第29届全国中学生化学竞赛湖南省初赛试题A卷Word下载.docx
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验证化学能转化为电能
B．图乙：
验证铁发生析氢腐蚀
C．图丙：
证明温度对平衡移动的影响
D．图丁：
验证H2CO3的酸性比H2SiO3强
6．已知键能：
Si-Si（176kJ/mol），O=O（498.8k]/mol）。
晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为Si（s）+O2（g）=SiO2（s）△H=-989.2kJ/mol，则Si-O的键能（kJ/mol）为
A．423.3B．460C．832D．920
7．短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，它们的原子最外层电子数之和为17.A、C同主族，A、C的单质在常温下的状态不同，D原子最外层电子数与电子层数相等，E的原子半径在同周期元紫中最小，则下列说法不正确的是
A．A、B两种元素可组成化学式为B2A4的化合物
B．A或C与氧元素形成的化合物均可能含有非极性键
C．C、D、E的最高价氧化物对应的水化物能两两反应
D．工业中常用电解熔融DE3制备单质D
8．我国新一代电动汽车因其“技术含量高”“节能环保”而备受关注。
液态锂离子电池是一种被采用的车载电池，该电池的电极反应如下：
正极：
6C+xLi++xe-=LixC6负极：
LiNiO2-xe-=Li1-xNiO2+xLi+
下列有关该电池的说法中正确的是
A．放电时，电子从正极流向电池的负极
B．放电时，Li+向负极移动
C．该电池的总反应为6C+LiNiO2
LixC6+Li1-xNiO2
D．充电时，阳极发生的电极反应为Li1-xNiO2+xLi++xe-=LiNiO2
9．有一澄清透明的溶液，可能含有大量的Ag+、Fe3+、Fe2+、Al3+、NH
、H+、AlO
、CO
、NO
、Cl-十种离子中的几种，向该溶液中逐滴加入一定量1mol/LNaOH溶液，开始产生沉淀并逐渐增多，随后又逐渐减少，整个过程始终无气体放出。
则下列判断正确的是
A．可能含有Ag+、Al3+、NH
B．一定不含Cl-，可能含有NO
C．一定不含NH
、AlO
D．可能含有Fe3+、Fe2+，一定不含AlO
二、多选题
10．甲、乙、丙三种物质是某抗生素合成过程中的中间产物，下列说法正确的是
→…→
A．甲、乙、丙三种有机化合物均可跟NaOH溶液反应
B．甲、乙、丙三种有机化合物均可发生消去反应
C．可用FeCl3溶液区别甲、丙两种有机化合物
D．丙水解的有机产物在一定条件下可以发生缩聚反应
11．草酸是二元中强酸，草酸氢钠溶液显酸性。
常温下，向10mL0.01mol/LNaHC2O4溶液中滴加0.01mol/LNaOH溶液，随着NaOH溶液的增加，溶液中粒子浓度关系正确的是
A．V（NaOH）=0时，c（C2O
）＞c（H2C2O4）＞c（H+）＞c（OH-）
B．V（NaOH）＜10mL时，可能存在c（Na+）=2c（C2O
）+c（HC2O
）
C．V（NaOH）=10mL时，c（OH-）=c（H+）+c（HC2O
）+c（H2C2O4）
D．v（NaOH）＞10mL时，c（Na+）＞2[c（C2O
）+c（HC2O
）+（H2C2O4）]
12．在20L的密闭容器中按物质的量之比1：
2充入CO和H2，发生反应：
CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）。
测得CO的转化率随温度及不同压强（p）下的变化如图所示，在p2及195°
C时n（H2）随时间的变化结果如表所示。
p2及195°
C时n（H2）随时间的变化
t/min
1
3
5
n（H2）/mol
8
4
A．压强p2＞p1，该反应的正反应为放热反应
B．在p2及195°
C时，0~3min内生成CH3OH的平均速率为0.8mol·
L-1·
min-1
C．在p2及195°
C时，该反应的平衡常数为25
D．在B点时，v（正）＞v（逆）
13．将m1g的氢氧化钠和碳酸氢钠的固体混合物，在300℃条件下充分加热，排出分解产生的量总是小于水的物质的量的气体，得到固体的质量为m2g，设
=a，下列有关说法正确的是（）
A．a的取值范围是：
＜a＜
B．a=
时，固体成分为碳酸钠和氢氧化钠
C．a=
时，固体成分为碳酸钠
D．加热过程中产生二氧化碳的物质的量小于水的物质的量
三、工业流程题
草酸镍晶体（NiC2O4·
2H2O）可用于制镍催化剂，硫酸镍晶体（NiSO4·
7H2O）主要用于电镀工业。
某小组用废镍催化剂（成分为Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO等）制备草酸镍晶体的部分实验流程如下：
废镍催化剂→粉碎→
→…→溶液X→
→草酸镍晶体
已知：
相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol/L计算）
金属离子
Fe3+
Fe2+
Al3+
Ni2+
开始沉淀的pH
1.1
5.8
3.0
6.7
沉淀完全的pH
3.2
8.8
5.0
9.5
试回答下列问题：
14．“粉碎”的目的是___________。
15．在“酸浸”工序中产生的滤渣的主要成分是___________。
16．证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是___________。
17．将“沉镍”工序得到的混合物过滤，所得固体用乙醇洗涤、110°
C下烘干，得草酸镍晶体。
用乙醇洗涤的目的是___________；
烘干温度不超过110°
C的原因是___________。
18．由流程中的“浸出液”制备硫酸镍晶体的相关实验步骤如下：
第1步：
取“浸出液”，___________，充分反应后过滤，以除去铁、铝元素；
第2步：
向所得滤液中加入适量NH4F溶液，充分反应后过滤，以除去钙元素；
第3步：
向所得“溶液X”中___________，充分反应后过滤；
第4步：
滤渣用稍过量硫酸溶解后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得硫酸镍晶体。
请补充完整以上相关实验步骤（可选试剂：
H2SO4溶液、NaOH溶液、H2O2溶液）。
钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链（如图所示），将大大提高资源的利用率，减少环境污染。
19．Ti的原子序数为22，请写出Ti原子的核外电子排布式___________。
20．写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式___________。
为了减少产业链生产时产生的工业三废对环境的威胁，当NaCl与FeTiO3的物质的量之比为___________时，理论上Cl2的利用率最大。
21．由TiCl4→Ti需要在Ar气环境中进行，其理由是___________。
22．制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·
xH2O，再经焙烧制得。
水解时需加入大量的水并加热，请结合化学方程式和必要的文字说明原因：
___________。
23．由CO和H2合成甲醇的方程式是：
CO（g）+2H2（g）
若不考虑生产过程中物质的损失，上述产业链中每合成6mol甲醇，至少需额外补充H2___________mol。
四、元素或物质推断题
某新型耐火材料M由原子序数依次递增的X、Y、Z三种短周期元素组成，其中X、Z同主族，M中Y、Z元素的质量分数分别为58.7%、15.2%，涉及M的转化关系如图所示，巳知：
气体J、K为空气中两种主要成分，化合物ZX和A互为等电子体，其结构与金刚石晶体结构相似，化合物B具有两性。
（部分反应物或生成物未标出）
24．X、Y、Z的第一电离能从大到小的顺序为___________（用元素符号表示）。
25．G的化学式为___________，E中所含的化学键类型为___________。
写出B的一种常见用途___________。
26．写出反应②的化学反应方程式___________。
27．写出反应③的离子反应方程式___________。
五、有机推断题
28．常用作风信子等香精的定香剂D以及可用作安全玻璃夹层的高分子化合物PVB的合成路线如下：
I.RCHO+R＇CH2CHO
+H2O（R、R＇表示烃基或氢）
II.醛与二元醇（如：
乙二醇）可生成环状缩醛：
H2O
（1）A的核磁共振氢谱有两种峰，A的名称是_____________；
（2）A与
合成B的化学方程式是_____________；
（3）C由B还原得到。
C的结构简式是_________________；
（4）E能使Br2的CCl4溶液褪色，N由A经反应①～③合成。
a.①的化学试剂和条件是_______________。
b.②的反应类型是_____________。
c.③的化学方程式是_____________；
（5）PVAc由一种单体经加聚反应得到，该单体的结构简式是______________；
（6）碱性条件下，PVAc完全水解的化学方程式是___________________。
六、填空题
取四份不同质量的（NH4）2SO4和NH4HSO4的混合物样品，分别加入到200mL1mol/L的NaOH溶液中，充分反应，加热，再将逸出气体干燥后用浓H2SO4吸收，测定结果如下表：
实验编号
I
II
III
IV
样品的质量（g）
9.88
19.76
29.64
49.40
浓硫酸增加的质量（g）
m
1.36
回答下列问题：
29．分析上表中的数据，求m的值。
30．在研究时发现，浓硫酸增加的质量（g）与样品的质量（g）之间满足一定的函数关系。
假设样品的质量为x，浓硫酸增加的质量为y，写出当x在不同范围时y与x的函数关系。
参考答案
1．D
【详解】
略
2．C
3．B
A．二氧化硫具有还原性，过氧化钠具有氧化性，所以可以探究SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成，故A不选；
B．由水生成O2，是H2O中的O被氧化，而金属钠只能作还原剂，该猜想违背科学道理，无意义，故B选；
C．浓硫酸与铜发生氧化还原反应，铜有可能被氧化为黑色的硫化铜，有探究意义，故C不选；
D．氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，消耗氢氧化钠溶液红色褪去，因此可以探究酚酞红色褪去的现象是溶液的酸碱性改变所致，还是HClO的漂白性所致，有探究意义，故D不选；
故答案选B。
4．B
A．标准状况下CCl4呈液态，不能使用气体摩尔体积计算，A错误；
B．甲醛分子式是CH2O，乙酸分子式是C2H4O2，二者的最简式都是CH2O，其中含有4个原子，式量是30，所以3.0g含甲醛的冰醋酸中含有最简式的物质的量是0.1mol，则其中含有的原子数目是0.4NA，B正确；
C．N2与H2生成NH3的反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以一定条件下，1molN2与3molH2充分反应生成NH3的物质的量小于2mol，故其中含N-H数目小于6NA，C错误；
D．H2O2溶液中加入MnO2，H2O2分解产生H2O、O2，每反应产生1molO2，转移2mol电子，则当产生0.1molO2时，转移的电子数为0.2NA，D错误；
故合理选项是B。
5．C
6．B
7．D
8．C
9．C
10．CD
11．BD
12．AC
13．CD
A．若只有碳酸氢钠时,加热后剩余固体质量最小，由2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑，可以知道a＞
，若只有氢氧化钠时，剩余固体质量最大，则a＜1，故
＜a＜1，故A错误；
B．先发生反应NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O，当二者恰好反应时，则a=
，当a=
＜
，说明发生上述反应后碳酸氢钠有剩余，碳酸氢钠分解，剩余固体的成分是碳酸钠，故B错误；
，说明发生NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O反应后碳酸氢钠有剩余，碳酸氢钠分解，剩余固体的成分是碳酸钠，故C正确；
D．先发生反应NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O，而后可能发生2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑，由方程式知加热过程中产生二氧化碳的物质的量总是小于水的物质的量，故D正确；
答案选CD。
14．增大接触面积
15．SiO2和CaSO4
16．取上清液再滴加草酸溶液，无白色沉淀出现
17．洗去溶于水的杂质防止温度过高，草酸镍晶体失去水分子
18．第一步：
加过氧化氢溶液，调节pH至5.0～6.7第三步：
加氢氧化钠溶液，调节pH大于9.5
【分析】
14．
把废镍催化剂粉碎，增大了反应的接触面积，加快反应速率，提高镍的浸出率。
15．
废镍催化剂的成分为Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO等，加入硫酸酸浸，Al2O3、Ni、Fe、CaO与硫酸反应变为Al2（SO4）3、NiSO4、FeSO4、CaSO4，而SiO2是酸性氧化物，与硫酸不能发生反应，进入滤渣中，同时CaSO4微溶于水，主要以固体存在，因此在“酸浸”工序中产生的滤渣的主要成分是SiO2和CaSO4。
16．
若Ni2+沉淀完全，则向溶液中再加入草酸铵溶液时不会产生沉淀，故证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是：
取上清液，再滴加草酸铵溶液，若无白色沉淀出现，就证明Ni2+已经沉淀完全。
17．
由于乙醇与水混溶，且乙醇沸点低，易挥发。
将“沉镍”工序得到的混合物过滤，所得固体用乙醇洗涤、110°
用乙醇洗涤的目的是为了除去固体表面残留的水分。
加热烘干温度不能超过110°
C是为了防止温度过高，导致草酸镍晶体失去水分子。
18．
由流程中的“浸出液”制备硫酸镍晶体的相关实验步骤：
取“浸出液”，向其中加入H2O2溶液，将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，充分反应后，加入NaOH溶液，调节溶液pH在5.0～6.7之间，使杂质Fe3+、Al3+沉淀完全，但Ni2+仍以离子形式存在于溶液中。
向所得滤液中加入适量NH4F溶液，使溶液中的Ca2+形成CaF2沉淀，充分反应后过滤，以除去钙元素；
向所得“溶液X”中NaOH溶液，调节pH大于9.5，充分反应，得到Ni（OH）2沉淀，然后过滤，得到Ni（OH）2沉淀；
19．
20．
21．
22．
23．
24．
25．
26．
27．
28．乙醛
+CH3CHO
+H2O
稀氢氧化钠，加热加成（还原）反应2CH3CH2CH2CH2OH+O2
2CH3CH2CH2CHO+2H2OCH3COOCH=CH2
+nNaOH
+nCH3COONa
根据A的分子式和A转化为B的反应条件，结合题给信息I和A的核磁共振氢谱，可以确定A为乙醛，B为
；
B还原得到C，结合C与M的反应条件可知，二者发生酯化反应生成D，则M为乙酸，结合D的分子式C11H12O2，可知C中仍具有C=C，被还原的基团应是-CHO，则C为
，D为
由PVB的结构简式和题给信息II可确定其单体之一是CH3（CH2）2CHO，即N为CH3（CH2）2CHO；
另一高分子化合物PVA为
，进而推出PVAc的单体为CH3COOCH=CH2；
E能使Br2的CCl4溶液褪色，则E中含有碳碳双键，E为CH3CH=CHCHO，F为CH3（CH2）3OH，据此分析解答。
（1）A的分子式是C2H4O，且A的核磁共振氢谱有两种峰，因此A只能是乙醛，故答案为：
乙醛；
（2）A为乙醛，B为
，反应的方程式为
+H2O，故答案为：
+H2O；
（3）根据上述分析，C为
，故答案为：
（4）根据PVB的结构简式并结合信息Ⅱ可推出N的结构简式是CH3（CH2）2CHO，又因为E能使Br2的CCl4溶液褪色，所以E是2分子乙醛在氢氧化钠溶液中并加热的条件下生成的，即E的结构简式是CH3CH=CHCHO，然后E通过氢气加成得到F，所以F的结构简式是CH3CH2CH2CH2OH．F经过催化氧化得到N，方程式为2CH3CH2CH2CH2OH+O2
2CH3CH2CH2CHO+2H2O，故答案为：
稀NaOH，加热；
加成反应；
2CH3CH2CH2CH2OH+O2
2CH3CH2CH2CHO+2H2O；
（5）由C和D的结构简式可知M是乙酸，由PVB和N的结构简式可知PVA的结构简式是聚乙烯醇，因此PVAc的单体是乙酸乙烯酯，结构简式是CH3COOCH=CH2，故答案为：
CH3COOCH=CH2；
（6）PVAc的单体为CH3COOCH=CH2，则PVAc为
，含有酯基，能在碱性条件下水解生成
和乙酸钠，反应的化学方程式为
+nCH3COONa，故答案为：
+nCH3COONa。
【点睛】
解答本题时注意把握题中的隐含信息，特别是各小题的中的信息，也是解答本题的关键。
本题的难点是物质的结构简式的推断，要注意高分子化合物的单体判断方法的充分利用。
29．
30．
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