手续英文2008年全国高中学生化学竞赛试题及参考答案

2021年1月26日发(作者：内外接)
2008
年全国初赛

中国化学会第
22
届全国高中学生化学竞赛
(
省级赛区
)
试题、标准答案及评分细则


2008
年
9
月
18
日


题号

满分

1
14
2
5
3
4
4
10
5
5
6
11
7
14
8
9
9
7
10
11
11
10
总分

100

第
1
题

(14
分
)


1-1

EDTA
是乙二胺四乙酸的英文名称的缩写
,
市售 试剂是其二水合二钠盐。

(1)
画出
EDTA
二钠盐水溶液中浓度最高的阴离子的结构简式。

(2) Ca(EDTA)
2
?
溶液可用于静脉点滴以排除体内的铅。
写出这个排铅反应的化学方程式
(
用
Pb
2+
表示铅
)
。

(3)
能否用
EDTA
二钠 盐溶液代替
Ca(EDTA)
2
?
溶液排铅？为什么？

1-2

氨和三氧化硫反应得到一种晶体
,
熔点
205o
C,
不含结晶水。晶体中的分子有一个三重旋
转轴
,
有极性。 画出这种分子的结构式
,
标出正负极。

1-3 Na
2
[ Fe(CN)
5
(NO)]
的磁矩为零
?
给出铁原子的氧化态。Na
2
[Fe(CN)
5
(NO)]
是鉴定
S
2
?
的试剂
,
二者反应得到紫色溶液
,
写出鉴定反应的离子 方程式。

1-4

CaSO
4

?
2H
2
O
微溶于水
,
但在
HNO
3
( 1 mol L
?
1
)
、
HClO
4
( 1 mol L
?
1
)
中可溶。写出能够
解释
CaSO
4
在酸中溶解的反应方程式。

1-5

取质量相等的
2
份
PbSO
4
(
难溶物
)
粉末
,
分别加入
HNO
3
( 3 mol L
?
1
)
和
HClO
4
( 3 mol L
?
1
),
充分混合
,PbSO
4
在HNO
3
能全溶
,
而在
HClO
4
中不能全 溶。简要解释
PbSO
4
在
HNO
3
中
溶解的原因 。

1-6

X
和
Y
在周期表中相邻。
C aCO
3
与
X
的单质高温反应
,
生成化合物
B和一种气态氧化物；
B
与
Y
的单质反应生成化合物
C
和
X
的单质；
B
水解生成
D
；
C
水解生成< br>E,E
水解生
成尿素。确定
B
、
C
、
D、
E
、
X
和
Y
。


































2008
年全国初赛

第
2
题

(5
分
)
化合物
X
是产量大、应用广的二元化合物
,
大量用作漂白剂、饮水处理剂、消
毒剂等。年产量达
300
万吨的氯酸钠 是生产
X
的原料
,92%
用于生产
X
—在酸性水溶液中用< br>盐酸、二氧化硫或草酸还原。此外
,
将亚氯酸钠固体装柱
,
通入用空气 稀释的氯气氧化
,
也可生
产
X
。
X
有极性和顺磁性
,
不形成二聚体
,
在碱性溶液里可发生歧化反应。

m
2-1
写出
X
的分子式和共轭
π
键
(
?
n
)
。

2-2
分别写出上述用草酸还原和用氯气氧化生产
X
的反应方程式。

2-3
写出上述
X
歧化反应的化学方程式。








第
3
题

(4
分
)

甲醛是一种重要的化工产品
,
可利用甲 醇脱氢制备
,
反应式如下：


?
= 84.2 kJ mol
-1








(1)







CH
3
OH(g)












CH
2
O(g) + H
2
(g)



?
r
H
m
催化剂
,700
o
C
向体系中通入空气
,
通过以下反应提供反应
(1)
所需热量：


H
(g) + ?O
(g)









H
O(g)










?
H
?
=
–
241.8 kJ mol
-1






(2)

2
2
2
r
m
要使反应温度维持在
700
?C
,
计算进料中甲醇与空气的摩尔数之比。
已知空气中氧气 的体积分
数为
0.20
。






第
4
题

(10
分
)


(CN)
2
被称为拟卤素
,
它的阴离子
CN?

作为配体形成的配合物有重要用途。

4-1

HgCl
2

和
Hg(CN)
2
反应可制得

(CN)
2
,
写出反应方程式。

4-2
画出
CN
?
、
(CN)
2
的路易斯结构式。

4-3

写出
(CN)
2
(g)
在
O
2
(g)
中燃烧的反应方程式。

4-4

298 K
下
,(CN)
2
(g)
的标准摩尔燃烧热为

?
1095 kJ mol
?
1
,C
2
H
2
(g)
的标准摩尔燃烧热为

?
1300 kJ mol
?
1
,C
2
H
2
(g)
的标准摩尔生成焓为
227 kJ mol
?
1
,H
2
O (l)
的标准摩尔生成焓
为

?
286 kJ mol
?
1
,
计算

(CN)
2
(g)
的标准摩尔生成焓。

4-5

(CN)
2
在
300~500
o
C
形成具有一维双链结构的聚合物
,
画出该聚合物的结构。

4-6


电镀厂向含氰化物的电镀废液中加入漂白粉以消除有毒的
CN
?
,
写出化学方程式
(
漂白
粉用
ClO
?
表示
)
。








2008
年全国初赛

第
5
题

(5
分
)
1963
年 在格陵兰
Ika
峡湾发现一种水合碳酸钙矿物
ikaite
。它形成于冷的海 水
中
,
温度达到
8
o
C
即分解为方解石和水。1994
年的文献指出：
该矿物晶体中的
Ca
2+
离子被氧< br>原子包围
,
其中
2
个氧原子来自同一个碳酸根离子
,
其余
6
个氧原子来自
6
个水分子。它的单
斜晶胞的参数为：
a
= 887 pm,
b
= 823 pm,
c
= 1102 pm,
β
= 110.2°
,
密度
d
= 1.83 g cm
?
3
,
Z
= 4
。

5-1

通过计算得出这种晶体的化学式。

5-2


研究了这种晶体在加压下受热膨胀体积增大的情形
,
并与冰及钙离子配位数 也是
8
的二
水合石膏晶体
(gypsum)
作了对比
,结果如下图所示
(
纵坐标为相对体积
)
：

ice
ikaite
gypsum

为什么选取冰和二水合石膏作对比？实验结果说明什么？



5-3



这种晶体属于哪种类型的晶体？简述理由。
























第
6
题

(11
分
)
在
900
o
C
的空气中合成出一种含镧、
钙和锰

(
摩尔比
2 : 2 : 1)
的复合氧化物
,

2008
年全国初赛

其中锰可能以

+2
、
+3
、
+4
或者混合价态存在。为确定该复合氧化物的化学式
,
进行如下分
析：

6-1

准确移取
25.00 mL 0.05301 mol L
?
1
的草酸钠水溶液
,
放入锥形瓶中
,
加入
25 mL
蒸馏水和
5 mL 6 mol L
?
1
的
HNO3
溶液
,
微热至
60~70
o
C,
用
KMnO
4
溶液滴定
,
消耗
27.75 mL
。写出
滴定过程发生的反应的方程式；计算
KMnO
4
溶液的浓度。


6-2

准确称取
0.4460 g
复合氧化物样品
,
放入锥形瓶中
,
加
25.00 mL
上述草酸钠溶液和
30 mL
6 mol L
?
1
的
HNO
3
溶液
,
在
60~70
o
C下充分摇动
,
约半小时后得到无色透明溶液。用上述
KMnO
4
溶液滴定
,
消耗
10.02 mL
。
根据实验结果推算复合氧化物中 锰的价态
,
给出该复合
氧化物的化学式
,
写出样品溶解过程的反应方 程式。已知
La
的原子量为
138.9
。



































第
7
题

(14
分
)
AX
4
四面体

(A
为中心原子
,
如硅、锗；
X
为配位原子
,
如氧、硫
)
在无机化合

2008
年全国初赛

物中很常见。四 面体
T
1
按下图所示方式相连可形成一系列“超四面体”
(
T
2
、
T
3
·
·
·
)
：

T
1
T
2
T
3

7-1

上图中
T
1
、
T
2
和
T
3
的化学式分别为
AX
4
、
A
4
X
10
和
A
10
X
20
,
推出超四面体
T
4
的化学式。

7-2


分别指出超四面体
T
3
、
T
4
中各有几种环境不同的
X
原子
,
每 种
X
原子各连接几个
A
原
子？在上述两种超四面体中每种
X
原子的数目各是多少？


7-3

若分别以
T< br>1
、
T
2
、
T
3
、
T
4< br>为结构单元共顶点相连
(
顶点
X
原子只连接两个
A
原 子
),
形成
无限三维结构
,
分别写出所得三维骨架的化学式。

7-4


欲使上述
T
3
超四面体连接所得三 维骨架的化学式所带电荷分别为
+4
、
0
和

?
4 ,A
选
Zn
2+
、
In
3+
或
Ge
4+
,X
取
S
2-
,
给出带三种不同电荷的骨架的化学式
(
各给出一种
,
结构单元中
的离子数成简单整数比
)
。






















2008
年全国初赛

第
8
题

(9
分
)
由烷基镁热分解制得 镁的氢化物。
实验测定
,
该氢化物中氢的质量分数为
7.6%,
氢的 密度为
0.101 g cm
?
3
,
镁和氢的核间距为
194.8 pm
。已知氢原子的共价半径为
37pm,Mg
2+
的离子半径为
72 pm
。

8-1

写出该氢化物中氢的存在形式
,
并简述理由。

8-2
< br>将上述氢化物与金属镍在一定条件下用球磨机研磨
,
可制得化学式为
Mg
2
NiH
4
的化合物。
X-
射线衍射分析表明
,
该化合物的立方晶胞的面心和顶点均被镍原子占据
,
所有镁原子的配位
数都相等。推断 镁原子在
Mg
2
NiH
4
晶胞中的位置
(
写出推理 过程
)
。

8-3

实验测定
,
上述Mg
2
NiH
4
晶体的晶胞参数为
646.5 pm,
计算该晶体中镁和镍的核间距。已
知镁和镍的原子半径分别为
159.9 pm
和
124.6 pm
。















8-4

若以材料中氢的密度与液态氢密度之比定义储氢材料的储氢能力
,< br>计算
Mg
2
NiH
4
的储氢
能力
(
假定氢可全部放出；液氢的密度为
0.0708 g cm
?
3
)
。



















第
9
题

(7
分
)
化合物
A
、
B
和
C< br>互为同分异构体。它们的元素分析数据为：碳

92.3%,
氢

7.7%
。
1 mol
A
在氧气中充分燃烧产生
179.2 L
二氧化碳
(
标准状 况
)
。
A
是芳香化合物
,
分子中
所有的原子共平面 ；
B
是具有两个支链的链状化合物
,
分子中只有两种不同化学环境的氢原子
,
偶极矩等于零；
C
是烷烃
,
分子中碳原子的化学环 境完全相同。

9-1
写出
A
、
B
和
C
的分子式。

9-2
画出
A
、
B
和
C
的结构简式。











2008
年全国初赛


第
10
题

(11
分
)
化合物
A
、
B
、
C
和
D
互为同分异构体
,
分子量为
136,
分子中只 含碳、氢、
氧
,
其中氧的含量为
23.5%
。
实验表明：< br>化合物
A
、
B
、
C
和
D
均是一取代 芳香化合物
,
其中
A
、
C
和
D
的芳环侧链 上只含一个官能团。
4
个化合物在碱性条件下可以进行如下反应：

A
B
C
NaOH
溶液
NaOH
溶液
NaOH
溶液
NaOH
溶液
酸化
酸化
酸化
K
+ H
2
O
E
(C
7
H
6
O
2
) +
F
G
(C
7
H
8
O) +
H
I
(
芳香化合物
) +
J












D

10-1

写出
A
、
B
、
C
和
D
的分子式。

10-2

画出< br>A
、
B
、
C
和
D
的结构简式。

10-3

A
和
D
分别与
NaOH
溶液发生了哪类反应？

10-4

写出
H
分子中官能团的名称。

10-5

现有如下溶液：
HCl
、
HNO
3< br>、
NH
3
?

H
2
O
、
NaOH
、
NaHCO
3
、饱和
Br
2
水、
FeCl
3
和
NH
4
Cl
。从中选择合适试剂
,
设计一种实验方案
,
鉴别
E
、
G
和
I。










第
11
题

(10
分
)
19 41
年从猫薄荷植物中分离出来的荆芥内酯可用作安眠药、抗痉挛药、退
热药等。通过荆芥内酯 的氢化反应可以得到二氢荆芥内酯
,
后者是有效的驱虫剂。为研究二
氢荆芥内酯的合成 和性质
,
进行如下反应：

CHO
CrO
3
H
2
SO
4
,
丙酮，
0
o
C

A
CH
3
OH, H
+

B
HBr
过氧化物

C
1. LiOH, CH
3
OH

D
2. H
+
,
LiAlH
4
无水四氢呋喃

E

写出
A
、
B
、
C
、
D
和
E
的结构简式
(
不考虑立体异构体
)
。