2023年全国化学竞赛初赛模拟试卷

时间：3小时满分：100分）

第题（5分）

1．被誉为长眼睛的金属，用于制造光电管、光电池材料的金属是和。因为它们具有优异的性能。

2．它们的另一重要性质是所产生的辐射频率具有长时间的稳定性，可作为标准，实际用途是。

第题（5分）

pcl5分子为三方双锥形结构。

1．指出分子中p原子所用的杂化轨道；

2．若用vsepr方法判断p－cl键的键长，是三重轴上键长较赤道上长还是短？为什么？

3．晶态时五氯化磷由[pcl4]＋[pcl6]－组成，试解释是什么因素起作用？

第题（5分）

时钟反应或振荡反应提供了迷人课堂演示实验，也是一个活跃的研究领域。测定含i－浓度很小的碘化物溶液时，利用振荡反应进行化学放大，以求出原溶液中i－的浓度。主要步骤是。

在中性溶液中，用溴将试样中i－氧化成io3—，将过量的溴除去。

再加入过量的碘化钾，在酸性条件下，使io3—完全转化成i2

将②中生成的碘完全萃取后，用肼将其还原成i－

将生成的i－萃取到水层后用①法处理。

将④得到的溶液加入适量的ki溶液，并用硫酸酸化。

将⑤反应后的溶液以淀粉作指示剂，用na2s2o3标准溶液滴定。

1．步骤①中如何除去过量br2；

2．写出用肼还原i2的反应方程式；

3．经过上述放大后，则溶液中i－浓度放大为原溶液中i－浓度的倍（设放大前后溶液体积相等）

第题（6分）

取一铝制易拉罐，取其铝片，擦去其表面的氧化物，之后将铝片剪成树状，并塞入事先洗净的雪碧塑料瓶中。取胆矾约25～30g加入雪碧瓶，之后注水，以没过树状铝片为宜，再拧紧瓶塞。装置如右图。

实验现象：开始在铝片表面覆盖一层紫红色物质，之后该物质越来越多，最后成绒毛状，形成美丽的“铜树”。同时发现从铝片表面产生气泡，而且产生的气体的速率越来越快。

将该瓶靠近耳边，会听到“滋滋”作响，并有热感。反应一段时间后，点一根火柴，在火焰附近拧松瓶盖，会听到“嘭”的一声爆鸣。

1．在看到产生气体的过程中，还可观察到什么实验现象？

2．请对上述实验做出合理的解释，并写出必要的反应方程式。

第题（5分）

y型分子筛属于立方晶系，晶胞参数为a＝2460pm，晶胞组成为xna2o·28al2o3·136sio2·yh2o。

1．判断x的值，说明理由。

2．已知该分子筛的密度为1.95g/cm3，求晶胞中结晶水的数目。

第题（10分）

3，4－二氨基苯乙酸（e）是重要的药物中间体，其合成路线如下：

a（对氨基苯乙酸）bcde

1．写出中间产物b、c、d各物质的结构简式；

2．写出添加物质a、b、c的化学式；

3．系统命名法命名c；

4．写出a→b、d→e的化学反应方程式。

5．第三步反应往b中需慢慢滴加b，为什么？

最后一步产品在ph＝5时最易析出，为什么？

第题（10分）

称取25.2g某晶体x，加热使其完全分解。残留固体y呈绿色，质量为15.

2g，y是氧化物，o元素的含量为31.6%；收集产生的气体，全部通入足量feso4溶液中，得到4.8g红褐色沉淀，同时还残留2.

016l（标准状况）气体。

1．通过计算和讨论确定x和y的化学式；

2．写出分解反应方程式。

第题（4分）

在水中的饱和浓度为0.330g/l，由于存在化学平衡：i2（aq）＋i－i3－，所以在ki溶液中i2的溶解度大大增加，在0.

1000mol/l ki溶液中i2的实际溶解度为12.500g/l，其中大部分转化成i3－，假设在所有i2饱和溶液中i2的浓度是一样的。

1．求上述平衡的平衡常数。

2．当加入水稀释i2在ki溶液中形成的饱和溶液时，对平衡有何影响？

第题（13分）

邻硝基苯甲醛是一种重要的精细有机化工中间体，可由邻硝基甲苯通过间接电氧化法制备。合成流程如下：

取106g ce2(co3)3·5h2o，加入320ml水，搅拌下缓慢滴加600ml 70%甲磺酸溶液。所得混合溶液全部注入电解槽，室温电解6h（i＝1.6a），得到ce4＋的电解液。

用电位滴定法，测量电解后的ce4＋浓度。

用电解所得到的甲基磺酸铈氧化邻硝基甲苯（易溶于甲磺酸）制备邻硝基苯甲醛。

1．写出合成邻硝基苯甲醛过程中的全部化学反应方程式和电极方程式；

2．流程①中混合溶液应注入电解槽的极室，另一极应注入。

3．流程②用进行电位滴定测量电解后的ce4＋浓度，写出反应方程式如果电解后测得该极室ce4＋浓度为0.368mol/l，计算ce3＋的转化率和电流效率。

4．步骤③中用邻硝基甲苯合成邻硝基苯甲醛中，邻硝基甲苯需大大过量才能保证反应的正常进行，为什么？

5．将邻硝基苯甲醛从混合产物中分离出来需要多个操作步骤，请选择下面步骤中的若干个，并按先后排序：

萃取、②过滤、③(减压)蒸馏、④分馏、⑤冷却、⑥加热、⑦干燥、⑧柱色谱(分离)

6．请简要完成步骤④，这是相对直接化学合成的最显著优点。

第题（7分）

天然有机物x具有光学活性，既能与酸反应，也能与碱反应，但其其水溶液呈酸性；x与cu(oh)2反应，生成电中性配合物分子y；y是弱电解质，水溶液中能电离出h＋；y分子中含有19.39%的cu和29.31%的c。

通过计算和推理，确定x和y的结构简式。

第题（12分）

有机物a是迄今为止国际公认的最好的防腐剂，无色针状结晶体，水溶液呈酸性（ka＝1.73×10－5）。a分子中所有碳原子均共平面。

a能发生臭氧化反应：①zn还原得到等物质的量的3种产物；h2o2氧化得到物质的量为1︰2的2种产物。a可由巴豆醛（2－丁烯醛）和乙烯酮为原料制备，得到中间产物δ－内酯b，再经水解即得a，a和b互为同分异构体。

1．写出a的结构简式，并命名；

2．计算0.1mol/l a的水溶液的ph；

3．写出a的臭氧化水解产物；

4．写出制备a的2步反应方程式；

5．a也可由巴豆醛和丙二酸通过2步反应制备，写出转化方程式；

6．a也可由丁二烯、乙酸在醋酐、mn3＋存在下于140℃反应制备。

1）mn3＋的作用是什么？

2）该方法相对于题干方法的最大优势是什么？

第题（8分）

纳米材料由纳米粒子构成，在吸附、催化、光、电和磁等方面得到了广泛应用，其制备方法引起人们的高度重视。具有磁特性的纳米x材料，尤其是粒径小于其超顺磁性临界尺寸的纳米晶体（用于制备磁流体）制备的研究引起人们广泛的关注。对于x的制备可用低温共沉淀法和高温法等。

低温共沉淀法：按mn2＋和fe3＋原子比为1∶2，称取mnso4·h2o及fecl3·6h2o并溶于蒸馏水配制混合溶液，其后加入3mol/l的naoh在搅拌的条件下于三口瓶中进行水浴加热反应，并调溶液的ph值约为11。当逐渐升温到某一温度（55℃～95℃）时，再进行恒温反应一段时间（0.

5h～2h），然后自然冷却至室温，经洗涤、抽滤、干燥和研磨即制得样品。

高温法：原料与低温共沉淀法相同，先在室温下制得样品的前驱体（mn(oh)2及fe(oh)3的混合物），其后洗涤、抽滤、干燥和研磨，于1000℃下在马弗炉中灼烧2h，即制得样品。

1．写出x的化学式，并命名；

2．写出方法①中制备x的化学方程式；

3．上述方法中都涉及到洗涤，洗涤的目的是什么？如何检验洗涤完成？

4．方法②制得的x不如方法①的纯度高，为什么？有何改进意见？

第题（10分）

高炉炼铁时，原料中的一些物质因氧化、挥发而形成粉尘，这些粉尘随高炉煤气经除尘形成除尘灰，其主要成分为碳、铁(ⅲ)硅、锌、钙、镁、锰(ⅱ)和铝的氧化物。下面是测定其中锌、钙、镁含量的实验方案：

称取除尘灰试样1.0000g放入恒重瓷船中，升温至815℃，灼烧至恒重，得灰分0.6180g。

称取灰分试样0.2500g和助熔剂4g于1000℃高温马弗炉中熔融15min，取出稍冷，放入预先盛有稀盐酸120ml的烧杯中，加热浸取熔融物。再加氨水调ph为7～8，再过量30ml，加入过硫酸铵0.

4g，煮沸，趁热以中速滤纸过滤于500ml容量瓶中，以含氨性氯化铵的热水洗烧杯及沉淀3次；将滤纸上的沉淀用热水冲洗于原烧杯中，再用适量热盐酸约洗涤滤纸至无黄色，煮沸再以氨水调ph为7～8，加入适量氨水－氯化铵缓冲溶液，趁热过滤，用热水洗烧杯及沉淀3次，弃去沉淀。两次滤液合并，冷却后用水稀释至刻度，摇匀。

移取混合标准溶液100ml于锥形瓶中，加适量三乙醇胺、氢氧化钠溶液和适量钙指示剂，用0.005mol/l edta标准溶液滴定，消耗42.58ml。

移取混合标准溶液100ml于烧杯中，加入适量抗坏血酸和酒石酸（可与ca2＋、mg2＋等离子配合），对硝基酚1滴，再用盐酸中和至无色，加适量氟化铵和乙酸－乙酸铵缓冲溶液，二甲酚橙3滴，用0.005mol/l edta标准溶液滴定，消耗31.86ml。

移取混合标准溶液100ml于锥形瓶中，加适量三乙醇胺、氨水和适量络黑t指示剂，用0.005mol/l edta标准溶液滴定，消耗91.73ml。

2023年全国化学竞赛初赛模拟试卷

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