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2001年“东华杯”化学竞赛试题

2014-5-11 0:30:36下载本试卷

2001年“东华杯”化学竞赛试题 第II卷

可能用到的相对原子质量:H—1 C一12 O—16 Na一23 Mg—24 Al—27 S一32 Cl—35.5 Ca一40 Fe一56 Zn一65 Ba一137

电子的电量:1.6X10⁻19库仑  法拉第常数:96500库/摩尔

(6l~64题每题2分,65~69题每题3分,70~74题每题4分,75题5分,76题8分,77题9分,78~79题每题10分,80题15分。)

61. 还原法冶金中使用的还原剂除一些金属单质外,常见的还有_________、__________、_________。

62. 假定SiO2晶体中含Si4⁺。如果其中1/4 Si4⁺被Al3取代,并掺入K⁺以保持电荷的平衡,由此就形成正长石。正长石的最简化学式是______________。

63. 与N2等电子数的分子有_____、_____、_____等。

64. 从分子结构的特征来看,煤和石油的主要区别是__________________。

65. NH4NO2受热发生氧化还原反应(分解),估计产物除水外还有_______;NH4NO3受热发生氧化还原反应(分解),估计产物除水外还有_______。

66. 某分子X12的构型是正多面体,每个X原子与相邻的5个X原子等距离形成共价键,每个面都是正三角形。X12分子中共有____个共价键。正多面体的面数是________。

67. 向I.6%的Na2CO3溶液中逐滴加入1.6%的BaCl2溶液,到不再生成沉淀为止,过滤得到白色沉淀0.4g。将滤液蒸发掉24.6g水后,所剩溶液的质量百分比浓度为_________%

68. 在某澄清溶液中滴入硝酸溶液会产生白色沉淀。如果硝酸过量,沉淀消失,原溶液中的阴离子可能是________;如果硝酸过量,沉淀不消失,原溶液中的阴离子和阳离子分别可能是________。

69. 阿司匹林是一种解热镇痛药,学名是邻乙酰氧基苯甲酸。它是由水杨酸和另一种有机物为原料制取的,请写出该反应的化学方程式(有机物用结构简式表示)。

    ___________________________________________________________

70. 写出碘与氯水反应生成+5价碘的化学方程式,标出电子转移的方向和数目。

    ____________________________________________________________

71. 下列氧化还原反应中,被还原和被氧化的物质的物质的量之比非1:2的有_______________________。

   ①NO2+H2O ②NH3+O2(生成NO) ③H2S+O2(生成SO2) ④MnO2+浓盐酸(加热) ⑤H2S+ SO2  ⑥CaH2+2H2O=Ca(OH)2+H2↑ ⑦SiO2+C(生成金刚砂)

72. 硫酸的工业制法过程涉及三个主要的化学反应及相应的设备(沸腾炉、接触室、吸收塔)。

1)   不算空气的预热,三个设备中,有没有需要消耗能源的?如果有,是哪一个?_________;如果没有,说明为什么不需要能源:

______________________________________________________                                  

2)   三个设备分别使反应物之间或冷热气体之间进行了“对流”。请简单描述沸腾炉和吸收塔中反应物之间是怎样对流的。

 沸腾炉:__________________________________________________

 吸收塔:__________________________________________________

73. 锌粉、铝粉、铁粉、镁粉的混合物ag与一定质量的溶质质量分数为

25%的稀硫酸恰好完全反应,蒸发水分后得到固体(不含结晶水)b克。求反应过程生成的H2的质量。答:__________________________________。

74. 用对甲基苯酚制取对羟基苯甲酸乙酯的过程如下:

     

若将以上四步合并为以下两步有什么不妥?

   

________________________________________________________________

以上四步中的1与4起什么作用?

________________________________________________________________

第四步反应的副产物可俗称为_______________。

75. 一银制摆件因日久在表面生成硫化银而变黑。手头有一旧铝锅和足量的食盐水,籍此你将通过怎样的操作使银器复原?

______________________________________________________________

这样做是根据什么原理(可写化学方程式回答):

______________________________________________________________

如果在你的操作过程中有气体放出,你认为主要是什么气体?___________

76. 有下列离子晶体结构示意图:●阳离子  ○阴离子

以M代表阳离子,N代表阴离子。

1)   请写出各离子晶体组成的表达式:A________,B________,C_______,D_________。

2)   已知黄铁矿的主要成分FeS2晶体具有A的空间结构。①FeS2晶体中具有的化学键类型是__________,②若晶体结构A中相邻的阴、阳离子间距离为a cm,用NA代表阿佛加德罗常数,则FeS2晶体的密度是____________g/cm3

77. 考虑工业上电解食盐水。某电解槽的内阻为0.0008Ω,外加电压为4.0V,电流为2000A,每小时从电解槽阴极区流出27.46kg溶液,内含NaOH 10%、NaCl 13%。  

1)   求NaCl的转化率

2)   求该生产过程的电流效率

3)   求该生产过程的能量效率

78. 如图,在一上端开口的直立圆筒型气缸内冲入C2H6和过量O2的混合气体(气体温度为390K),此时活塞的高度为H。然后在活塞上投放细沙,使活塞的质量变为原来的两倍。通过电火花引燃混合气体使之完全燃烧,活塞迅速上升,过一段时间又逐渐回落,当回落至原高度H时测知气缸内的温度为720K。

1)   求原混合气体中C2H6的体积百分含量。

2)   若C2H6和O2均适量(恰好完全燃烧),求燃烧后活塞回落至原高度H时混合气体的温度。

79. 图为电解水(NaOH溶液)的实验装置。闭合开关S后,可观察到电压表的示数为6.0V,电流计的示数为100mA。电解过程消耗了电能,增加了化学能和内能(气体膨胀做功和散热忽略不计)。

1)   写出B电极的化学方程式。

2)   通电10分钟,A管产生气体的理论体积是多少毫升?(折算为标准状况)

3)   据热力学标准数据,每摩尔水分解需消耗286.0Kj。10分钟内物质的内能增加了多少?

4)   某次实验对阴阳两极所产生的气体体积进行了测量,数据如下:

电解时间(min)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

阴极气体体积(mL)

6

12

20

29

39

49

55

65

75

85

阳极气体体积(mL)

2

4

7

11

16

21

26

31

36

41

你能否发现两组数据间存在什么问题?如何解释?

80. 内燃机是将化学能转化为机械能的装置,可分为汽油机和柴油机等类型。汽油机和柴油机均利用燃料燃烧产生的大量气体和热能,推动活塞的往复运动。它们工作原理的区别在于:压缩的工作物质不同;点火方式不同。汽油机是汽油先行雾化再与空气混合,然后在汽缸内压缩并由点火花打火燃烧和剧烈膨胀,推动活塞;柴油机则是先压缩空气,然后在高温、高压空气中喷入雾化的柴油,此时压缩空气的温度已达柴油的着火点,柴油立即燃烧并剧烈膨胀,推动活塞。

1)   某柴油机的压缩比(压缩后与压缩前的空气体积比)为1:10,空气原温度为27℃,大气压强为1.01×105Pa。空气对被压缩到最大限度时,气缸内的压强为3.03×106Pa。设空气自始至终是理想气体,此时混合气体的温度是____℃

2)   检测发动机尾气发现,汽油机尾气中氮氧化物(NOX)的含量远高于柴油机尾气,请解释原因。

3)   若汽油机使用的汽油在气缸内完全燃烧(假定汽油的平均成分等于辛烷),则空气与辛烷的理论质量比y=______________。

若实际质量比大于y,则尾气中有毒气体含量较大的是__________;若实际质量比小于y,则尾气中有毒气体含量较大的是__________。

4)   治理(3)中有毒气体的方法之一是在汽车排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂),使上述两种有毒气体反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体。写出该反应的化学方程式。

5)   观察红绿灯下等候通行的两辆外形相仿的大客车,如何判断哪辆是柴油机车、哪辆是汽油机车?