2015年全国高中化学竞赛(安徽赛区)初赛试题及参考答案

2015年全国中学生化学竞赛(安徽赛区)初赛试题
注意：考试时间2.5小时，满分150分。

请在答题卡上答题，允许使用非编程计算器。

一、本题包括15小题，每小题2分，共30分。

每小题仅有1个选项符合题意。

1．下列生活常识与化学原理有关，正确的选项是
①福尔马林具有防腐杀菌的作用，是因为甲醛可以使蛋白质变性
②人体血液pH保持弱碱性(7.35-7.45)，主要是血液中存在H2CO3—HCO3－缓冲体系
③硫酸亚铁补铁剂应与维生素C同服，是因为维生素C可以防止Fe2+被氧化
④油炸食品容易产生“哈喇”味而不能食用，是因为被氧化产生过氧化物和醛类
A．①②③④B．①②③C．②③④D．①③④
2．缺铁性贫血是世界上最普遍的营养性问题，一个简单的解决办法是生产铁强化酱油，即在酱油中加入易吸收的铁添加剂——Na2FeY，其中Y4-是乙二胺四乙酸(H4Y)的酸根形式，H4Y结构如下左图。

生产铁强化酱油产生的废水可用绿色消毒剂X（如下右图）来杀菌。

下列有关说法正确的是
A．从酸碱质子理论来说，H4Y只有酸性
B．X能够杀菌的原因是其水解可产生次氯酸
C．H4Y和X在一定条件下均能发生水解反应
D．可用萃取法从铁强化酱油中分离出Na2FeY
3．某未知溶液可能含Cl－、CO32-、Na+、SO42-、Al3+等离子中的一种或多种。

将溶液滴在蓝色石蕊
试纸上．试纸变红。

取少量试液，滴加硝酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成；在上层清液
中滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。

下列判断不合理
．．．的是
A．一定有Cl－B．一定有SO42- C．一定有Al3+ D．一定没有CO32-
4．下列有关实验操作中错误
．．的是
A．萃取分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出
B．检查容量瓶是否漏水的方法是：往容量瓶中加水，塞好瓶塞，将容量瓶倒过来，若不漏水，将瓶塞旋转180°，再倒过来，看是否漏水
C．为加速固体物质的溶解常采取搅拌、加热等措施
D．酸式滴定管装入标准溶液前，必须用蒸馏水润洗三次，不得用标准溶液润洗
5．“酸化”是实验中经常采用的方法，下列酸化过程正确的是
A．增强高锰酸钾的氧化能力，用浓盐酸酸化
B．抑制Fe2+的水解，用稀硝酸酸化
C．检验卤代烃中的卤元素，加碱溶液并加热后，用稀硫酸酸化，再检验
D．确认溶液中含有SO42-时，用盐酸酸化，再检验
6．近年来，科学家合成了一系列具有独特化学特性的氢铝化合物(AlH3)n。

最简单的氢铝化合物Al2H6
的球棍模型如图所示，它的熔点为150℃，燃烧热极高。

下列说法错误
．．的是A．Al2H6中含有离子键和极性共价键
B．氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气
C．氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料
D．氢铝化合物中可能存在组成为Al n H2n+2的物质（n为正整数）
7．用带放射性示踪原子（18O）的过氧化氢与用硫酸酸化的KMnO4溶液完全反应，反应完毕后，18O最可能出现在
A．K2SO4中B．MnSO4中C．H2O中D．O2中
8．元素周期表的形式多种多样，下图是扇形元素周期表的一部分（1~36号元素），与中学常见的长式元素周期表相比，第一到第十八可看成族，⑩为Fe元素。

由扇形周期表的填充规律，下列
有关已填人的元素说法不正确
．．．的是
A．⑥、⑧、⑨对应原子的半径依次减小
B．②、⑦的最高价氧化物都能和水反应
C．⑤处于长式周期表第二周期第ⅥA族
D．①与③可形成既含极性键又含非极性键的化合物
9．在一定温度下、1L密闭容器中，3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量（n）如下表所示，下列有关说法正确的是
x y w
n(起始)／mol 2 l 0
n(平衡)／mol l 0.5 1.5 A．该温度下，此反应的平衡常数表达式是
B．升高温度，若w的体积分数减小，则此反应ΔH>0
C．增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动
D．该温度下，再向容器中通人3molw，达到平衡时，n(x)=2mol
10．下列反应中，反应后固体物质质量减轻的是
A．CO通过灼热的CuO粉末B．钠在空气中燃烧
C．二氧化碳通过Na2O2粉末D．将铁片投入CuCl2溶液中
11．由无水醋酸钠与碱石灰共热可得到甲烷。

请预测将无水苯乙酸钠与碱石灰共热时，所得的有机物主要是
A．苯B．甲苯C．乙苯D．苯甲酸钠与甲烷
12．室温时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A．0.1mol·L-1FeCl3溶液中：Mg2+、NH4+、SCN－、SO42-
B．c(H+)=1×l0-13mol·L-1的溶液中：Na+、Cu2+、SO42-、NO3－
C．0.1mol·L-1NaHCO3溶液中：NH4+、Na+、NO3－、Cl－
D．pH=1的溶液中：Na+、K+、NO3－、Fe2+
13．下列化合物偶极矩由大到小排列的是
A．(I)>(Ⅱ)>(Ⅲ)>(Ⅳ) B．(Ⅳ)>(Ⅲ)>(Ⅱ)>(I)
C．(Ⅱ)>(Ⅲ)>(I)>(Ⅳ) D．(Ⅳ)>(Ⅱ)>(Ⅲ)>(I)
14．如下图装置（省略夹持装置，气密性已检验）所示，某同学用
含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，下列推断不合理
．．．
的是
A．烧杯中双氧水溶液作用是将Fe2+氧化为Fe3+
B．a中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁
C．b中收集到的气体是氡气和氯化氢
D．烧杯中溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体
15．和的异构体类型是
A．官能团异构B．顺反异构C．碳架异构D．旋光异构
二、本题包括10小题，每小题2分，共20分。

每小题有1个或2个选项符合题意。

若只有1个选项
符合题意，多选或错选均不得分；若有2个选项符合题意，选对2个得2分，选对1个得1分，选错1个，该题不得分。

16．下列除杂操作可行的是
A．通过饱和NaCl溶液除去HC1中的Cl2 B．通过灼热的镁粉除去N2中的CO2
C．通过灼热的CuO除去CO2中的CO D．通过浓硫酸除去SO2中的H2O 17．某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．反应过程b有催化剂参与
B．该反应为吸热反应，热效应等于ΔH
C．该反应可能分两步进行
D．有催化剂条件下，反应的活化能等于E．
18．过碳酸钠晶体（其化学式为2Na2CO3·3H2O2）具有
Na2CO3和H2O2的双重性质。

下列物质能使过碳酸钠较快失效的是
A．MnO2 B．H2S C．Na2SO4 D．NaHCO3
19．化学式为Li x AlSi4O y的三维结构铝硅酸盐中x、y值分别为
A．5，12 B．1，10 C．1，8 D．3，11
20．25℃时，在20.00mL0.1000mol·L-1Na2CO3溶液中滴人0.1000mol·L-1盐酸，测得溶液pH随盐酸体积(V)变化曲线如下图，下列有关说法正确的是
A．a点时，溶液中只有CO32-存在
B．b~c段，主要是HCO3和H+发生反应
C．c~d段，溶液pH产生突跃，可用甲基橙指示滴定终点
D．d点时，滴定完成，溶液显中性
21．实验室保存下列试剂，其中保存方法和理由描述都正确的是
编号试剂保存方法理由
防止接触空气被氧化，防止与
A 固体氢氧化钠存放在带橡皮塞的广口瓶中
水蒸气、二氧化碳接触而变质
B 碳酸钠晶体存放在干燥密封的广口瓶中防止风化而变质
C 液溴存放在带橡皮塞的细口瓶中防止挥发
存放在带玻璃塞的棕色试剂
D 硝酸银溶液
防止见光分解
瓶中，并放在冷暗处
22．一种新型的净水剂聚合氯化铁铝，化学式为[AlFe(OH)n Cl6-n]m，n<5，m<10，广泛用于生活用水和工业废水的净化，下列有关聚合氯化铁铝的说法正确的是
A．用于净化水时，比用相同物质的量的氯化铝铁对水的pH改变小
B．其中的铁显+2价
C．可看作是一定比例的氯化铁与氯化铝水解的中间产物
D．在强酸性和强碱性溶液中能稳定存在
23．科学家近期研发出如图所示的水溶液锂离子电池体系，下列有关叙述错误
．．的是A．b电极可用石墨替代LiMn2O4
B．正极反应为：Li1-x Mn2O4+xLi++xe－LiMn2O4
C．电池总反应为：Li1-x Mn2O4+xLi LiMn2O4
D．放电时，溶液中Li+从a向b迁移
24．下列化合物酸性由强到弱排列的是
A．(Ⅰ)>(Ⅱ)>(Ⅲ)>(Ⅳ)
B．(Ⅱ)>(Ⅲ)>(Ⅳ)>)(Ⅰ)
C．(Ⅰ)>(Ⅲ)>(Ⅳ)>(Ⅱ)
D．(Ⅲ)>(Ⅳ)>(Ⅰ)>(Ⅱ)
25．25℃时，下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A．0.1mol·L-1NaOH溶液与0.1mol·L-1NH4Cl溶液等体积混合
c(Cl－)=c(Na+)>c(NH4+)>c(OH－)
B．0.1mol·L-1NH4Cl溶液与0.1mol·L-1一氨水混合至pH=7
c(Cl－)=c(NH4+)
C．0.1mol·L-1Na2CO3溶液与0.1mol·L-1NaHCO3溶液等体积混合
c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3－)+c(H2CO3)
D．0.1mol·L-1CH3COONa溶液与0.1mol·L-1HCl溶液等体积混合
c(Cl－)>c(CH3COO－)>c(OH－)
三、本题包括3小题，共29分
26．（9分）完成下列各题：
(1)在不增加任何配体以及铼原子之间不存在金属键情况下，[Re(CO)3C1]n服从18电子规则，则
n的最小取值为_____________；
(2)在N2CO存在的化学结构异构体中，最稳定异构体的结构式是_______________；
(3)硫离子与固体硫在碱性溶液中反应生成S22-、S32-、S42-等聚硫离子。

已知S与S2-反应生成S22-
的K1=12，生成S32-的K2=130，则S与S22-生成S32-的K3=______________。

27．（12分）写出下列化学反应的方程式：
(1)Mg2Si与HC1
(2)氯代甲砜CH3SO2Cl完全燃烧
(3)Na2B4O7标定盐酸
(4)在焦磷酸(H4P2O7)酸性介质中，KMnO4与MnSO4反应，其中一个产物为[Mn(H2P2O7)3]3-
28．（8分）还原沉淀法是处理含铬（含Cr2O72-和CrO42-）常用方法，过程如下：
已知废水中Cr的含量为28.6g·L-1
(1)计算处理1L废水时，所需要绿矾(FeSO·7H2O)的质量m；
(2)常温下Cr(OH)3Ksp=l×10-32，处理废水时调节溶液pH=5，试计算处理后溶液中的Cr3+离子的
浓度（mol·L-1）。

(已知M r(FeSO·7H2O)=278.0，A r(Cr)=52.00)
四、本题包括2小题，共43分
29．（34分）完成下列各题
写出(A)~(I)的结构式
写出(A)、(B)的结构式，用系统命名法命名化合物(B)
写出(A)~(D)的结构式，并给出(A)到(C)的反应机理。

30．（9分）结构推断
化合物(A)的分子式为C5H10O，其与Br2/CCl4溶液或金属钠均不反应，用稀盐酸或稀NaOH处理(A)后得分子式为C5H12O2的化合物(B)。

(B)与HIO4水溶液作用得甲醛和分子式为C4H8O的化合物(C)，(C)可发生碘仿反应，试推断出(A)、(B)、(C)的合理结构式。

五、本题包括2小题，共28分
31．（12分）称取含MnO—Cr2O3的矿石2.0000g，以Na2O2熔融后，经过浸取、煮沸，除去过氧化物后得到含MnO42-和CrO42-的溶液。

酸化溶液，过滤除去MnO2，滤液及洗涤液以
50.00mL0.1000mol·L-1FeSO4溶液处理。

过量的FeSO4用0．0l000mol·L-1KMnO4溶液滴定，终
点时消耗18.40mL。

MnO2沉淀用10.00mL0.1000mol·L-1FeSO4酸性溶液处理，过量的FeSO4以
0.0l000mol·L-1KMnO4溶液滴定，终点时消耗8.24mL。

写出酸化溶液和滴定过程所涉及的所有
化学反应方程式，并计算矿石中MnO和Cr2O3的质量百分数。

[M r(MnO)=70.94；
M r((Cr2O3)=151.9]
32．（16分）右图是钠铊合金的立方晶系晶胞图，晶胞参数
为a=7.488Å(1Å=10-10m)
(1)试写出该合金的化学式。

(2)试计算该晶体的密度。

（保留三位有效数字）
(3)试写出该晶体的结构基元的化学式，并画出结构基元围
成的最小几何构型。

写出几何构型中Na、Tl原子的分
数坐标。

(4)若把Na原子看作密堆积，其它Na、Tl原子占有密堆积Na原子围成的何类空隙以及空隙占有
率分别是多少？
(5)若把一类金属原子全部抽掉，剩下的金属原子属于什么晶型？
(6)该晶体属于何类点阵型式？
2015年全国高中学生化学竞赛（安徽赛区）初赛试题
参考答案与评分标准
一、本题包括15小题，每小题2分，共30分。

每小题仅有1个选项符合题意。

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
答案 A B A D D A D B D A B C B C B
二、本题包括10小题，每小题2分，共20分。

每小题有1个或2个选项符合题意。

若该题只
有1个选项符合题意，多选或错选均不得分。

若该题有2个选项符合题意，选对1个得1分；选对2个得2分；选错1个，该题不得分。

题号16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
答案CD AC AB B BC BD AC AD C BD
三、本题包括3小题，共29分
26．（9分，每空3分）
(1)4 (2)(3)11
27．（12分，每空3分）
①Mg2Si+4HCl2MgCl2+SiH4
②2CH3SO2Cl+3O22CO2+2SO2+2HCl+2H2O
③Na2B4O7+5H2O+2HC14H38O3+2NaCl
④l5H4P2O7+MnO4－+4Mn2+5[Mn(H2P2O7)3]3-+4H2O+22H+
28．（8分，每个4分）
(1)Cr2O72-~6Fe2+
M(FeSO4·7H2O)=
(2)pH=5,c(OH－)=10-9，Ksp=[Cr3+][OH－]3=1×10-32，代人可得：
c(Cr3+)=l×10-5(mol·L-1)
四、本题包括2小题，共43分
29．（共34分）
(1)（18分，每个2分）
(2)（6分，每个2分）
命名：2一甲基一3一戊烯一2一醇
(3)（10分，每个结构2分，结实2分）
反应机理：由于受两个S原子的吸电子作用，α—H酸性较强，易被强碱C6H5Li 夺走，生成碳负离子，将C6H5CHO中的醛基正电性碳原子通过形成硫代缩醛转变成碳
负离子，这就是极性转换，形成的碳负离子与环氧化物发生亲核反应。

30．（9分，每个结构3分）
五、本题包括2小题，共28分（以合理解法，得到正确结果均可得分）
31．（共12分）
解：3MnO42-+4H+2MnO4－+MnO2↓+2H2O
MnO 4－
+5Fe 2++8H +Mn 2++5Fe 3++4H 2O MnO 2+2Fe 2++4H +Mn 2++4Fe 3++4H 2O
2CrO 42-+2H +
Cr 2O 72-+H 2O
Cr 2O 72-+6Fe 2++14H +
2Cr 3++6Fe 3++7H 2O
又3MnO~3MnO 42-~2MnO 4
－
n(Fe 2+)=5n(MnO 4－) ∴n(MnO)= 3 2n(MnO 4－) 2n(MnO)=3n(MnO 4－
)
∴MnO%= (0.1000×10.00－5×0.01000×8.24)× 3
2
×70.94
2.000×1000 ×100%=
3.13%
又3Cr 2O 3~Cr 2O 72--~6Fe 2+
∴n(Cr 2O 3)= 1
6
n(Fe 2+)
∴Cr 2O 3%= 1 2.000－ 151.9
1000×6
[(50.00×0.1000－5×.01000×18.40)－5×(10.00×0.1000－
5×0.01000×8.24)]×100%=1.44%
（建议每个反应式各1分，两个相当式各1分，MnO%2分，Cr 2O 3%3分） 32．（共16分） （1）（2分）NaTl （2）（2分）
ρ= 8×(22.99+204.4)
6.022×1023×(
7.488)3×10-24 =7.19（g·cm -3） （3）（6分）
化学式Na 2Tl 2（2分） 几何构型（2分）
原子坐标（共2分，每个0.5分）
Na ：（ 1 2， 1 2， 1 2） （ 3 4， 3 4， 3 4）[或（ 14， 14， 14）]
Tl ：（0，0，0） （ 14， 14， 14）[或（ 3 4， 3 4， 3
4
）]
（4）（共3分，每项1分）其他Na 原子占正四面体空隙（50%），Tl 原子占正八面体（100%）和正四面体空隙（50%）。

（5）（2分）金刚石型 （6）（1分）立方F
Tl。