2010年全国高中学生化学竞赛预赛试题(四川赛区)

2010年全国高中学生化学竞赛预赛试题（四川赛区）
●本试卷共8页，10个大题，满分100分。

●竞赛时间3小时。

迟到超过半小时者不能进入考场。

开始考试后1小时内不得离场。

时间到，把试卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤离考场。

●试卷装订成册，不得拆散。

所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。

草稿纸
在最后一页。

不得持有任何其他纸张。

●姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论。

第1题（10分）现有四种短周期元素X、Y、Z、W，其中：
①X、W原子的电子层数与最外层电子数之比分别为3:1和1:3
②Y原子是元素周期表中原子半径最小的
③Z是形成化合物种类最多的元素
请回答下列问题：
1-1 X元素在周期表中的位置是。

1-2 上述四种元素中，只由一种元素的原子构成的离子是（填离子符号且每种元素只填一种离子）。

1-3 化合物X2W2的电子式是。

1-4 向含1mol Na2SiO3的溶液中缓慢通入2mol的ZO2，反应的离子方程式是。

反应后溶液中阴离子浓度由大到小的顺序是。

1-5 由Y、Z、W元素中的两种或三种可以组成多种分子，其中含有18个电子的分子是（填化学式）。

第2题（10分）已知A为常见金属，X、Y为常见非金属，X、E、F、G常温下为气体，C 为液体，B是一种盐，受热极易分解，在工农业生产中用途较广（如被用作某些电池的电解质）。

现用A与石墨作电极，B的浓溶液作电解质溶液，构成原电池。

有关物质之间的转化
关系如图（其中有些反应的条件及部分生成物略去）。

请填写下列空白：
2-1 反应④为A在某种气体中燃烧，生成单质Y和A的氧化物，其反应方程式为：。

2-2 反应②的化学方程式为。

2-3 反应⑤的化学方程式为。

2-4 原电池反应①的正极反应式为。

第3题（10分）加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末，常温下很稳定，加热至560℃开始分解。

在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应。

工业生产碘酸钾的流程如下：
3-1 已知经步骤①在反应器发生的反应中，生成两种还原产物（一种为气体，另一种为盐），请写出反应器中发生反应的化学方程式：。

3-2 参照下表碘酸钾的溶解度，操作③得到碘酸钾晶体，你建议的方法是：
3-3 已知：KIO3 + 5KI + 3H2SO4 = 3K2SO4 + 3I2 + 3H2O
I2 + 2S2O32- = 2I + S4O62-
检验加碘食盐中的碘元素，学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应。

用四氯化碳检验碘单质时，将溶液振荡，静置，看到的明显现象有。

3-4 测定加碘食盐中碘的含量，学生乙设计的实验步骤如下：
a. 准确称取wg食盐，加适量蒸馏水使其完全溶解；
b. 用稀硫酸化所得溶液，加入过量KI溶液，使KIO3与KI反应完全；
c. 以淀粉为指示剂，逐滴加入物质的量浓度为2.0×10-3mol/L的Na2S2O3溶液10.0mL 恰好反应完全。

则加碘食盐样品中的碘元素含量是mg/kg（以含w的代数式表示）。

3-5 请推测实验中产生蓝色现象的可能原因，用离子方程式表示：。

3-6 根据学生丙的实验结果，请对学生乙的实验结果作出简要评价：。

第4题（10分）金刚石和石墨是碳的同素异形体。

金刚石硬度大，它在工业上被大量地用于切削、研磨和拔丝拉模等方面。

形状完整的金刚石还用于制造首饰等高档装饰品。

金
刚石晶体经x-射线衍射法测得其晶胞如下图所示：
由图可知，在立方晶胞的8个顶点处，6个面心
处，以及4个相间小立方体的体心处（即4个不共面
的小立方体的体心处）各有一个碳原子。

已知碳原子
半径为0.77×10-8cm。

请解答下列问题：
4-1 金刚石属于（填晶体类型）。

4-2 碳原子采取（填杂化轨道类型），
其配位数为。

4-3 碳原子间的相互作用力为。

4-4 晶胞中碳原子的个数为。

4-5 晶胞中，由于碳原子所处的空间环境不同，可将碳原子分为类。

4-6 假设晶体中每个碳原子与其最近的碳原子相切，试计算金刚石的密度（写出计算过程、结果）。

第5题（8分）气体离子按其质荷比（质量m和电荷e的比值m/e）不同，在电磁场中
分离开来记录得到的图谱便是质谱。

质谱的用途之一是可进行同位素质量和丰度的测定。

下图是氟和溴的质谱示意图。

（均为+1价离子）（已知氟只有一种天然同位素19F，溴有两种天然同位素，79Br和81Br）
(a)氟的质谱图(b)溴的质谱图
5-1 图(a)中，氟有两个峰，且一个峰质量为另一个的2倍，给出简要说明。

5-2 图(a)中，为什么质量较大的峰占有明显优势？
5-3 图(b)中，有5个峰，且分为两组峰，试指出每个峰所代表的物质。

5-4 估计溴的两种同位素的丰度的比值为。

第6题（10分）澳大利亚Murdoch大学的科研人员研发出了一种锌/ 溴电池，其示意
图如下：
6-1 指出该电池的正负极或阴阳极。

6-2 写出该电池的电极反应式和电池反应式。

6-3 写出该电池的电池表示式。

6-4 该电池放电1小时后，两电极的质量有无变化？若有变化，其改变量为多少克？（假设放电时，外电路中的电流强度为0.1安培）（提示：1mol电子电量=1法拉第电量（F）=96500库仑）
第7题（12分）工厂化验员检验某含有KBrO3、KBr及惰性物的样品。

化验员称取了该固体样品1.000g，加水溶解后配制到100mL容量瓶中。

A）第一次从容量瓶中准确吸取了25.00mL溶液，加入少量稀H2SO4，然后用Na2SO3还原样品中的BrO3-为Br-。

B）去除过量的SO32-后调至中性。

C）用莫尔法（莫尔法是在中性条件下，用铬酸钾为指示剂，用硝酸银为滴定剂的一种沉淀滴定法）测定Br-，计消耗0.1010mol·L-1AgNO310.51mL。

D）第二次另吸取25.00mL试液用H2SO4酸化后加热除去Br2，再用碱液调至中性，滴定过剩Br-时消耗了上述AgNO3溶液3.25mL。

7-1 请写出A）C）D）三步的相应的化学反应方程式。

7-2 通过以上二次滴定，计算试样中KBrO3和KBr的质量分数。

第8题（10分）有机物A含有C、H、O三种元素。

A的相对分子质量M A=58。

完全燃烧一定量的A，所得产物的物质的量之比为1:1。

8-1 A的化学式是。

8-2 B和C是A的同分异构体，它们均为结构上具碳碳双键的稳定化合物，写出B和C的结构式。

8-3 D也是A的同分异构体，D有手性，D的结构式是：
8-4 D的一氯取代物M，是重要的有机合成试剂。

M与氢氧化钠溶液共热产物为N；N 在浓硫酸催化下加热产物为O：O与银氨溶液作用后酸化，产物为丙烯酸。

(1)M生成N的化学方程式是：
(2)N 生成O 的化学反应类型是：
第9题（
10分）一种隐形眼镜镜片材料的聚合物链节式是 该聚合物可以乙烯为原料经下面步骤合成： F + B
产物
9-1 已知A 为 ，请写出C 、D 、E 的结构式。

9-2 F 和B 生成G 的化学方程式是：
乙烯H 3O +
A
B
催化剂
C
HCN
D
H 3O +
E
△ -H 2O
F
催化剂
G 聚合
第10题（10分）莽草酸是制备抗甲流感药物达菲的原料，它的结构（用A表示）如图：10-1 A的化学名称是：
10-2 A共有个立体异构体。

10-3 ①加成反应，②取代反应，③水解反应，④消去反应，
⑤与三氯化铁溶液显色反应。

A不能发生的化学反应是：
10-4 用A合成达菲，经多步反应。

其中一步中间产物的结构（用B表示）为：
与A反应生成B的含氧有机化合物的结构式是：
10-5 达菲的结构（用C表示）如图：
在加热条件下C与氢氧化钠溶液反应，
1mol C最多可消耗mol氢氧化钠。