达到平衡后,再通入 3 mol C,则再次 到达平衡后,C 的物质的量分数为 a/(2-a) 15.某些盐在溶液中结晶时,析出的晶体是结晶水合物。下表记录了 t℃的 4 份相同 的硫酸铜溶液中加入的无水硫酸铜的质量以及析出的硫酸铜晶体(CuSO4· 5H2O)的质量(温 度维持不变)的实验数据 硫酸铜溶液 加入的无水硫酸铜(g) 析出的硫酸铜晶体(g) Ⅰ 2.5 0.10 Ⅱ 4.0 2.8 ( Ⅲ 6.0 6.4 ) Ⅳ 8.0 10.0

当加入 4.6g 无水硫酸铜时,析出硫酸铜晶体的质量为 A.3.42g B.3.88g C.6.82g D.2.56g

二、(本题共 3 小题,共 24 分) 16.(8 分)实验室中制备正溴丁烷步骤如下:取正丁醇 8g、NaBr 13g、浓硫酸 15mL、 水 10mL,加热回流 0.5 小时,蒸出粗产物,再经洗涤、干燥等纯化步骤处理,最后蒸馏 得到 9.6g 正溴丁烷。请回答: (1) 理论产量应为_____g,实际产率是________%; (2) 蒸馏得到的粗产物中, 主要含有哪几种有机化合物 (3) 反应过程中有白雾产生,其主要成份为 。如何确证? 。 17.(10 分)S2Cl2 是一种金黄色易挥发的液体(熔点:-76℃,沸点:138℃),具有强 烈的窒息性,且易与水发生水解反应,生成 H2S、SO2、H2SO3、H2SO4 等物质。人们使用 它作橡胶硫化剂,使橡胶硫化,改变生橡胶热发粘冷变硬的不良性能。 在熔融的硫中通以氯气即可生成 S2Cl2。 下图是实验室用 S 和 Cl2 制备 S2Cl2 的装置(夹 持装置、加热装置均已略去)。 ;

(1) 已知 S2Cl2 分子结构与 H2O2 相似, 请写出 S2Cl2 的电子式 (2) 装置 a 中应放试剂为 为 是 是 (3) 该实验的操作顺序应为 ①加热装置 c ②通入 Cl2 ③通冷凝水 ④停止通 Cl2 (4) 图中 f 装置中应放置的试剂为 其作用为 。 ;装置 c 为何水平放置 ,它的作用 。 (用序号表示)。 ⑤停止加热装置 c ,其作用 ;装置 d 的名称





18.(6 分)氢键可以表示为 A—H?B,其产生的条件是 A 的电负性大,它强烈地吸引 氢的电子云(或者说增强 H 的酸性),受体 B 具有能与酸性氢原子强烈地相互作用的高电子 云密度区(如孤对电子)。 (1) 分子间形成的氢键会使化合物的熔、沸点 会使化合物的熔、沸点 。 (填“增大” (填 ;分子内形成氢键

(2) 在极性溶剂中,溶质和溶剂的分子间形成氢键会使溶质的溶解度 或“减小”);溶质的分子内形成氢键时,在极性溶剂中溶质的溶解度将 “增大” 或 “减小” ); 在非极性溶剂中溶质的溶解度将

(填 “增大” 或 “减小” )。

(3) 由于形成氢键,氯仿在苯中的溶解度明显比 1,1,1—三氯乙烷的大,请用文字或图 示描述上述氢 键 三、(共 3 小题,共 24 分) 19.(6 分)甲酸在浓硫酸存在下脱水可制得 CO,碳酸可分解为 H2O 和 CO2。目前已有 文献报导碳还能形成其他一些氧化物,如:丙二酸在减压下用 P4O10 于 140℃脱水可制得 。

C3O2,它具有与 CO2 相似的线型结构,熔点-112℃,沸点 6.7℃,室温下聚合成黄色液体。 (1) 根据以上信息可推知:C3O2 在常温下为 构简式为 ;C3O2 是 (填状态),C3O2 的结

分子(填“极性”或“非极性”)。

(2) 苯六甲酸(即苯分子中每个氢原子都被羧基取代生成的物质)完全脱水的产物也是 一种碳的氧化物,它的分子式为 ,它的结构简式为 。

20.(8 分)A 是一种盐。它能发生下列转化(某些次要的生成物已略去)。其中 B 是红棕 色固体,I 是不溶于稀盐酸的白色沉淀,J 是不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀。

请回答下列问题: (1) 写出 B、D、J、I 的化学式: B , D , J , I ;

(2) 写出反应②的化学方程式,并注明反应条件: ; (3) 工业上用水、氧气和黄铁矿作用制取 A,同时得到 E,写出此过程的化学方程式: ; 21.(10 分)化合物 A 俗称石灰氮,以前是一种常用的肥料,其含氮量可高达 35.0%, 钙含量为 50%。它可以用 CaCO3 通过下列步骤方便地制出:

煅烧 CaCO3 可以得到物质 B,B 在高温下用碳还原可得物质 D, 最后用 D 和氮气反应 可得 A。 (1) 写出 A 的化学式 (2) 写出生成 D 和 A 的化学方程式 ; (3) A 完全水解的产物之一是一种常见氮肥,写出 A 完全水解的化学方程式 ; ,

; (4) A 实际上是一种酸的钙盐。试写出该酸两种同分异构体的结构简式。

四、(共 3 小题,共 27 分) 22.(7 分)某化工厂的废液经测定得知主要含有乙醇,其中还溶有苯酚(熔点:43℃)、 乙酸和少量二氯甲烷。现欲从废液中回收它们,根据各物质的熔点和沸点,该工厂设计了 以下回收的实验方案。 物质 沸点/℃ 乙醇 78 乙酸 117.9 二氯甲烷 40 苯酚 181.7

请回答: (1) 写出试剂 A、B、C 的化学式:A (2) 写出操作 D 的名称:D (3) 写出回收物①、 ②和 G 的组成: ① ; , ② , G 。 ,B ,C ;

23.(8 分)2005 年 2 月 23 日国家质量监督检验检疫总局发出紧急通知,要求各地质检 部门加强对含有苏丹红一号食品的检验监管。有关食品安全方面的话题再度成为关注焦 点。苏丹红一号属偶氮类化工染料,主要用于溶剂、蜡、汽油的增色和鞋、地板等的增光, 人食用后,有较强的致癌性。制造偶氮染料的方法主要包括重氮化和偶合两个步骤。 例如:

HO

苏丹红一号的结构简式为

N N

它以苯和萘为主要原料合成路线如下:

(1) 写出试剂 A 和中间体 B、C、D、E、F 的结构简式: A D ,B ,E ,C ,F , ; 。

(2)苯→B 的反应类型是

;B→C 的反应类型是

24. (12 分)化合物 A 分子组成为 C5H9Br, 可以吸收 1 mol 溴生成 B, B 的组成为 C5H9Br3。 A 容易与 NaOH 水溶液作用,得到互为同分异构体的两种醇 C 和 D。C 加氢后的产物易被 氧化, 而 D 加氢后的产物不易被氧化。 A 与 KOH—C2H5OH 溶液作用得到分子组成为 C5H8 的化合物 E。E 经高锰酸钾硫酸溶液氧化得到丙酮酸: CH3 C
O COOH

(1) 写出 A~E 的结构简式: A D , B ,E , C ; ; (不包含立体异 ,

(2) 化合物 D 的系统命名为 (3) 组成为 C5H8 的直链烃的同分异构体数目为 构)。 五、(共 2 小题,共 15 分)

25.(6 分)2005 年是 DNA 结构发现 52 周年。DNA(脱氧核糖核酸)是生物体的重要组 成物质, 在它的碱基对中储存着遗传信息, 与生物的生长、 发育等正常生命活动以及癌变、 突变等异常生命活动密切相关。因此,研究 DNA 的结构与功能的关系,将有助于人们从 分子水平上了解生命现象的本质,并从基因水平上理解某些疾病的发病机理,从而使通过 分子设计寻找有效的治疗药物成为可能。 研究工作者通常选取动物体外模拟的方法来对所合成的药物分子进行初步研究,如小 牛胸腺常被选为实验材料。 由于小牛胸腺不仅 DNA 含量高, 而且其脱氧核糖核酸酶(DNase) 的活性较低, 在制备过程中由此酶引起的 DNA 降解损失也较小。 为了防止 DNase 的作用,

常在提取它的缓冲液中加入一定量的 EDTA(乙二胺四乙酸)螯合剂,以除去保持 DNase 活 性的一种金属离子 Mn+(生成 1: 1 的 M n+—EDTA 螯合物)。 实验发现该金属离子在 DNase 中含量相当于此金属在空气中燃烧所得灰烬溶于 60mmol 的盐酸中,且过量的盐酸需用 12mmol 的 NaOH 才能完全中和,然后在此溶液中 加入过量碱蒸馏, 逸出的氨通到 10 mmol 的盐酸中,剩余的酸需用 6 mmol 的 NaOH 中和。 该金属离子电子数与 Ne 相同,但多 2 个质子。请回答以下问题: (1) 此金属离子是什么? (2) 需要加入多少毫摩尔的 EDTA 恰好除去 DNase 中的金属离子?写出计算过程。 (3) 如果在药物分子作用下,DNA 发生开环(链)反应,你认为它是吸收能量还是放出 能量?为什么?

26.(9 分)高温超导材料的研究是 21 世纪材料领域的热点问题,YBaCuO 体系一直是 此领域的研究重点之一。将钇(Y)、钡、铜的氧化物按一定的物质的量之比混合(Y 为ⅢB 族元素),再经高温煅烧可得到复合氧化物 YBa2Cu3O6.5+δ,实验证明:该物质具有超导性 能,其零电阻温度可达 90K,化学式中的δ 大小与超导性能密切相关。有一种观点认为 δ 的产生源于体系中产生了 Cu3+。 (1) 经测定 δ 一般不大于 0.50,按此推算, Cu3+占物质中总铜量的质量分数最大为多少? (2) 已知可用间接碘量法测出体系中 Cu3+的质量分数,该法涉及的化学反应有: 4Cu3++2H2O 等。 现有两份质量都为 m 的该氧化物,其中一份加过量的 KI 固体,溶解后用浓度为 0.1568mol/L,的 Na2S2O3,滴定至终点,消耗 Na2S2O3 的体积为 30.26mL,另一份先完全 溶解,再加和第一份等量的 KI 固体,用同样浓度的 Na2S2O3 滴定至终点,消耗的体积为 23.89mL,该氧化物中 Cu3+的质量分数为多少?m 值为多少? 4Cu2++O2+4H+,2Cu2++4I
-

Cu2I2+I2,2S2O32-+I2

S4O62-+2I-

2005 年全国高中学生化学竞赛(江苏赛区)预赛试题 参考答案与评分标准
一、(共 60 分,每小题 4 分) 题号 答案 1 BD 2 C 3 B 4 BD 5 D 6 C 7 B 8 A 9 AB 10 C 11 AD 12 AD 13 BD 14 BC 15 B

二、(共 3 小题,共 24 分) 16.(8 分) (1) 14.8 64.9 (每空 1 分) (2) 正丁醇、正溴丁烷、正丁醚 (若多答正丁烯视而不见) (3 分)

(3) HBr (1 分) 用水吸收,水溶液用 pH 试纸检验呈酸性,证明是酸性气体 (1 分) 水溶液再用 AgNO3 溶液检验有淡黄色沉淀生成,证明含溴离子 (1 分) 17.(10 分,每空 1 分,最后一空 2 分) (1) (2) 浓 H2SO4 体 (3) ②③①⑤④(或③②①⑤④) (4) 碱石灰 吸收 Cl2 尾气,防止空气中的水汽使 S2Cl2 水解 18.(6 分,每空 1 分) (1) 升高 降低 (2) 增大 减小 增大 干燥 Cl2 防止熔融的硫堵塞导管 冷凝管 使生成的 S2Cl2 冷凝成液

(3) 氯仿中的氢原子和苯环上的 π 电子云形成氢键

(只写“氯仿与苯形成氢键”不得分)(或 三、(共 3 小题,共 24 分)

)

19.(6 分,每空 1 分,最后一空 2 分) (1) 气态 O=C=C=C=O 非极性
O C

O

O C O

(2) C12O9

O

C C O
C

C O O

O

20.(8 分) (1) Fe2O3 (2) Fe2O3+3CO SO2
高温

AgBr

BaSO4

(每空 1 分)

2Fe+3CO2 (2 分) 2FeSO4+2H2SO4 (2 分)

(3) 2FeS2+7O2+2H2O 21.(10 分) (1) CaCN2 (2 分) (2) CaO+3C
高温

CaC2+CO

(2 分) CaC2+N2 (2 分)

CaCN2+C (2 分)

(3) CaCN2+3H2O

CaCO3↓+2NH3?

(4) H2N—C≡N (1 分) HN=C=NH (1 分) 四、(共 3 小题,共 27 分) 22.(7 分,每空 1 分) (1) Na2CO3(或 NaOH) CO2 (2) 分馏 (3) 二氯甲烷 乙醇 苯酚钠、乙酸钠 23.(8 分,每空 1 分) (1) 浓 H2SO4/浓 HNO3
NO2 NH2 + N2 OH

稀 H2SO4

(2) 取代反应 还原反应 24.(12 分)

(1)

Br CH3 C CH CH 2 CH3 CH3 CH2 C CH CH2

Br CH3 C CHBr CH3

OH CH2Br CH3 C CH CH3 CH2OH CH3 C CH CH3 CH2

(每空 2 分)

(2) 2-甲基-3-丁烯-2-醇 (3) 9 (1 分) 五、(共 2 小题,共 15 分) 25.(6 分) (1) Mg2+ (1 分)

(1 分)

(2) Mg 在空气中燃烧,生成 MgO 和 Mg3N2,所得灰烬与盐酸的反应为: MSO+2HCl Mg3N2+8HCl MgCl2+H2O………………①(1 分) 3MgCl2+2NH4Cl ……… (1 分)

设所得灰烬中有 MgO x mmol,Mg3N2 y mmol,则据题意有: 2x+8y=48 mmol 2y=4 mmol 即 x=16mmol y=2mmol

故 Mg 的总量为 16+2× 3=22 mmol 已知 Mg2++EDTA→Mg2+-EDTA 所以需加入 EDTA 为 22 mmol (2 分) (3) 吸收能量,因为 DNA 发生开环(链)反应时,需破坏碱基间的氢键,故需吸收能量 (1 分) 26.(9 分) (1) Y 常显+3 价,δ 可取最大值为 0.5,则此时氧化物的化学式为 YBa2Cu3O7,可求得 Cu 平均化合价为+(7/3), 设 Cu3+占总铜量的质量分数为 x,故它占总铜量的物质的量分数也为 x 则有 3x+2(1-x)=7/3,求得 x=1/3=33.3% (2 分)

(2) 第一份溶解、滴定过程中,依次发生如下反应: 2CH3++2I 2Cu2++4I


2Cu2++I2 Cu2I2+I2 2I—+S4O6
2-



I2+2S2O32-

第二份溶解、滴定过程中,依次发生如下反应: 4Cu3++2H2O= 2Cu2++4I I2+2S2O3
- 2-

4Cu2++O2+4H+ Cu2I2+I2 2I—+S4O62—

根据以上方程式可知,滴定两份氧化物时 Na2S2O3 溶液体积的差值,即对应于 Cu3+产 生的 I2 的量 设其中一份氧化物中 Cu3+的物质的量为 x,则 2Cu3+~I2~2S2O322 x 2 0.1568 x (30.26-23.89) × 10-3

解得 x=0.9988 ×10-3mol (1 分) 滴定第二份溶液所消耗的 Na2S2O3,对应于氧化物中 Cu3+和 Cu2+的总量,有 2(Cu2+ + Cu3+) ~ I2 ~ 2S2O322 n(Cu +Cu )
2+ 3+

2 0.1568 ×23.89 ×10-3

n(Cu2++Cu3+)=3.746× 10-3mol 则原氧化物中 Cu2+的物质的量为: 3.746 × 10-3- 0.9988 × 10-3=2.747 × 10-3mol 因此氧化物中 Cu 的平均化合价为: 3× 0.9988/3.746+2 × 2.747/3.746=2.267 根据氧化物中正负化合价代数和为 0,有 3+2 × 2 + 3 × 2.267=2×(6.5+δ) 解得 δ=0.40 (2 分) 则该氧化物的化学式为 YBa2Cu3O6.9 则 Cu3+的质量分数=(63.55× 3× 0.9988/3.746)/(88.91+137.2 ×2+63.55× 3+16.01× 6.9)× 100%=7.65%(2 分) 3m/M(YBa2Cu3O6.9)=n(Cu2++Cu3+)=3.746× 10-3 M=0.83g (2 分) (其它合理过程均可酌情给分)


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