1、智浪教育 -普惠英才文库 1 2006 年福建省高中学生化学竞赛（预赛）试题答案 （ 2006 年 05 月 28 日 8:00-11:00 共计 3 小时） 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 总分 得分 一、 10 分 (1)于酸性溶液中混合等物质的量的 KBrO3 和 KI，生成哪些氧化还原产物，它们的物质量的比是多少？ (2)用漂白粉漂白物料时，常采用以下步骤： 将物料浸入漂白粉溶液，然后暴露在空气中；将物料浸在稀盐酸中； 将物料浸在大苏打溶液中，最后取出放在 空气中干燥；试说明每一步处理的作用，并写出有关的反应方程式。 答：（ 1） 6KBrO3 + 5KI + 3H
2、2SO4 = 3Br2 + 5KIO3 + 3K2SO4 + 3H2O 6 mol 5 mol 3 mol 5 mol 所余 1 mol KI 将和 (1/5) mol KIO3 作用生成 (3/5) mol I2 (2 分 ) KIO3 + 5KI + 3H2SO4 = 3I2 + 3K2SO4 + 3H2O 1/5 mol 1 mol 3/5 mol 生成 Br 2、 I2、 KIO3，其物质的量比为 3 : 3/5 : 24/5。 (2 分 ) （ 2）吸收 CO2 释放出 HClO 而进行漂白： ClO + CO2 + H2O = HClO +HCO3 (2 分 ) 除掉 Ca(OH)
3、2 和钙盐： Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O (2 分 ) 除漂白过程中放出的 Cl2： 4Cl2 + SO2 32 + 5H2O = 2SO4 + 8Cl + 10H+ (2 分 ) 二、（ 8 分）设计以银币（约含 50 Cu）为原料制备硝酸银和胆矾的简单步骤并写出有关的化学反应方程式 。 答：第一步，将银币溶于 HNO3 并蒸发结晶，得 AgNO3 和 Cu(NO3)2 混合晶体： 3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + 2H2O 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O （共 3 分，叙述 1 分，方程式各 1
4、 分 ） 第二步，将混合晶体在 200 300加热分解， AgNO3 不分解，而 Cu(NO3)2 分解成 CuO，再用水浸取分解产物，过滤。前者进入溶液，后者作为沉淀滤出，将它溶于 H2SO4 后蒸发结晶得胆矾： 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2 CuO + H2SO4 + 4H2O = CuSO4 5H2O(胆矾 ) （共 4 分，叙述 2 分，方程式各 1 分） 第三步，将上步滤液蒸发结晶，得 AgNO3 产品。 （ 1 分） 200300 智浪教育 -普惠英才文库 2 三、（ 12 分）氮、磷、铋都是 VA 族元素 ，它们都可以形成氯化物，例如： NCl3、 P
5、Cl3、 PCl5和 BiCl3。试问： (1) 为什么不存在 NCl5 及 BiCl5 而有 PCl5？ (2) 请写出 NCl3、 PCl3、 BiCl3 水解反应反应方程式。 （ 3）热电材料 Bi2Te(3-x) 的性质在 x 由正值变负值时会发生急剧的变化，欲使 x 由 +0.01变到 -0.01，应在 5.000 g Bi2Te(3-x) 中加碲多少克？ (相对原子质量： Bi 209， Te 127.6) 答：（ 1）氮为第二周期元素，只有 2s、 2p 轨道，最大配位数为 4。故只能形成 NCl3 不可能有 NCl5。 （ 2 分） 磷为第三周期元素，有 3s、 3p、 3d
6、轨道，既可以 sp3 杂化轨道成键，也可以以 sp3d杂化轨道成键，最大配位数为 6。故除可以形成 PCl3 外，还可以形成 PCl5。（ 2 分） 铋为第六周期元素，由于存在 6s2 惰性电子对效应， Bi(V)有强氧化性， Cl 又有还原性，所以 BiCl5 不会形成。 （ 2 分） （ 2） NCl3 + 3H2O = NH3 + 3HClO （ 1 分） PCl3 + H2O = P(OH)3+ 3HCl （ 1 分） BiCl3 + H2O = BiOCl + 2HCl （ 1 分） （ 3）设需加入 y g Te （ 3 分） 6.1 2 7)01.03(22 0 9 0 0 0.
7、56.1 2 7)01.03(22 0 9 0 0 0.5 yy = 0.016 若以 5.00 代入算出这个结果也给满分。 智浪教育 -普惠英才文库 3 四、（ 10 分） 水中 Ca2+、 Mg2+能形成“水垢”使水质变得不适于家庭和工业使用，回答下列问题： （ 1）石灰 -苏打法被用来大规模软化生活用水，写出配平的离子反应方程式。 （ 2）另一种软化硬水的方法是离子交换法， 交换过程是在装有离子交换树脂的交换柱或交换床中完成的。 A. 用方程式表示离子交换过程 B. 如何对树脂进行再生？ C. 离子交换水可作为饮用水吗？为什么？ （ 3）工业上常用格氏盐 (某种磷酸盐 )作为锅炉用水的软
8、化剂，为什么？画出格氏盐的结构示意图以及格氏盐与钙离子结合后 形成化合物的结构示意图。 答：（ 1） Ca2+(aq) + CO32-(aq) CaCO3(s) （ 1 分） Mg2+(aq) + 2 OH-(aq) Mg(OH)2 (s) （ 1 分） （ 2） A. 2 Na(R COO)(s) + Ca2+(aq) Ca(R COO)2(s) + 2 Na+(aq) （ 1 分） B. 再生处理使用浓度较高的 NaCl 水溶液按逆反应方向进行置换。 （ 1 分，如果没写“高浓度”扣 0.5 分） C. 离子交换法软化硬水虽然解决了 Ca2+、 Mg2+等离子带来的问题 , 但却不是理想的
9、饮用水。 （ 1 分） 由于水中 Na+离子浓度升高 , 因而特别不适于患高血压病的人群饮用。（ 1 分） （ 3） 格氏盐能同 Ca2 、 Mg2 等离子配位生成可溶性配合物，（ 1 分）阻止水垢形成机理是晶 体表面被吸附的多阴离子遮盖，使晶体生长变得缓慢，晶体严重变形，而难以聚结成为水垢，因此它可作为锅炉用水的软化剂。 （ 1 分） 结构示意图： （各 1 分） 智浪教育 -普惠英才文库 4 五、（ 10 分）含有 SO3 的发烟硫酸试样 1.400g 溶于水后用 0.8050 mol/L NaOH 溶液滴定时消耗 36.10 ml。假设试样中不含其它杂质，己知 M（ SO3） =80.0
10、6 M（ H2SO4） =98.08，求试样中 SO3 和 H2SO4 的百分含量 (要求正确保留最后 结果的有效数字位数 )。 确定 NaOH 作为基本单元 （ 1 分） 则 SO3 和 H2SO4 的基本单元为 1/2 SO3 （ 1 分） 和 1/2 H2SO4 （ 1 分） N a O HnSOHnSOn 423 2121 （ 1 分） N a O HN a O Hsossos VCSOHMmsoMm 423 2112133 31010.368 0 5 0.02/08.98 14 0 0.12/06.804 0 0.1 33 soso （ 2 分） 解得 %9.7079.03 SO（
11、2 分） %1.929 2 1.03142 SOSOH （ 2 分） 备注：结果的有效数字分别为二位和三位 ,每错一个扣 1 分。其他合理解法答案正确照样给分。 智浪教育 -普惠英才文库 5 六、 （ 10 分）一种作为接触法制备硫酸的催化剂 A，在它的催化作用下，二氧化硫被氧化为三氧化硫。 1. 写出这种催化剂 A 的化学式。 2. A 溶于盐酸得到一种化合物 B、氯气和水，写出该反应的化学反应式和 B 的化学式。 3. B 在水 溶液中是形成一种正二价的六配位的络离子 C，写出该络离子 C 的结构式。 4. B 与乙酰丙酮（ 2， 4-戊二酮）反应可得到兰色的五配位络合物 D，写出该络合物
12、 D 的结构式。 1. V2O5 （ 2 分） 2. V2O5+6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + H2O （ 2 分） VOCl2 （ 1 分） 3. （ 2 分） 4. 最中间 写 CH2扣 1 分 （ 3 分） 七、 （ 10 分） 具有高能量密度的锂二次电池，有可能成为空间卫星等领域的动力源。最近有人采用化学交联法由二氯环磷氮烯聚合物 (NPCl2)3 和三硫化二钠作用合成出新型无机材料三硫代环磷氮烯聚合物 (NPS3)3n 作为锂二次电池正极材料，以提高其能量密度和良好的循环性能。 1. 由白磷和氯气反应生成一种磷的氯化物 X，写出该反应的反应式和 X 的化学 结构式。 2.
13、 由 X 和氯化铵反应得到 (NPCl2)n ，写出该反应的反应式并写出 (NPCl2)3 的化学 结构式 。 3. 说明 (NPCl2)3 分子中磷氮间化学健的特性。 4. 若 (NPCl2)n 聚合物中的 n=4，那么它能构成几种骨架为（ P4N4）环状聚合物的构型。 1. P4（白磷） + 10 Cl2 = 4PCl5 （ 2 分） （ 1 分） （ 2 分） 2. n PCl5 + nNH4Cl = （ NPCl2） n + 4n HCl （ 1 分） 3. P 的 d 轨道与 N 的 p 轨道作用形成 d-p 键 （ 1 分） 4. 三种：非平面型、反型、顺型。答非平面型、椅型、船型
14、也给 （ 3 分） 只答“三种”，给 1 分；若画出三种化学结构式也给 3 分。 智浪教育 -普惠英才文库 6 八（ 10 分）某同学取 20ml 水放入园底烧瓶中，小心加入 29ml 浓硫酸，冷至室温后，依次加入 15 克 1丁醇及 25 克研细的溴化钠。充分振摇后，加入几粒沸石，装上回流装置， 通过加热回流合成 1溴丁烷。 (该题的反应式不要求配平 ) （ 1）请根据上述投料情况，写出合成 1溴丁烷的主要反应式。 （ 2）写出此合成反应可能发生的副反应的反应式。 （ 3）合成后蒸馏出油状的 1溴丁烷粗产品略带有红色是因为在反应中产生微量的溴所致，写出生成溴的反应式。该同学继而加入 NaHS
15、O3 消除红色，写出其反应式。 智浪教育 -普惠英才文库 7 九、（ 10 分）化合物 A（ C7H12），在酸性高锰酸钾溶液中加热回流，反应液中只有环己酮一种有机物， A 与氯化氢反应得化合 物 B， B 与乙醇钠乙醇溶液共热生成化合物 C， C 能使溴的四氯化碳溶液褪色并生成化合物 D，再将 D 与乙醇钠乙醇溶液共热则得到化合物 E，E 与高锰酸钾溶液加热回流得丁二酸和丙酮酸。化合物 C 若经臭氧解（ O3 氧化，然后用H2O/Zn 处理）则生成 6氧代庚醛。 C H 3 C C O 2 HOC H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H OO丙 酮 酸 6 - 氧
16、 代 庚 醛（ 1）写出化合物 AE 的结构式（不考虑化合物的立体异构）。 （ 2）用系统命名法命名化合物 B， C， D， E （ 3）上述化合物中哪个可以由乙烯和 2甲基 1,3丁二烯经一步反应而制得？请用反应式表示。 （ 4）如何将 6氧代庚醛转化为 1,6庚二醇？请用反应式表示。 （ 1）本小题 5 分，每个结构式 1 分 C H 2 C H 3C lC H 3 C H 3B rB rC H 3A B C D E （ 2）本小题 2 分，每个命名 0.5 分，符号或文字有任何一处错误者不给分。 B： 1甲基 1氯环己烷 写成 1氯 1甲基环己烷 不给分 C： 1甲基环己烯 或 1甲基
17、1环己烯 D： 1甲基 1,2二溴环己烷 写成 1,2二溴 1甲基环己烷 不给分 E： 2甲基 1,3环己二烯 （ 3）（本小题 1 分） 化合物 C 可由乙烯和 2甲基 1,3丁二烯经一步反应而制得： C H 3C H 2C H 2 + C H 3（ 4）本小题 2 分C H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H OO H2 , P d ( 或 N i , P t ) C H3 C H C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 O HO H或 ( 1 ) L i A l H 4 ( 2 ) H 3 O +或 ( 1 ) N a B H 4 ( 2
18、) H 3 O + 智浪教育 -普惠英才文库 8 十（ 10 分）以苯和丙酰氯为原料制备 1(4溴苯基 )丙烯的反应式如下： B rC HB rC H 3 C H 2 C C lOA l C l 3C H 2 C H 2 C H 3 C H C H 3( b )( a )( c )( d )( e )( f )C H 2 C H 2 C H 3（ 1）请在 (a) (f)中填入所得产物的结构或所需的试剂及必要的反应条件； （ 2）以苯、不超过 4 个碳原子的任何有机物及必要的无机试剂为原料合成 2丁基 1硝 基 4氯苯。 十一（ 10 分）有机合成是以有机反应为工具，通过设计合理的合成路线，从
19、较简单的化合物或单质经化学反应合成有机物的过程。有机合成一般包括分子骨架的形成和官能团的引 入、转换及保护等方法。保护羟基官能团常用 2,3-二氢吡喃，该化合物与醇在氯化氢或浓硫酸催化下形成缩醛，脱除这个保护基通常只要简单的酸性水解 (如下图所示 )： （ 1）本小题 6 分，（ a） (f) 每个 1 分 C C H 2 C H 3O( a ) Z n - H g / H C l( b ) H 2 N N H 2 , N a O H / ( H O C H 2 C H 2 O ) 2 ,或B r 2 / F e B r 3 或 F e( c ) B r 2 / h v 或 高 温( d )
20、( e )B rC H 2 C H 2 C H 3( f ) N a O H / C H 3 C H 2 O H , (2) 本小题 4 分 C H3C H2C H2COC l+( C H3C H2C H2C O )2O或A l C l 3 C C H 2 C H 2 C H 3OF e C l3或 F eC l2C C H2C H2C H3OC l Z n - H g / H C lH2N N H2, N a O H / ( H O C H2C H2O )2,或C H2C H2C H2C H3C lH N O3H2S O4C H2C H2C H2C H3C lN O2C H2C H2C H2
21、C H3C l+O2N（ 1 分 ）（ 1 分 ） （ 1 分 ）（ 1 分 ） 智浪教育 -普惠英才文库 9 OR O H + H+OR OH 3 O +OR O H +H O H羟 基 的 保 护 和 脱 保 护2 , 3 - 二 氢 吡 喃 缩 醛一个目标化合物通常可经由多条合成路线合成，下面所列的是两条合成 5甲基 1,5己二醇的路线： 路线一： H C C H H C C N a H C C C H 2 C H 2 O HOH C C C H2 C H 2 OON a C C C H2 C H 2 OC C C H 2 C H 2 O HCO HC H 3C H 3( a ) ( b
22、 ) ( d )( e ) ( f ) ( g )5 - 甲 基 - 1 , 5 - 己 二 醇( h )( c )路线二： ( n )CC H 3C H 3C H 2 CC H 3C H 2 B rC H 2 CC H 3C H 2 M g B rC H 2CC H 3C H 2 C H 2 C H 2 O HC H 2 CC H 3C H 2 C H 2 C H 2 B rC H 2CC H 3C H 2 C H 2 C H 2 M g B rC H 2 CC H 3C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 O HC H 2( C H 3 C O 2 ) 2 H g , H 2 O
23、N a B H4 , O H( i ) ( j ) ( k )( l ) ( m )5 - 甲 基 - 1 , 5 - 己 二 醇( o ) ( p )（ 1）请写出上述合成路线中 (a)(m)各步骤所需的试剂； （ 2）在上述合成“路线一”中，哪些步骤属于分子骨架的形成？哪些属于官能团转换？哪些属于官能团保护、脱保护？ （ 1）本小题 6.5 分，每个 0.5 分， (n), (o), (p)不要求作答，如作答不论对错不加分也不扣分。 N a N H 2 C H 2 C H 2O, H + N a N H2M g / 无 水 乙 醚C H 2 C H 2OO( a ) ( b ) ( c ) ( d )C H 3 C C H 3O( e )H 2 / N i( f ) ( g ) H 3 O + ( i ) ( j )( k ) ( l ) ( m )H 3 O +H 3 O +( h ) B r 2 / h v 或 高 温P B r 3 ( 写 成 H B r 不 给 分 ) （ 2）本小题 3.5 分 分子骨架 的形成： (b), (f) 每个 1 分，共 2 分 官能团转换： (h) 0.5 分
