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2009-2012_
2009-2012年全国高中学生化学竞赛预赛试
题（四川赛区）
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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。 ● 允许使用非编程计算器及直尺等文具。 H 1.008 Li Be B 1 AI 8 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga C N O F He 4.003 Ne 6.949.011 Na 2 Mg 10.812.014.016.019.020.11 Si 1 P 0 S 0 Cl 8 Ar 22.924.39 K 1 Ca 26.928.030.932.035.439.99 Ge 7 As 7 Se 5 Br 5 Kr 39.140.044.947.850.952.054.955.858.958.663.565.369.772.674.978.979.983.80 Rb 8 Sr 6 Y 8 Zr 4 Nb 0 Mo 1 Tc 5 Ru 3 Rh 9 Pd 5 Ag 9 Cd 2 In 1 Sn 2 Sb 6 Te 0 I 0 Xe 85.487.688.991.292.995.9[98] 101.102.106.107.112.114.118.121.127.126.131.7 Cs 2 1 2 Hf 1 Ta 4 W Re 1 Os 9 1r 4 Pt 9 Au 4 Hg 8 Tl 7 Pb 8 Bi 6 Po 9 At 3 Rn Ba La-Lu 132.137.9 Fr 3 178.180.183.186.190.192.195.197.200.204.207.209.[210[210[2225 Rf 9 Db 9 Sg 2 Bh 2 Hs 2 Mt 1 Ds 0 6 4 2 0 ] ] ] Ra Ac-Lr Uuu Uub Uut Uuq Uup [223[226] ] [262[266[2[277[268[281[272] ] ] ] ] ] ] 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：
反应器 碘 氯酸钾 水 ① 除尽生成的Cl2 冷却 结晶 YXA B溶液 原电池 反应① +氧气⑥ +Y高温⑦ D溶液 +氧气 ② 电解 D无水晶体 熔融③ +氧气 +C C④ A 氯气 EFGH 浓溶液 ⑤ △ G氢氧化钾溶液 ② KH(IO3)2晶体) 溶解调节 pH=10 过滤除杂质 滤液 ③ KIO3成品 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： 。 温度/℃ KIO3g/100g水 20 8.08 40 12.6 60 18.3 80 24.8 3-3 已知：KIO3 + 5KI + 3H2SO4 = 3K2SO4 + 3I2 + 3H2O I2 + 2S2O3 = 2I + S4O6
2-2-
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2.0×10mol/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）。
学生丙又对纯净的NaCl（不含KIO3）进行了下列实验： 操作步骤 取1g纯净的NaCl，加3mL水配成溶液。 滴入5滴淀粉溶液和1mL 0.1mol/L KI溶液，振荡。 然后再滴入1滴1mol/L的H2SO4，振荡，静置 实验现象 溶液无变化 溶液无变化 颜色变蓝色 -3
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0.77×10cm。 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F，溴有两种天然同位素，19-8
79
Br和Br）
81
(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SO3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，用银为滴定剂的一种沉淀滴定法）测定Br，计消耗0.1010mol·LAgNO3 10.51mL。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。
--1
---2-
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MA=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：
9-1 已知A为 ，请写出C、D、E的结构式。
C： D： E： 乙烯 O2 催化剂
C
HCN
D
H3O+
E
△ -H2O
F
O2 催化剂 A
H3O+
B
催化剂 聚合
F + B 产物 G
9-2 F和B生成G的化学方程式是：
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。
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