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2011年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)预赛试题加答案


“扬子石化杯” 2012 年 第 25 届全国高中学生化学竞赛(江苏赛区)初赛试题 可能用到的相对原子质量: H—1 — 32 Cl — 35.5 K — 39 Ca — 40 Ba —137 1.本试卷共 22 题,用 2 小时完成,全卷共 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(每小题有 1 ~2 个选项符合题意,每小

题 4 分,共 60 分。请将答案填 在下方的表格内。 ) 1.化学与生活、社会密切相关。下列说法正确的是 A.在酱菜中添加少量苯甲酸钠的目的是使酱菜更加美味可口 B.多用燃气热水器,多骑自行车都是积极的低碳生活方式 C.糖尿病人可以大量食用加有木糖醇的无糖月饼 D.发射“嫦娥二号”的运载火箭点火时喷出的红棕色气体为 NO2 2.化学科学需要借助化学专用语言描述,下列有关化学用语正确的是 A.CO2 的电子式是 C—12 Cr — 52 N —14 O—16 Na—23 Mg—24 S Mn — 55 Fe— 56 Cu — 64 Zn — 65

溶液后红色褪去,验证 Na2CO3 溶液中存在水解平衡 C.淀粉溶液和稀 H2SO4 混合加热,加入新制的 Cu(OH)2 悬浊液加热至沸腾,检验 淀粉水解产物有还原性 D.利用图示装置并根据有关实验现象能推知酸性: CH3COOH>H2CO3>C6H5OH 4.你认为下列数据可信的是 A.某常见气体的密度为 1.8 g·cm-3 B.某澄清石灰水的浓度是 2.0 mol·L-1 C.某胶体粒子的直径是 160 nm D.某正常雨水的 pH 为 5.6 5.下列化学实验事实及其解释都正确的是 A.FeCl3 溶液可以腐蚀线路板上的 Cu,因为 Fe 的金属活动性大于 Cu B.将 SO2 通入含 HClO 的溶液中,生成 H2SO4,因为 HClO 酸性比 H2SO4 强 C.铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落,因为铝箔表面氧化铝膜熔点高于铝 D.将饱和氯水滴到淀粉碘化钾试纸上,试纸先变蓝后变白,因为氯水具有漂白性 6.设 NA 为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是 A.常温下 1.0L 0.1 mol·L-1 NH4Cl 溶液中,NH4+和 H+总数大于 0.1NA B.常温下,11.2L 乙烯在氧气中完全燃烧转移的电子数为 6.0NA C.88.0g 干冰中含有的电子对数为 8.0NA D.1.2g 金刚石中含有的碳碳键数为 0.4 NA 7.下表所列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是 X Y Al(OH)3 HClO C2H5OH FeCl3 Z Al2O3 Cl2 C2H5Br Fe2O3

B.Cl-的结构示意图

C.乙烯的结构简式是 C2H4 D.K 原子的价层电子排布是 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3.下列实验能达到目的的是 A .将乙醇与浓硫酸共热制得的气体通入酸性 KMnO4 溶液中,检验气体中含有乙烯 B.在滴有酚酞的 Na2CO3 溶液中,加入 BaCl2
2 2 6 2 6 1

A B C D

AlCl3 NaClO CH2=CH2 FeCl2

8.下列反应的离子方程式书写正确的是

化学试卷(第 1 页,共 7 页)

_____ A.在澄清石灰水中加入少量小苏打:Ca2++OH-+HCO3-_____CaCO3↓+H2O B.苯酚钠溶液中通入少量 CO2:2C6H5O +CO2+H2O


11.已知 A、B、C、D、E 是短周期原子序数依次增大的五种元素, A 原子在所有 原子中半径最小,B 与 E 同主族,且 E 的原子序数是 B 的两倍,C、D 是金属,它 们的氢氧化物均难溶于水。下列说法正确的是 A.A 与 B 两种元素可以组成离子化合物 A2B2 B.C 元素形成的单质在冷浓硝酸中发生钝化 C.E 元素氧化物对应的水化物一定有强氧化性 D.D 元素的单质可用于冶炼某些难熔金属 12.世博会中国馆、主题馆等建筑使用光伏并 网发电,总功率达 4 兆瓦,是历届世博会之最, 通过并网,使用半导体照明(LED) 。已知发出 白光的 LED 是由 GaN 芯 片和钇铝石 榴石 (YAG,化学式:Y3Al5O12)芯片封装在一起 做成的。下列有关叙述正确的是 A.光伏电池是将太阳能直接转变为电能 B.图中 N 型半导体为正极, P 型半导体为负极

2C6H5OH+CO3

2-

_____ C.将 SO2 气体通入 NaClO 溶液中:SO2+2ClO-+H2O_____SO32-+2HClO D.将标准状况下 112mL 氯气通入 10mL 浓度为 1 mol·L _____ 2Fe2++4Br-+3Cl2_____3Fe3++6Cl-+2Br2 9. 紫草宁 (Shikonin) 可以用作创伤、 烧伤以及痔疮的治疗药物, 它可以由 1,4,5,8 — 四甲氧基萘经多步反应后合成,两者的分子结构分别如图。下列说法中不正确的是
-1

的溴化亚铁溶液中:

1,4,5,8 —四甲氧基萘 A.紫草宁分子式为:C16H16O5

紫草宁

C.电流从 a 流向 b D.LED 中的 Ga 和 Y 都显+3 价 13.下列叙述中,正确的是 _____ A.反应 A2(g)+3B2(g)_____2AB3(g)在一定温度下能自发进行,则该反应的△H<0 B.将 NH3 通入热的 CuSO4 溶液中能使 Cu2+还原成 Cu C.钙和镁的氯化物溶液蒸发结晶出来的固体都是水合物,经焙烧得相应无水盐 D.用酸溶解金属铝时,溶解的速率与铝的纯度有关,纯度越高速率越大 14 .已知 25℃ 时有关弱酸的电离平衡常数: 弱酸化学式 CH3COOH 1.8×10
-5

B.1,4,5,8 —四甲氧基萘及紫草宁分子中均无手性碳原子 C.1,4,5,8 —四甲氧基萘及紫草宁都可与氢气反应,且 lmol 均最多消耗 5mol H2 D.1,4,5,8 —四甲氧基萘核磁共振氢谱中有 2 个峰,且峰面积之比为 3:1 10.印染工业常用亚氯酸钠(NaClO2)漂白织物,亚氯 酸钠在溶液中可生成 ClO2 、 ClO2 、 HClO2 ,其中 HClO2 是漂白剂的有效成分,ClO2 是有毒气体。各组分 含量随 pH 变化情况如图所示,由图知,使用该漂白剂 的最佳 pH 为 A.3.0 C.6. 5~7.0 B. 4.0~4.5 D. 9.0


HCN 4.9×10
-10

H2CO3 Ka1=4.3×10 Ka2=5.6×10
-7 -11

电离平衡常数 (25℃)

化学试卷(第 2 页,共 7 页)

则下列说法正确的是 A . 等 物 质 的 量 浓 度 的 各 溶 液 pH 关 系 为 : pH ( NaCN) > pH(Na2CO3) > pH( CH3COONa) B.NaHCO3 和 Na2CO3 混合溶液中,一定存在: c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-) C.0.4 mol·L-1HCN 溶液与 0.2 mol·L-1NaOH 溶液等体积混合后,所得溶液 中: c(Na+)>c(OH-)>c(H+) D.25℃ 时,pH=4 且浓度均为 0.1 mol·L-1 的 CH3COOH、CH3COONa 混合溶 液中: c(Na )+c(H )>c(CH3COO )+c(CH3COOH) 15.某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为 1.96 g 的该结晶 水合物,分别加水溶解。一份加人足量 Ba(OH)2 溶液,生成白色沉淀,随即沉淀变为 灰绿色,最后变为红褐色;加热该混合物,逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体; 用稀盐酸处理沉淀物,经洗涤和干燥,得到白色固体 2.33 g 。另一份加入 20mL0.05 mol·L
-1

17. (10 分)铁是最常见的金属之一,铁也可以形成多种氧化物、氢氧化物和盐类。 请填写下列空格: (1)磁铁矿的主要成分是__________(填化学式) ,铁锈的主要成分 是__________(填化学式) ,铁与高温水蒸气反应的产物是和__________(填化学式) ; (2)在三氯化铁溶液中,加入氟化钠浓溶液,三氯化铁溶液由黄色变为无色,因为 ___________________________________, 此时, 溶液的氧化性将__________ (填增强、 减 弱 或 不 变 ), 再 加 入 硫 氰 化 钾 试 液 , 溶 液 不 变 红 , 原 因 是 ____________________________________________________________; (3)有报道说:高温下 Fe 和 NaOH 反应可得 Na ,写出反应方程式,并根据化学 平衡移动原理说明能发生上述反应的原因。

+

+



KMnO4 的酸性溶液,MnO4 恰好完全被还原为 Mn 。根据上述条件可知该



2+

结晶水合物的化学式是 A.(NH4)2SO4·FeSO4·4H2O B.(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O C.2(NH4)2SO4·FeSO4·12H2O D.(NH4)2SO4·2FeSO4·6H2O 二、 (本题共 2 小题,共 15 分) 16. (5 分)分离回收下列水不溶性混合物:苯甲醛(A)、苯胺(B)、氯苯(C)、对甲苯酚 (D)、苯甲酸(E)。用流程图表示分离步骤如下,请在括号中分别填出每步被分离出的化 合物的代号。 _________________________________________________________________________ 。 18. (7 分) (1)1962 年加拿大化学家巴列特(N.Bartlett)用强氧化剂 PtF6 氧化 O2 制得了 O2[PtF6],随后根据稀有气体 Xe 与 O2 的相似性和热力学性质的计算,巴列特 推想,PtF6 同样能氧化 Xe,并如理论预测成功地合成了世界上第一个稀有气体化合物 Xe [PtF6],这在当时轰动了整个科学界,并由此打开了稀有气体化学的大门。此后, 结构各异的稀有气体 Xe 的化合物不断地被合成出来,请指出它们分子的几何构型: XeF4_________, XeO2_________, XeO3_________, XeF2_________, XeOF4_________。

化学试卷(第 3 页,共 7 页)

(2)2010 年 12 月,瑞典科学家发现了最大的氮氧化物 N(NO2)3,量子化学计算结果 表明分子是稳定的。科学家预测它可能成为未来的火箭燃料。该化合物还没有中文译 名,如果要你给它命名,你会叫它______________,N(NO2)3 中心 N 原子的杂化类型 为_________。 19. (5 分)化学电池不仅可以作为电源将化学能转化为电能,还可以通过对电池电动 势的测定求出电池反应的平衡常数。例如,将酸碱中和反应作为电池反应,可以设计 出相应的电池,并由其电动势求出中和反应平衡常数及水的离子积。现将两个氢电极 (以 Pt 作为导电的惰性金属,以氢气作为参与电极反应的物质,可以是生成氢气,也 可以是消耗氢气)分别置于酸性水溶液(H+)和碱性水溶液(OH )中构成电池,使


(2)CrO3 具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火,若该过程中 乙醇被氧化成乙酸, CrO3 被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3]。则该反应的化学方程式 为_____________________________________________________________ 。 (3) CrO3 的热稳定性较差, 加热时逐步分解, 其固体残留率随温度的变化如下图所示。

电池反应为酸碱中和反应。 (1)酸溶液中的氢电极 A 和碱溶液中的氢电极 B,为电池正极是_____(填 A 或 B) ; (2)A,B 上分别发生的电极反应为: A 极:__________________________ ; B 极:__________________________ ; (3)总反应式为__________________________,该反应的平衡常数 K 与水的离子积 Kw 的关系是__________________________。 20. (11 分)铬化学丰富多彩,由于铬光泽度好,常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍 组成各种性能的不锈钢,CrO3 大量地用于电镀工业中。 (1)在下图装置中,观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图 2 装置中铜 电极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体。根据上述现象试推测金属铬的两个 重 要 化 学 性 质 ______________________________________ 、 _____________________________。 ①A 点时剩余固体的成分是__________(填化学式) 。 ②从开始加热到 750K 时总反应方程式为_______________________。 (4)CrO3 和 K2Cr2O7 均易溶于水,这是工业上造成铬污染的主要原因。净化处理方 法之一是将含+6 价 Cr 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的 NaCl 进行电 解:阳极区生成的 Fe2+和 Cr2O72 发生反应,生成的 Fe3+和 Cr3+在阴极区与 OH 结合生
- -

成 Fe(OH)3 和 Cr(OH)3 沉淀除去[已知 KspFe(OH)3=4.0×10
-31

-38

, KspCr(OH)3=6.0×10

]。
-13

①电解过程中 NaCI 的作用是__________________________。 ②已知电解后的溶液中 c(Fe3+)为 2.0×10
-1

mol· L 1, 则溶液中 c(Cr3+)为_____ mol· L




四、 (本题共 l 小题,共 12 分) 21. (12 分)阿明洛芬属于苯丙酸类抗炎药,镇痛效果优于布洛芬。下图是阿明洛芬 的一条合成路线。

化学试卷(第 4 页,共 7 页)

③合成反应流程图表示方法示例如下:

(1)反应①为取代反应,该步反应物 Me2SO4 中的“Me”表示 (2)E 中的官能团有: __________________(写名称) 。 (3)F 的结构简式为________________________________________________ 。 (4)反应③可以看成是两步反应的总反应,第一步是氰基(-CN)的完全水解反应 生成羧基(一 COOH ),请写出第二步反应的化学方程式: _____________________________________________________________。 五、 (本题共 1 小题,共 10 分) 22. (10 分)金属钠晶体为体心立方结构,钠原子在晶胞的体对角线上互相接触,晶 胞参数 a=429pm(即每个体心立方晶胞的边长为 429pm) 。 (l)计算可知钠的原子半径为____________pm ,金属钠的理论密度_______g·cm 3。


(5)化合物

O

O

O

(2)1982 年,我国化学家以 NaCl 为固体分散剂,对熔融金属钠直接氢化合成了晶体 是合成某些药物的中间体。试设计合理方案由化合物 NaH,大大地降低了生产成本。NaH 具有 NaCl 型结构,晶胞参数 a=488pm ,已知 Na 的离子半径为 102pm ,则 H 的离子半径为______________pm 。
+ -

合成

O

O

O

(3)NaH 是合成氢化铝钠 NaAlH4 的关键材料 NaAlH4 是很有前途的储氢材料,密度 。 为 1.2g·cm 3,请估算 NaAlH4 的储氢性能(以 H 的密度表示) 。


提示:①合成过程中无机试剂任选;



在 400℃有金属氧化物存在条件下能发生脱羰基(

)反应。

化学试卷(第 5 页,共 7 页)

“扬子石化杯” 第 25 届全国高中学生化学竞赛(江苏赛区)初赛试题 参考答案及评分标准 一、选择题(每小题 4 分,共 60 分) 1. D 2. B 3. B 4. D 5. C 6. A 7. BC 8. A 9. BC 10. B 11. D 12. AD 13.A 14.BC 15.B 二、 (本题共 2 小题,共 15 分) 16. (5 分,每空 1 分) E D B C A Fe2O3·nH2O
3-

(1)由图 1 知金属铬的活动性比铜强,能和稀硫酸反应生成 H2 易被稀硝酸钝化(2 分)

由图 2 知金属铬

_____ (2)4CrO3+3C2H5OH+6H2SO4_____2Cr2(SO4)3+3CH3COOH+9H2O
_____

(3)①Cr3O8

(2 分) ② 4CrO3_____2Cr2O3+3O2↑(2 分) ②3×10 6(2 分)




(4)① 增强溶液的导电性(1 分) 四、 (本题共 1 小题,共 12 分) 21. (12 分) (1)甲基(-CH3) (2 分)

17. (10 分) (1)Fe3O4 Fe3O4 减弱 H2
3-n

(2)氨基

酯基(2 分)

(3) 不如 FeF6 稳定,不能实现转化(以
3-

(2 分)

(2)生成了无色的 FeF6 上每空 1 分)

Fe(SCN)n

_____ (4)4NaOH+3Fe_____4Na+2H2+Fe3O4 (2 分) 因为生成较稳定的 Fe3O4 及气态 Na 和 H2,使平衡向右移动(1 分) 三、 (本题共 3 小题,共 23 分) 18. (7 分,每空 1 分) (1)XeF4 正方形,XeO2 四面体,XeO3 三角锥,XeF2 直线型,XeOF4 四方锥。 (2)三硝基胺 (1)A
+ -_____ (2)H +e _____1/2H2 ― -_____ 1/2H2+OH ―e _____H2O

(4)

(2 分) (5) (4 分)

sp2 杂化(注:本题信息太少,学生无法回答)

19. (5 分,每空 1 分)

+ ―_____ (3)H +OH _____H2O

K=c(H2O)/Kw 五、 (本题共 1 小题,共 10 分)

20. ( 11 分)

化学试卷(第 6 页,共 7 页)

22. (10 分)

化学试卷(第 7 页,共 7 页)


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