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2003年浙江省化学竞赛初赛试题


2003 年浙江省化学竞赛初赛试题
(时间:2 小时
H 1.008 Li 6.941 Na 22.99 K 39.10 Rb 85.47 Cs 132.9 Fr [223]

满分:150 分)
He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

相对

原子质量
Be 9.012 Mg 24.31 Ca 40.08 Sr 87.62 Ba 137.3 Ra [226] B 10.81 Al 26.98 Ga 69.72 In 114.8 Tl 204.4 C 12.01 Si 28.09 Ge 72.61 Sn 118.7 Pb 207.2 N 14.01 P 30.97 As 74.92 Sb 121.8 Bi 209.0 O 16.00 S 32.07 Se 78.96 Te 127.6 Po [210] F 19.00 Cl 35.45 Br 79.90 I 126.9 At [210]

Sc Ti V Cr Mn Fe 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 Y Zr Nb Mo Tc Ru 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 La- Hf Ta W Re Os Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 Ac- La

Co 58.93 Rh 102.9 Ir 192.2

Ni 58.69 Pd 106.4 Pt 195.1

Cu 63.55 Ag 107.9 Au 197.0

Zn 63.39 Cd 112.4 Hg 200.6

小题, 个选项符合题意) 一、选择题(本题包括 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。每小题只有 1 个选项符合题意) 选择题( i.自英国科学家狄拉克提出反粒子存在的预言,人类开始在茫茫宇宙中寻找反物质的例证。 后又聚焦于反物质的合成研究。1997 年人类首次合成了 9 个反氢原子。2002 年是人类合成反物质 的丰收年,合成了 5 万个反氢原子,也是对狄拉克诞辰 100 周年祭典的一份厚礼。你认为反氢原子 的组成应该为 A 由 1 个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成 B 由 1 个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成 C 由 1 个不带电荷的中子与一个带负电荷的电子构成 D 由 1 个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成 2 ii.环己基氨基酸钙[ -NH-SO3]2Ca +约比蔗糖甜 30 倍,曾广泛用于食品中,但近年来发 现它能致癌而禁止使用。下列溶剂中不能溶解该化合物是 A H2O B CH3OH C NH3(液) D CCl4 iii.第ⅢA 族 Al、Ga 均为两性元素,Al(OH)3 与 Ga(OH)3 相比,后者酸性比前者强。当 CO2 通入 NaAlO2 和 NaGaO2 的溶液中,首先沉淀出来的氢氧化物是 A Al(OH)3 B Ga(OH)3 C 同时沉淀 D 无法判断 iv.2002 年 10 月 26 日,俄罗斯特种部队在解救歌剧院人质时,使用的气体中可能有芬太奴, 芬太奴的结构简式为 ,它是一种医疗上速效强力镇痛药。下列关于芬太奴的 说法不正确的是 A 分子式为:C19H23N2O B 芬太奴属于芳香族化合物 C 芬太奴显碱性 D 芬太奴既能与盐酸反应,又能与热的氢氧化钠溶液反应 v.用一定量的铁与足量的稀硫酸及足量的 CuO 制单质铜,有人设计了以下两种方案:
2 2 ①Fe 4 → H2 → Cu;②CuO 4 → CuSO4 → Cu。 若按实验原则进行操作,则两者制得单质铜的量为 A 一样多 B ①多 C ②多 D 无法判断

H SO

CuO

H SO

Fe

vi.已知 C-C 键可以绕键轴自由旋转,结构简式为 的是
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的烃,下列说法中正确

A 分子中至少有 9 个碳原子处于同一平面上 B 分子中至少有 10 个碳原子处于同一平面上 C 分子中至少有 11 个碳原子处于同一平面上 D 该烃属于苯的同系物 vii.不久前,日本某一材料研究所的科学家发明了一种“碳纳米管温度计” ,这种温度计被认 -6 -7 定为世界上最小的温度计。 研究人员在长约 10 m, 直径为 10 m 的碳纳米管中充入液态的金属镓。 当温度升高时,管中的镓就会膨胀,通过电子显微镜就能读取温度值。这种温度计测量的范围可从 18℃到 490℃,精确度较高,所以它可用于检查电子线路是否异常,测定毛细血管的温度等许多方 面。根据以上信息判断下列推测中不正确的是 A 碳纳米管的体积在 10℃至 500℃之间随温度变化很小,可忽略不计 B 金属镓的熔点很低,沸点很高 C 金属镓的体积在 10℃至 500℃之间随温度变化比较均匀 D 金属镓的体积在 10C 至 500℃之间随温度变化很小,可忽略不计 viii.A、B 是周期表中相邻两主族的两种元素,若 A 的原子序数为 a,以下不可能是 B 的原子 序数是 A a-17 B a-7 C a+18 D a+19 ix.1L 某混合溶液中,溶质 X、Y 浓度都为 0.1mol/L,向 混合溶液中滴加某溶液 Z (0.1mol/L 氢氧化钠或硫酸溶液) 所 , 得沉淀的物质的量如图所示,则 X、Y、Z 分别是 A 氯化铝、氯化铁、氢氧化钠 B 氯化铝、氯化镁、氢氧化钠 C 偏铝酸钠、氢氧化钡、硫酸 D 偏铝酸钠、氯化钡、硫酸 x. 100mL 某混合溶液中, 在 c(HNO3)=0.4mol/L, 2SO4) c(H + =0.1mol/L,向其中加入 1.92g Cu 粉,微热充分反应后溶液中的 c(Cu2 )为 A 0.15mol/L B 0.225mol/L C 0.3mol/L D 无法计算 小题, 个选项符合题意, 二、选择题(本题包括 8 小题,每小题 4 分,共 32 分。每小题可能有 1 或 2 个选项符合题意,若 选择题( 个正确选项, 多选、 有 2 个正确选项,只选 1 个且正确给 2 分,多选、错选都给 0 分。 ) xi. “绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中,理想状态是反应中 原子全部转化为欲制得的产物,即原子的利用率为 100%。在用丙快合成(α一甲基丙烯酸甲酯 ( )的过程中,欲使原子的利用率达到最高,在催化剂作用下还需要其他的反应物是

A CO 和 CH3OH B CO2 和 H2O C H2 和 CO D CH3OH 和 H2 xii.以铁为阳极,铜为阴极,对足量的 NaOH 溶液进行电解。一段时间后得到 4mol Fe(OH)3 沉淀,此间共消耗的水的物质的量为 A 8mol B 10mol C 11mol D 12mol xiii.2001 年曾报道,硼镁化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记 录。该化合晶体结构中的晶胞如右图所示。镁原子间形成正六棱柱,六个硼 原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为 A Mg14B6 B Mg2B C MgB2 D Mg3B2 xiv.下列各溶液中,微粒的物质的量浓度关系正确的是 - + + - A 0.1mol/L 的(NH4)2SO4 溶液中,c(SO42 )>c(NH4 )>c(H )>c(OH )
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0.2mol/L 的 Na2CO3 溶液中,c(OH )=c(HCO3 )+c(H )+2c(H2CO3) 0.1mol/L 的 NH4Cl 溶液与 0.05mol/L 的 NaOH 溶液等体积混合, - - + - + c(Cl )>c(Na )>c(NH4 )>c(OH )>c(H ) + D c(NH4 )相等的(NH4)2SO4 溶液,(NH4)2CO3 溶液和 NH4Cl 溶液, C[(NH4)2SO4]<c[(NH4)2CO3]<c(NH4Cl) xv.据某科学杂志报道,国外有一研究所发现了一种新的球形分子,它的分子式为 C60Si60,它 的分子结构好似中国传统工艺品“镂雕” ,经测定其中包含 C60、也有 Si60 结构。下列叙述不正确的 是 B 该物质形成的晶体属分子晶体 A 该物质有很高的熔点、很大的硬度 C 该物质分子中 Si60 被包裹在 C60 里面 D 该物质的相对分子质量为 2400 xvi.取 xg 铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原只产生 8960mL 的 NO2 气体和 672mL N2O4 的气体(都已折算到标准状态) ,在反应后的溶液中加足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀 质量为 17.02g。则 X 等于 A 8.64g B 9.20g C 9.00g D 9.44g xvii.某温度下,某容积恒定的密闭容器中发生如下可逆反应: CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) △H>0 当反应达平衡时,测得容器中各物质均为 n mol,欲使 H2 的平衡浓度增大一倍,在其它条件不 变时,下列措施可以采用的是 A 升高温度 B 加入催化剂 D 再加入 2n mol CO2 和 2n mol H2 C 再加入 nmol CO 和 nmol H2O 1 2 3 xviii.已知氢元素有 H、 H、 H 三种同位素,氧元素也有 16O、18O 二种同位素。它们之间形 成化合物的种类有 A 30 种 B 18 种 C 21 种 D 33 种 B C 三. 本题共有 2 小题,共 20 分) (本题共有 小题, ( xix. 分)现有一瓶未知浓度的 Ba(OH)2 溶液、一瓶本知浓度的 H3PO4 溶液,还有酚酞试液、 (8 pH 试纸、试管、胶头滴答等。 (1)请设计一个最佳的实验方案,要求能够简便地判断 Ba(OH)2 溶液跟 H3PO4 溶液反应过程 中恰好全部生成 Ba3(PO4)2。 (2)解释你设计的实验中为什么能判断出恰好全部生成 Ba3(PO4)2? xx. (12 分)烟草制品燃烧时,所产生的烟雾中存在对人体健康有害的物质包括烟焦油、烟碱 (如尼古丁) 、CO、烟草生物碱、丙烯醛类、芳香胺、脂肪烯、酚类等一千多种有害物质。下图是 检验点燃的香烟烟雾中有害成分的初步方法:







用于检验的试剂有:①乙醇,②澄清石灰水,③饱和 NaOH 溶液,④酸性高锰酸钾溶液,⑤浓 硫酸,⑥银氨液,⑨氯化汞溶液,⑧氧化铜。
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(1)将香烟燃烧后的产物进行吸收分析,使燃烧产物依次通过空气冷却、蒸馏水、乙醇…… 后面的药品顺序由你排定(用序号填入空格)A ,B ,C ,D ,E , F (尼古丁和丙烯酸成分要单独取样分析) 。 ; (2)要使香烟点燃后继续燃烧而不熄灭,怎样操作能得到保证 这是依据什么原理使香烟继续燃烧的? (3)当更换第三支烟后,取出 中的略带黄色的样液 5mL 于试管中,后加入 2mL 银氨 液放在水浴中加热,写出发生的银镜反应方程式 ; (4)当燃尽第七支烟后,再取出 中的褐色样液 5mL 于试管,后向其中滴加数滴 HgCl2 溶液,产生白色溶液说明有尼古丁。 (5)通过观察硬质试管中的氧化铝颜色是否变化,来证明燃着的香烟产物中有无 CO?有人 认为不行,他的理由是 。但是本实验还是能验证燃着的香烟产物中有 CO 产生 的,是通过 装置中实验现象 得以证明。 (本题共 小题, 四、 本题共 2 小题,共 20 分) ( xxi. (10 分)据报道,2002 年某市一辆满载砒霜的大货车翻下山坡,少量砒霜散落河水中。 有关部门紧急采取措施。已知砒霜的化学式为:As2O3,剧毒,在低温下微溶于水,溶于水后生成 亚砷酸,亚砷酸为三元弱酸。请回答下列问题; (1)有关部门采取措施中加入一种物质。这种物质是 (写名称) ;写出与亚砷酸在水 。 中反应的化学方程式 (2)古时确定人是否是砒霜中毒死亡,常用马氏试砷法。其原理是在含砒霜的物质中加入 Zn 和稀 H2SO4,得到一种气体 A。加热 A,在试管中得到砷镜。写出上述两个化学方程式 、 。 (3)砒霜与面粉、淀粉、味精及小苏打极其相似,容易误食中毒,急救方法之一是,立即将 中毒者移离现场,灌服氢氧化铁胶体或是悬浊液(12%硫酸亚铁溶液与 20%氧化镁等量混合)并 进行催吐,写出制备氢氧化铁胶体或是浊液的反应原理(用方程式表示) 。 经过上述催吐后再进一步药物处理,即可得救。 xxii. (10 分)现有 aA、bB、cC、dD、eE 五种短周期元素,它们都是生命体不可缺少的重要元 素已知它们的原子序数有如下关系:a+b=c,a+c=d,c+d=e,B、D、E 都有多种同素异形体。 B 的化合物种类与 A 的化合物种类何者更多,目前学术界还有争议,但有一点是肯定的,那就是没 有第三种元素的化合物种数会超出它们。根据以上信息回答下列有关问题: (1)请比较 B2A4、C2A4、E2A4 三种化合物的沸点由高到低的顺序 。 (2)从给定的元素中选出若干种组成化合物,写出相对分子质量最小的离子化合物的化学 式 ; (3) 从题中元素为选择对象, 写出不少于三种炸药的化学式或名称。 、 、 。 (4)有人设想某种分子式为 C4N4O8 的物质(该物质中同种原子 的化学环境完全相同) 是一种威力极强的炸药, 请推测它的结构简式。 五、 本题共 2 小题,共 14 分) (本题共 小题, ( xxiii. 分)脂肪烃(CxHy)分子中碳碳原子间共用电子对数为 (8 (用 X、 代数式表示) 若某脂肪烃分子中碳碳原子间 Y , 的共用电子对数为 26,且分子中含有一个双键一个叁键,则它的化学式为 烃完全失去氢原子后的产物,则球碳 C70 中的碳碳原子间的共用电子对数为

。若将 Cx 看作 。

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xxiv. 分)青蒿素是我国科学家从青蒿中提取 (6 的一种治疗疟疾的有效成分。下图是某研究室通过晶 体衍射测定得到的有关青蒿素分子结构中一些主要共 价键的键长数据,图中元素符号左下角的数字是相应 原子的编号,数据是相应键长(键长的单位是 pm) 。 (1)写出青蒿素的分子式 。 (2)试分析在青蒿素分子中,写出分子中可能是 双键的原子及编号 。 (本题共 小题, 六、 本题共 2 小题,共 24 分) ( xxv. (10 分)实验室定量分析某样品中亚硫酸钠 的一种方法是: ①在 1.520g 样品中加入碳酸氢钾溶液、0.13% I2 的氯仿溶液,在分液漏斗中振荡 15min。离子 - - - - 方程式为:SO32 +I2+2HCO3 =SO42 +2I +2CO2↑+H2O ②取①中所得的水溶液,加入一定量乙酸、足量的饱和溴水溶液,充分振荡,其中碘离子被氧 化成碘酸根离子,得到 250mL 溶液。 ③在②所得溶液中取 25mL,滴加甲酸,除去其中过量的 Br2。 ④将③所得溶液中加适量的醋酸钠,再加入足量的碘化钾溶液,振荡溶液。离子方程式为:6H + - - +IO3 +5I =3I2+3H2O ⑤用标准的硫代硫酸钠溶液滴定④中所得溶液,共消耗 0.1120mol/L Na2S2O3 15.10mL。离子方 - - - 程式为:I2+252O32 =2I +S4O62 回答下列问题: (1)写出②、③三步操作中所发生反应的离子方程式。 (2)①中为什么要用 0.13% I2 的氯访溶液,而不直接用 I2 的水溶液? (3)计算样品中亚硫酸钠的质量百分含量。 xxvi. (14 分)有许多现象,你去留心观察,分析思考,会发现一些有趣问题,从中发现规律。 如下系列芳香族有机物,各项排列构成一个等差数列。请回答有关问题:

A1 A2 A3 A4 A5 (1)写出上面等差数列的第 n 项芳烃分子式。 (2)某课外兴趣小组,做了系列实验。他们将该数列的前五项芳烃逐一加到浓的酸性高锰酸 钾溶液中加热。结果发现,只有 A1 无明显变化,其余四种物质都能使酸性高锰酸钾溶液褪色。经 分析知, 后四种的氧化产物是 、 或者两者都有。 由此你能得出什么结论?

(3)甲、乙、丙三同学同做酸性高锰酸钾溶液氧化 A5 的实验。甲将氧化后的混合液酸化分离 得到一种无色晶体 X,称取 0.254g X,用热水配成 100mL 溶液,取出 25mL 用 0.1mol/L NaOH 溶 液中和滴定,滴到 10mL 时达到终点;丙用酸性高锰酸钾溶液氧化 A5,将氧化后的混合液酸化分 离得到无色晶体 Y,中和测定知 Y 的中和能力比 X 的中和能力弱得多;乙用酸性高锰酸钾溶液氧 化 A5,将氧化后的混合液酸化分离得到无色晶体,经分析其中包含了甲与丙获得的两种成份。通 过计算确定 X 的结构简式。 (4)仔细分析该系列芳烃的二氯取代物异构体的数目,很有规律性。请你分析推出 An 的二氧 取代物种数的代数表达式。
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参考答案

i A ii D iii A iv A v C vi C vii D viii C ix C x B xi A、C xii B xiii C xiv B、D xv A、C xvi B xvii D xviii D xix (8 分) (1)实验步骤如下: ①往一试管中加入未知浓度的 Ba(OH)2 溶液,并滴入 2~3 滴酚酞试液。 ②用胶头滴管取未知浓度的 H3PO4 溶液,往混合液中逐滴加入磷酸溶液中,边滴边振荡,当红 色刚好褪去时,恰好生成 Ba3(PO4)2。 (共 6 分,每一步 3 分。若用 pH 试纸代替酚酞不给分,若是往磷酸溶液中滴加氢氧化钡溶液 给一半分;只要滴加顺序正确、所用指示剂正确就可以给满分) (2) 分)在 Ba(OH)2 溶液中逐滴加入 H3PO4 溶液,当酚酞的红色褪去时,溶液中恰好全部 (2 生成磷酸钡。 (其它合理答案也可给分) xx (12 分) (1)A①,B②、C③、D④、E⑤、F③。 分,顺序错就不给分) (3 (2)点燃酒精灯,同时点燃香烟,并打开 a、b 处的止水夹,使储气瓶中的水由于产生虹吸的 原因而流出(储气瓶中产生负压从而吸入烟气)(2 分) 。 + - + - (3)A CH2=CHCHO+2[Ag(NH3)2] +2OH =2Ag+NH4 +3NH3+H2O+CH2=CHCOO (2 分,每空 1 分) (4)A(1 分) (5)氧化铜有颜色变化,说明烟气中必有 CO,氧化铜无颜色变化,未必无 CO(因为吸进的 氧气未用完,再可氧化还原出的铜,所以看不出颜色的变化)(2 分) 。 。F(1 分) ;变浑浊(1 分) 。 xxi (10 分) (1)石灰(2 分) 3Ca(OH)2+2H3AsO3=6H2O+Ca3(AsO3)2(2 分) (2)6Zn+6H2SO4+As2O3=6ZnSO4+3H2O+2AsH3(2 分) 2AsH3=2As+3H2(l 分) (3)FeSO4+MgO+H2O=Fe(OH)2+MgSO4(2 分) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(1 分) xxii (10 分) (1)N2H4>P2H4>C2H4。 分) (2 (2)NH4HCOO(2 分,写成 NH4N3、NH4H 都可给分) (3)NH4NO3,硝酸甘油酯,TNT,苦味酸,火棉等。任意写出三种具体爆炸威力的物质均给 分。 分) (3

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(4)

(3 分) (其它合理的结构也可给分)

xxiii 2x+y/2(3 分) C24H44(3 分) 140(2 分) xxiv (1)C15H22O5(3 分) (2)C12、O5(3 分) - - - + xxv (10 分) (1)②I +3Br2+3H2O=IO3 +6Br +6H (2 分) ;③Br2+HCOOH=2HBr+CO2 ↑(2 分) ; (2)防止未反应的 I2 进入水溶液中(2 分) 。 - - - 2- (3) 分)例算关系:SO3 ~2I ~2IO3 ~6I2~12S2O32 (1 分) (4 ; -4 n(Na2SO3)=1.409×10 (mol) 分) (1 m(Na2SO3)=0.1775g(1 分) Na2SO3%=11.68%(1 分) xxvi (14 分) (3 分)C4n+2H2n+4[由 C6H6、C10H8、C14H10……找出等差数列的系差为 C4H2 (1) 解题] 。 (2) 分)苯环特别稳定。 (3 (3)①设 X 的式量为 Mr,酸的元数为 n,Mr=63.5n,晶体为有机酸,只含 C、H、O 三种元 素式量只能是偶数,由此可以确定为 Mr=254(3 分) 的结构简式为 。X (1 分)

(4) 分)第 n 项为 (4

。写出若干项的二氯取代物的异构体,列表如下:

苯环数 二氯代物 总数目 7+3 10 9+5+1 15 11+7+3 21 13+9+5+1 28 15+11+7+3 36

…… …… ……

可以初步定为每项二氯代物的种数为两个自然数的乘积:n×m (m+2)(m+3)/2。 (若从奇偶数角度讨论再得出结论也可以,其它合理思路,只要结果正确也给满分。 )

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