全国化学竞赛初赛模拟试卷12Word文档下载推荐.doc
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第二题(10分)
电解食盐溶液的氯碱生产技术,已由传统的隔膜法变革为离子膜法高新技术。
这种技术进步,如下表所示:
表1产品液碱质量比较
项目
离子膜法
隔膜法
NaOH%
35(已有50%的报道)
10~12
30
NaCl%
0.0025
14~16
4
Na2CO3%
0.02
(一般不计量)
1
表2能耗与蒸汽用量比较(以NaOH质量分数为50%作比较基准)
项目
电解用电度/吨
2160
2600
蒸汽用电度/吨
80
700
隔膜法和离子膜法新技术中所用的膜有本质区别。
前者是有条件地阻止
阴、阳极电解产物相混合的多孔石棉隔膜。
后者由阳离子交换树脂(几类氟
碳树脂)组成,树脂的高分子骨架上接有能电离出H+而可与Na+等阳离子交
换的离子交换基团—SO3H、—COOH,所以是一类厚度虽仅0.l~0.5mm,但
一般只允许溶液中的阳离子在膜中通过,更不能自由通过气体或液体的阳离
子交换膜。
1.在所给离子膜法电解食盐溶液示意图中的括号内,填写开始电解时
进入电解槽用作电解液的液体A、B的组成名称,以及电解产出气体C、D的化学式。
2.离子膜法电解槽的极间距,由于膜在电极间的结构紧凑而远小于隔膜法电解槽,这将如何影响能耗?
3.传统隔膜法的阴极电解碱液,它所含NaOH的质量分数,为什么只能控制得低些?
4.离子膜法使用的原料要求Ca2+、Mg2+等金属离子的总量控制在0.1ug以下,为什么?
5.试对比评价本离子膜法科技进步的经济、社会效益。
第三题(8分)
有机物X具有旋光活性,其分子由C、H、O、N4种元素组成,其中C、H、O的原子个数比
是3︰5︰2;
工业上可以用A和B以物质的量1︰4通过取代反应制备X;
X能与4倍其物质的量的NaOH反应,并能与Ca2+等与大部分金属离子1︰1络合,所得螯合物结构中存在5个五原子环。
1.写出X的化学式【】和B的结构简式【】。
2.写出满足条件的全部X的结构简式,分别命名和计算光学异构体的个数。
第四题(9分)
离子晶体X是由三种短周期元素组成,三种短周期元素的简单离子的核外电子排布相同,晶胞参数a=780pm,晶胞中阴离子组成立方最密堆积,阳离子(r=102pm)占据全部八面体和四面体空隙。
1.写出X的化学式【】和化学名称【】;
2.指出阴离子的空间构型【】;
3.计算晶体X的密度;
4.X在化工生产中有什么用途;
5.另有一种晶体Y,其阴离子也组成立方最密堆积,且与X的阴离子互为等电子体,而阳离子与X的阳离子相同,但只占据全部四面体空隙,请写出Y的化学式。
第五题(12分)
1866年H.Rithausen从谷胶的硫酸分解产物中分离出谷氨酸,。
1890年L.Wollf合成并确定了它的结构,1908年池田菊苗从海带的热水提取物中分离出谷氨酸的钠盐(),它才是具有鲜味的成分,即味精。
1.谷氨酸的电离常数Ka1=6.46×
10-3,Ka2=5.62×
10-5,Ka3=2.14×
10-10;
pKa=-lgKa,所以pKa1=2.19,pKa2=4.25,pK3=9.67。
目前工业上生产味精的方法有水解法、糖蜜提取法、淀粉发酵法及合成法等。
当前我国生产的味精主要采用淀粉发酵法。
以发酵法生产的工艺流程如下:
淀粉葡萄糖发酵谷氨酸铵L-谷氨酸谷氨酸-钠盐。
若生成谷氨酸二钠盐,则不具有鲜味,所以工业生产中控制各阶段的pH是一项关键。
(1)Ka1、Ka2、Ka3相对应的基团各是哪个?
(2)计算谷氨酸等电点的pH(所谓等电点,就是谷氨酸呈电中性时所处环境的pH)。
在下面正确的选项上画圈。
A2.19B3.22C4.25D6.69
(3)中和、脱色、结晶时的pH应保持在多少?
A3.22B4.25C6.69D9.67
(4)用什么物质脱色?
【】
2.味精中有效成分是谷氨酸钠,可用沙伦逊甲醛滴定发测定其含量。
准确称取味精1.000g,加蒸馏水溶解后稀释到10.0mL;
从中取2.0mL放入100mL锥形瓶中,加入2.0mL36%的甲醛溶液,加入20mL水。
以酚酞为指示剂,用0.1000mol/L的标准NaOH溶液进行滴定,消耗10.80mL。
(1)谷氨酸钠与甲醛反应得到化学式为C6H8NO4Na,写出结构简式。
(2)加入甲醛的目的是什么?
(3)计算该味精中谷氨酸钠的含量。
3.味精中往往会加入食盐,某学生设计如下实验方案测定NaCl含量:
取味精样品5.0g,并溶于蒸馏水;
加入足量用稀硝酸酸化的硝酸银溶液,使沉淀完全;
过滤;
用蒸馏水反复洗涤沉淀多次;
将沉淀低温烘干、称量;
重复操作3次,计算NaCl含量。
另一学生觉得这个实验方案的误差较大,且测定沉淀的质量很不方便。
于是他设计了另一个实验方案来测定NaCl的含量。
已知AgSCN是难溶于水的沉淀。
请简要写出测定NaCl含量的新方案。
第六题(7分)
化合物(A)是我国蟾蜍皮中的一种物质,由(B)合成该化合物的路线如下:
BCDEFA
1.写出C~F各物质的结构简式;
2.写出a、b的反应条件或使用的无机试剂;
3.E→F中吡啶()的作用是什么?
第七题(19分)
周期表中汞与锌、镉等元素同族,原子序数80,常见的氧化态+2、+1,熔点-38.72℃,沸点357℃,是室温下呈现液态的唯一金属单质。
汞是古代就已认知的元素之一,大多数汞来自于辰砂矿,主要用于温度计、气压计、荧光灯和电池。
1.写出汞原子的核外电子排布式;
2.汞用于制造温度计,主要利用了它的什么性质?
3.已知下列电对的标准电极电势。
Φø
Hg2+/Hg22+=0.905V,Φø
Hg22+/Hg=0.799,Φø
Ag+/Ag=0.800V。
(1)试判断:
Ag与Hg(NO3)2溶液能否反应?
若能,则写出反应的离子方程式。
若不能,则说明理由;
(2)写出过量汞与稀硝酸反应的化学方程式。
4.重金属引起的污染中以汞的毒性最大。
在汞蒸气浓度为10-5kg/m3的空气中停留一两天人就会中毒,因此水银温度计车间必须采取措施防止汞中毒。
(1)万一不慎将汞撒落在工作台上或地面上,将如何处理,用方程式表示;
(2)室内有汞蒸气时应该通风以降低汞的浓度,通风口装在墙上部还是下部,为什么?
(3)液态汞的蒸气压与温度的关系式为lgp=a-b/Ta=7.08,b=3190,p的单位为kPa,打碎一根温度计会洒失0.5gHg,某温度计厂一车间空间为30m3,若在288K时不慎打破了一根水银温度计,试通过计算判断在该车间工作是否合会导致汞蒸汽中毒。
5.硫醇的英文名字也叫Mercaptan,来源于拉丁文(Mercuriumcaptans)是捕获汞的意思。
医学上常用硫醇类来解除汞中毒,常用一种叫巴尔()的作解毒剂。
(1)乙醇在常温下可以和水混溶,而乙硫醇在常温下的溶解度仅为1.5g,请解释。
(2)反应C2H5OH+NaOH→不能反应;
C2H5SH+NaOH→C2H5SNa+H2O。
解释其原因。
(3)闻名世界的八大公害之一的【】,主要就是由重金属汞污染造成的。
海洋中的汞是通过生态系统的【】进入人体的。
人长期食用由于海水、湖水中含有汞离子而中毒的鱼,会吸入汞积聚体内,可引起中毒,其原因是Hg2+能使含有巯基的蛋白酶(酶(SH)2)失去活性,产生汞中毒,临床常用一种解毒剂,如二巯基丙醇(巴尔)可以解毒使蛋白酶恢复活性。
试用有关化学反应解释这种现象。
6.汞有一种化合物X,室温下是无气味、白色结晶粉末,不溶解于水,400~500℃时升华,光照能分解,常用做电极材料。
X俗名轻粉,可由水银、明矾、食盐等混合炼制,有攻毒杀虫消水肿之功效。
(1)写出X的化学式【】和电子式【】;
(2)写出制备X的化学方程式;
(3)从反应体系中分离出X的方法。
第八题(16分)
化学发展史上,有许多偶然事件引起科学发现的事例,碘的发现也得益于Courtoris对意外现象的注意。
碘是人类发现的第二个生物必需微量元素,它以碘化物形式存在于海水、海藻及人体甲状腺中。
人类缺碘会引起甲状腺肿大,我国已全面实施加碘盐方案。
1.单质碘的制备方法之一是在酸性条件下通Cl2于NaI溶液中,指出运用该法时应注意的问题?
分析其原因,写出有关反应方程式。
2.在100%硫酸中,I2可被HIO3氧化成I3+,写出配平的离子方程式。
3.为什么在日照强、温度高的海区,表层水碘浓度往往要低一些?
4.人体缺碘会影响正常的生命活动。
儿童缺碘会造成身体畸形,智力低下。
成年人缺碘会因新陈代谢能力降低而导致全身无力,提早出现衰老现象。
为提高人体素质,食物补碘已引起人们的重视。
据报道,人从食物中摄取碘后便在甲状腺中积存下来,通过一系列化学反应形成甲状腺素。
甲状腺素的结构:
(1)写出甲状腺素的化学式【】;
(2)在甲状腺内,甲状腺素的主要合成过程如下:
A(氨基酸)B甲状腺素+C(氨基酸)
请写出A、B、C的结构简式。
5.科研表明,人的一生只要能摄入一小茶匙的碘就能正常发育,健康生活。
目前预防缺碘的有效办法是食用含碘食盐。
目前国内食盐加碘加的主要是碘酸钾。
(1)写出工业上以KI为原料制备碘酸钾的化学方程式;
(2)如何用简易操作检验食盐是否加碘。
写出离子反应方程式。
6.已知反应H2+I22HI,分两步完成I22IH2+2I2HI
式中k,k1,k2,k3是分别为各反应相应的速率常数,若用Ea,E1,E2,E3分别表示各反应相应的