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广东省高中学生化学竞赛试题标准答

时间:2012-07-27


2010 年广东省高中学生化学竞赛试题标准答案及评分细则

2010 年 5 月 16 日

共5页

5-1

2010 年广东省高中学生化学竞赛试题 标准答案及评分细则
评分通则:1. 2. 3. 4. 5. 6. 凡要求计算的,没有计算过程,即使结果正确也不得分。 有效数字错误,扣 0

.5 分,但每大题只扣 1 次。 单位不写或表达错误,扣 0.5 分,但每大题只扣 1 次。 只要求 1 个答案、而给出多个答案,其中有错误的,不得分。 方程式不配平不得分。 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。

第 1 题 (20 分) 小题号 答案 小题号 (1) (6) C B (2) (7)

答案 D D

小题号 (3) (8)

答案 B C

小题号 (4) (9)

答案 A B

小题号 (5) (10)

答案 D D

第 2 题(9 分)
? 答: (1)阳极:I? + 6OH? ? 6e? == IO 3 + 3H2O

1分 1分 1分 1分 2分 1分 1分 1分

阴极:2H2O + 2e? == H2↑ + 2OH? (2)KI、KOH (3)加酸中和至溶液的 pH = 7 (4)6I2 + 11KClO3 + 3H2O == 6KH(IO3)2 + 5KCl + 3Cl2↑ 还原产物为 KCl 与 Cl2 (5)生产过程中有氯气产生,易污染环境、腐蚀设备 KClO3 原料的利用率不高

第 3 题(7 分) 答: (1)+3、+4 (2) 1分 (3)正极:LiNiO2 == Li1-xNiO2 + xLi+ + xe? 负极:Li4Ti5O12 + 3Li+ + 3e? == Li7Ti5O12 (4)循环性能好、使用寿命长 1分 1分 1分 1分

(5)加入具有良好导电性的第二相(如金属、碳等) 、将某些离子掺入 Li4Ti5O12 的晶 格中 2分

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第 4 题(8 分) 答: (1)ΔH = [2E(C ? H) + E(C ? C)] – [E(C = C) + E(H ? H)] = [(2×414.4 + 345.6) – (615.3 + 435.3)] kJ·mol?1 = 123.8 kJ·mol?1 (2) 平衡时物质的量 / mol 0.20 1.00–0.20 = 0.80 0.80 1分 2分

平衡时各物质的浓度为:[C2H6] = 0.20 mol·L?1,[C2H4] = [H2] = 0.80 mol·L?1 平衡常数为:

[C 2 H 4 ][H 2 ] 0.80mol ? L?1 K= = = 3.2 mol·L?1 ?1 [C 2 H 6 ] 0.20mol ? L
乙烷的平衡转化率为:(1.00–0.20) mol / 1.00 mol ×100% = 80%

(

)

2

2分 1分

(3)恒温恒压下加入水蒸气至反应系统中,系统总压不变,则各组分的分压减小,平 衡向气体分子数增多的方向(即正反应)移动,故乙烯的产率增加。 第 5 题(9 分) (1)答:除水(增加反应物浓度、及时分离出产物,使平衡向右移动) (2)答:配位键 模板作用 (3) 2分 2分 1分 1分

N

答: (4)答:三维网络结构
CHO

2 分;

只写出 H2O,给 0.5 分 1分

NH2

+

OHC

CHO NH2

CHO

2 分,每个反应物 1 分

写出其他类似结构且正确的一组反应物,可给 2 分。

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第 6 题(9 分)
EtOOC NO2

(1)答: (2)答:B

EtOOC

2分 2分

HOOC N

(3)答: HOOC

N

CH2OH

2分 1分

酯的水解反应
EtOOC N

(4)答: EtOOC (5)答:C 第 7 题(10 分)

N

CH2Br

1分 1分

答: (1)a 瓶:NaOH(或碱石灰)固体 1分 吸收氨气中混有的水汽。 1分 b 瓶:H2SO4(或 HCl、HNO3)溶液 1分 吸收未反应的氨气,防止产品吸收空气。 2分 (2)检查系统气密性的方法是:在各连接处涂上肥皂液,打开氮气钢瓶试漏。若观察 到某处有肥皂泡,则说明该处漏气。 1分 (3)熔点高、不参与反应、反应后易于除去。 3分 反应缓慢且不完全。 第 8 题(9 分) 答: (1)含过渡金属离子的化合物、还原剂或酸类物质。 (2)温度高时 H2O2 剧烈分解,不安全、且使产率降低。 (3)促进过碳酸钠析出,从而提高其产量。 (4)画出其余实验装置并正确连接 2分 1分 0.5 分 1分 1分

实验装置部件名称为:带刻度的量筒、水槽(或集气瓶) 、导管。 每个部件 0.5 分 共 1.5 分

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实验步骤:

3分

(a) 向干燥的大试管中加入 m0 g 过碳酸钠产品;取微量 MnO2(作催化剂)并用滤纸包 好后放入大试管中;连接好装置,构成不漏气的密闭系统。 每个步骤 0.5 分,共 1.5 分 (b) 将吸满水的滴管中的水挤入大试管中,过碳酸钠发生分解反应放出氧气。 0.5 分

(c) 反应完毕,待量筒内液面达到平衡后,读数并记录数据,即为反应所放出氧气的体 积,从而可近似估计过碳酸钠产品中活性氧的含量。 第 9 题(19 分) (1) 答:镀锡铜线与硫酸溶液接触,理论上将发生反应: Sn + H2SO4 == SnSO4 + H2↑ 1分 然而, 锡对水稳定, 由于锡与氢的标准电位数值相差很小, 故稀硫酸与锡的作用很缓慢。 短时间接触,上述反应几乎不发生,所以宏观上没有观察到锡层脱落而露出金属铜,也没有 1分 H2 放出。 1分 (2)答: CuSO4 + Sn == SnSO4 + Cu (3)答:1)镀锡铜线浸在稀硫酸水溶液中,由于动力学原因,锡层并没有脱落,也无 H2 放出,但 Sn 层表面已被硫酸破坏,即 Sn 层的晶格被破坏,如 Sn 层会变得更疏松,这为第 二步的置换反应创造了条件。 1分 2)各种镀锡铜线的表面锡层的厚度不同,物理状态如原子排列情况、缺陷情况、致密 程度,晶格缺陷,表面缺欠如存在凹凸、毛细孔等不同,它们均影响其电位数值。各种镀锡 铜线混扎在一起,组成无数个微电池,可加快置换反应速率。因此,在实验三中,锡层快速 脱落。 1分 (4)答: H2O2 == H2O + Sn + 1分

1 O2 2

1 O2 + H2SO4 == SnSO4 + H2O 2 1 Cu + O2 + H2SO4 == CuSO4 + H2O 2

每个反应 0.5 分,共 1.5 分 (5)答:1)Sn2+离子在稀酸水溶液中发生水解反应: 1分 2SnSO4 + 2H2O == Sn2(OH)2SO4↓ + H2SO4 随着放置时间的推移其溶液的pH值下降。 0.5分 2+ 0.5分 升高温度,Sn 离子的水解反应加速,故溶液的pH值降低。 2+ 2)由于 Sn 离子在稀酸水溶液中很不稳定,硫酸亚锡很容易发生上述水解反应,其生 成物碱式硫酸亚锡为淡黄色。 空气中的氧气在溶液中有一定的溶解度,而双氧水分解也产生氧气,氧气会将Sn2+离子 氧化成Sn4+离子,Sn4+离子以锡酸(白色沉淀物)的形式析出,即有: Sn2+ + 2H+ + H2O2 == Sn4+ + 2H2O Sn2+ + 4H+ + O2 == Sn4+ + 2H2O

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Sn4+ + 4H2O == 4H+ + Sn(OH)4 ↓ 每个反应 0.5 分,共 1.5 分 3)要抑制淡黄色沉淀的生成,必须使溶液保持足够的酸度,可加入硫酸来抑制硫酸亚 锡的水解反应。 1分 (6)答:铜线在空气中被氧化,生成了疏松多孔的黑色氧化铜。 其化学反应方程式为: 2Cu + 1分

1 O2 → Cu2O 2

0.5 分 0.5 分

2Cu2O + O2 → 4CuO

Cu (7) 有水蒸汽及 CO2 存在时, 的表面便覆盖有一层绿色的碱式碳酸铜 Cu2(OH)2CO3, 答: 它与黑色的 CuO 混在一起而显黑绿色。 1分 有关的化学反应方程式为: 2Cu + O2 + H2O + CO2 == CuCO3·Cu(OH)2 或 Cu2(OH)2CO3 或 2Cu + O2 + 2H2O + CO2 == CuCO3·Cu(OH)2 ·H2O 或 Cu2(OH)2CO3·H2O 1分 (8)答:1)铜线表面晶粒由铜原子、铜离子和自由电子组成。BTA 分子中的氮原子与晶 粒表面铜离子(Cu+)通过很强的配位键交联作用在晶粒表面形成较致密的聚合物保护膜, 该膜层能有效地抑制腐蚀性物质对铜线基体的侵蚀, 使铜的表面不起氧化还原反应, 因而起 到防蚀作用。 1分 2)铜线表面所形成的聚合物保护膜的结构基元为:

1分 (9)答:可采用紫外分光光度法分析保护液中 BTA 的浓度,其原理是:BTA 分子中含有 共轭结构,它具有紫外吸收。在一定浓度范围内,BTA 的吸光度与其在溶液中的浓度之间 的关系符合朗伯-比尔定律,据此可定量分析溶液中 BTA 的浓度。 1分 先制作标准曲线,用高纯度 BTA 配制系列标准溶液,在 200?800nm 范围内进行全波长 扫描,确定最大吸收波长。选定最大吸收波长作为工作波长,测量其吸光度,得到吸光度与 BTA 浓度之间关系的方程。在同样实验条件下,测定用过的保护液的吸光度,将吸光度值 代入上述方程,即可求得保护液中 BTA 的浓度。若其浓度低于 0.3%,则应补加 BTA 到保 护液中。 1分 郑重声明;本试题及答案的版权属广东省化学学会所有,不经广东省化学学会化学竞赛负 责人授权,任何人不得翻印、不得在出版物或互联网网站上转载、贩卖、赢利,违者必究。


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