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1988年全国化学竞赛初赛试题
一、（15分）厨房里有纯碱、食醋、明矾、植物油等四种物质.
（1）写出所有的两种物质（此外,还可以用水）间反应的方程式和现象.
（2）写出上述反应中各种产物（不包括可溶性产物和水）与（上述四种物质中）某种物质（还可以加水）反应的方程式.
二、（4分）某人坐在带空调的车内跟在一辆卡车后面.此人根据何种现象可知前面这辆卡车是以汽油或柴油为燃料的.简述原因.
三、（9分）火炮在射击后要用擦抹剂清除炮膛内的铜（俗称挂铜）擦抹剂由K2Cr2O7和(NH4)2CO3组成.当温度低于10℃,用擦抹 剂时还要加少量NaOH以促进反应.
（1）铜与擦抹剂反应的方程式（产物都是水溶性的）；
（2）温度低于10℃时,加NaOH为什么能促进反应?写出反应式.
四、（17分）现正开始使用一种安全气袋以防止汽车撞车时坐在驾驶室的人因向前冲撞发生意外.这种气袋内装有一种能在高温下分解出气体的混合物.例如有一种配方为：61～68%NaN3（叠氨化钠）、0～5%NaNO3、0～5%陶土、23～28%Fe2O3粉、1～2%SiO2粉、2～6%石墨纤维这些粉末经加压成型后,装在一个大袋子里,袋子放在驾驶室座位前.撞车时,约在10毫秒（10－3秒）内引发下列反应：2NaN3＝2Na＋3N2（365℃分解）反应在约30毫秒内完成,袋内充满N2气而胀大,阻止人体前冲.在以后的100～200毫秒内气体“消失”,所以不致使人反弹,同时袋内的钠变成氧化钠.
（1）你认为完成上述引发分解、维持分解、生成气体的“消失”、Na变成Na2O过程各需什么物质.在配方里那一种物质起上述作用?
（2）若气袋内放300g NaN3,在充满氮气时,袋内有多少体积（1大气压,300K）气体.若袋内气体压力达到4大气压（此时为350K）.问袋的体积有多大?
（3）配方中Fe2O3的量是依照什么设计的?
（4）叠氮离子中三个氮原于连成直线,N－N键等长（116pm）.写出其电子结构式；
（5）怎样做到既使混合物在30毫秒内迅速分解,但又不燃烧、爆炸?
五、（10分）具有族光性的化合物A（C5H10O4）和乙酸酐反应生成二乙酸酯,但不与费林试剂（是检验脂肪醛和还原糖试剂）反应.1摩尔A与稀酸加热得1摩尔甲醇和另一化合物B（C4H8O4）.B与乙酸酐反应得三乙酸酯.B经HNO3氧化可得无旋光性的二元酸C.写出A、B、C的结构式和有关反应式.
六、（7分）(CH3)3SiCl水解产物为挥发性(CH3)3SiOH（沸点：99℃）,后者脱水成(CH3)3SiOSi(CH3)3.
（1）写出(CH3)2SiCl2水解并且脱水后产物的结构式；
（2）写出(CH3)2SiCl2和少量CH3SiCl3水解并且脱水产物的结构式.
七、（10分）制备三草酸络铁（Ⅲ）酸钾K3Fe(C2O4)3•3H2O的步骤如下：
称取6.5g草酸亚铁FeC2O4•2H2O,悬浮于含10g K2C2O4•H2O的30cm3溶液中.由滴定管慢慢加入25 cm3 6%的H2O,边加边搅拌并保持溶液温度为（约）40℃.加完H2O2后,把溶液加热至沸,即有Fe(OH)3沉淀.为溶解Fe(OH)3,先加20cm3 H2C2O4溶液（10g H2C2O4•2H2O溶于水成100cm3溶液）,然后在保持近沸的条件下滴加H2C2O4溶液直到Fe(OH)3“消失”为止（约加5cm3 H2C2O4（溶液）,不要加过量的草酸.过滤,往滤液中加30cm3乙醇,温热以使可能析出的少量晶体溶解.放在黑暗处冷却待其析出K3Fe(C2O4)3•3H2O晶体.
（1）写出所有的反应方程式；
（2）为什么要放在黑暗处待其析出晶体?
（3）为什么要加乙醇?
（4）FeC2O4•2H2O是难溶物,又不容易购到,因此有人建议：用(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O和H2C2O4•2H2O为原料（合成FeC2O4•2H2O就是用这二种原料）代替FeC2O4•2H2O,其他操作如上进行.请评价这个建议.
八、（6分）用凝固点降低的方法测定在100%H2SO4中,下列酸碱平衡产物（离子）的物质的量（n）.写出配平的方程式.
HNO3＋2H2SO4 产物的n＝4
H3BO3＋6H2SO4 产物的n＝6
7I2＋HIO3＋8H2SO4 产物的n＝16
九、（6分）10cm3 0.20摩/升NH4＋的（绝对）乙醇溶液和10cm3 0.20摩/升C2H5ONa的（绝对）乙醇溶液混合.求所得溶液（20cm3）中NH4＋的浓度.
附：（绝对）乙醇的电离常数K＝8.0×10－20,NH4＋的电离常数Ka＝1.0×10－10.
十、（6分）玻璃容器被下列物质沾污后,可用何种洗涤剂洗去,写出有关反应式.若无法用洗涤剂使容器复原者,请说明原因.
（1）盛石灰水后的沾污；（2）铁盐引起的黄色沾污；（3）碘的沾污；（4）硫的沾污；
（5）用高锰酸钾后的沾污；（6）作银镜反应后的试管；
（7）长期盛硫酸亚铁溶液的试剂瓶；（8）长期盛强碱溶液的试剂瓶变“毛”了.
【参考答案】
一、（1）3Na2CO3＋Al2(SO4)3＋3H2O＝Al(OH)3↓＋3Na2SO4＋3CO2↑；现象：白色沉淀和气泡逸出.Na2CO3＋2HAc＝2NaAc＋CO2↑＋H2O；现象：气体逸出.Na2CO3＋C17H33COOH＝C17H33COONa＋NaHCO3；现象：乳状液.产物NaHCO3写成Na2CO3,Na2CO3和C17H33COOH产物为CO2,Na2CO3和Al2(SO4)3产物写成NaHCO3均给分
（2）CO2：Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3；Al(OH)3：Al(OH)3＋3HAc＝Al(Ac)3＋3H2O；C17H33COONa：C17H33COONa＋HAc＝C17H33COOH＋NaAc
二、卡车在起动、刹车时排出黑色废烟者,是以柴油为燃料的.
柴油分子中碳原子数目多于汽油分子中碳原子数.
三、（1）3Cu＋2K2Cr2O7＋12(NH4)2CO3＝[Cu(NH3)4]CO3＋[Cu(NH3)4](HCO3)2＋2[Cr(NH3)6](HCO3)3＋2KHCO3＋7H2O.写离子式的给全分；
（2）低于10℃,加NaOH使NH3更易成NH3,促进配合,和产物中HCO3－结合,使平衡右移.3Cu＋K2Cr2O7＋12(NH3)2CO3＋10NaOH＝3[Cu(NH3)4]CO3＋[Cr(NH3)6]2(CO3)3＋K2CO3＋5Na2CO3.产物Cr(NH3)63＋错,但平衡,扣1分,产物中有CO2不给分.产物中有HCO3－反应物中OH－数目相应减少,方程式平衡的,不扣分.
四、（1）NaN3分解供N2,陶土、SiO2吸附N2,Fe2O3使Na变成Na2O；（2）169.7（升）；49.5（升）；（3）6Na＋Fe2O3＝2Fe＋3Na2O；（4）： 或 ；（5）原料粉碎,混匀、成型,使反应快、扩散快,反应足够快,所释之热“全”用于后续反应,而不使气袋明显升温.
五、A．C5H10O4 B．C4H8O4 C．C4H6O4 略
六、（1） Si－O交替成六、八元坏都给2分；（2） 写出交联结构给3分.
七、（1）6FeC2O3＋3H2O2＋6K2C2O4＝2Fe(OH)3＋4K3Fe(C2O4)3（由于溶液显碱性所以有部分Fe(OH)3生成）；2Fe(OH)3＋3H2C2O4＋3K3C2O4＝2K3Fe(C2O4)3＋6H2O
2．因为K3Fe(C2O4)3•3H2O（或答K3Fe(C2O4)3）,见光容易分解.
3．因K3Fe(C2O4)3见光容易分解及H2C2O4易受热分解使配合物破坏,所以不宜用加体浓缩的方法使之析出晶体.而用加入多量弱极性溶剂——乙醇,以降低溶剂混合物的极性,使配合物（络盐）在弱极性溶剂中溶解度降低（相似相溶原理）而结晶析出.
4．不可取.因生成FeC2O4•2H2O同时溶液中有(NH4)2SO4和H2SO4.H2SO4是强酸将和C2O42－（弱酸根）结合成H2C2O4,降低配位体C2O42－的浓度,阻碍配合反应.在后而加乙醇时,(NH4)2SO4溶解度也降低,因而还有可能析出(NH4)2SO4晶体,使三草酸络铁酸钾晶体不纯.
八、HNO3＋2H2SO4＝NO2＋＋2HSO4－＋H3O＋；H3BO3＋6H2SO4＝B(HSO4)4－＋2HSO4－＋3H3O＋；7I2＋HIO3＋8H2SO4＝5I3＋＋8HSO4－＋3H3O＋
九、9.0×10－6mol•dm－3
十、（1）用HCl或HNO3：CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋CO2＋H¬2O
（2）用强酸：Fe(OH)3＋3H＋＝Fe3＋＋3H2O
（3）用KI溶液：I2＋I－＝I3－
（4）用NaOH溶液并适当加热：3S＋6OH－ 2S2－＋SO32－＋3H2O
（5）用H2C2O4：2KMnO4＋11H2C2O4＝2KHC2O4＋10CO2＋2Mn(HC2O4)2＋8H2O
附：①一般洗涤剂是过量的,所以反应满足在酸性介质中进行的条件；
②用高锰酸钾后实际沾污物为MnO2,后者和H2C2O4（也是在酸性介质中进行）的反应式为：MnO2＋3H2C2O4＝2Mn(HC2O4)2＋2CO2＋2H2O
（6）中等浓度的HNO3：3Ag＋4HNO3＝3AgNO3＋NO＋2H2O
（7）用强酸：Fe(OH)3＋3H＋＝Fe3＋＋3H2O
附：因为FeSO4中的Fe2＋被O2（空气）氧化成Fe(OH)3.
8．玻璃瓶发“毛”是强碱和SiO2（玻璃中）反应之故,无法用洗涤剂复原.
1989年全国化学竞赛初赛试题
一、写出制备金属硫化物的几类方法（按：铜、铁……等分别和硫作用均归属金属和硫反应类）.
二、写出制备二氧化硫的几类方法（按：铜、锌……等分别和浓硫酸作用归为同一类反应）.
三、1．磁性材料Fe2O3可由FeSO4热分解反应制得.写出反应方程式.
2．在醋酸溶液中K4Fe(CN)6和NaNO2反应可得纯NO.写出反应式.
3．在酸性溶液中NaNO2和KI反应可得纯NO.写出仅应式.
按下列两种步骤进行实验（1）先把NaNO2加入酸性溶液后再加 KI,（2）先混合KI和酸性溶液后再加NaNO2.问何者制得的NO纯?
4．硫和石灰乳反应得五硫化钙（CaS5）和硫代硫酸钙（CaS2O3）,写出反应式.
四、如图装置.钥匙中盛硫,金属丝为加热用,容器内盛O2,U型管内盛汞,反应前两侧液汞面持平.给金属丝通电加热使硫起反应.反应完成后使容器内温度恢复到反应前温度,U型管两侧液汞面仍持平.
1．由实验结果能得到什么结论?
2．若反应前容器内盛空气或N2O.分别如上实验并恢复到原温度时（已知主要反应产物相同）,U形管两侧液汞面是否持平.说明原因.
五、某温、某压下取三份等体积无色气体A,于25、80及90℃测得其摩尔质量分别为58.0、20.6、20.0克/摩尔.于25、80、90℃下各取l1dm3（气体压力相同）上述无色气体分别溶于10dm3水中,形成的溶液均显酸性.
1．无色气体为 ；
2．各温度下摩尔质量不同的可能原因是：
3．若三份溶液的体积相同（设：溶解后溶液温度也相同）,其摩尔浓度的比值是多少?
六、1．写出Fe（Ⅲ）和I－在溶液中的反应现象和反应方程式.
2．有足量F－时,Fe（Ⅲ）不和I－反应.请说出原因.
3．往1．的溶液中加足量F－,有什么现象?原因何在.
4．在足量2mol/dm3 HCl溶液中加Fe（Ⅲ）、I－、F－.请说出反应现象,它可能和实验2的现象有何不同?
七、在开采硫铁矿（FeS2）地区,开采出的矿石暴露在空气和水中,逐渐被氧化.有关的反应可表示如下：
1．请写出①～⑤反应的（配平的）方程式.
2．如果矿山中水流（或雨水）不断淋洗硫铁矿,总的趋势是什么?为什么?
3．在反应③、④中,什么物质被氧化?通过硫铁矿的水显酸或碱性?如果反应③中途停止（断绝O2供给）,但仍有FeS2剩余,将引起什么结果?
八、把CaCl2与Na2HPO4溶液混合时,可得磷酸八钙Ca8H2(PO4)6•5H2O晶体沉淀,把所得沉淀长时间加热可以水解生成羟基磷灰石结晶Ca5(PO4)3(OH).写出水解的反应方程式并讨论下列问题.
1．下列两种方法中,哪一种得到的羟基磷灰石多?为什么?
①1mol/dm3 CaCl2 50cm3和1mol/dm3 Na2HPO4 30cm3混合后,将所得Ca8H2(PO4)6•5H2O滤出.再将它放在80cm3水中于80℃加热5小时.
②1mol/dm3 CaCl2 50cm3和1mol/dm3 Na2HPO4 30cm3混合后,直接在80℃加热5小时.
2．在实验中,按①法制得的产物含Ca与含P摩尔比为1.5.计算Ca8H2(PO4)6中有多少摩尔百分比已转化为Ca5(PO4)3(OH)?
九、自然界中往往存在许多有趣也十分有意义的现象,下表列出了若干化合物的结构、分子式、分子量和沸点
结构式 分子式 分子量 沸点（℃）
（1）H－O－H H2O 18 100
（2）H3COH CH4O 32 64
（3）H3CCH2OH C2H6O 46 78
（4）H3C －OH C2H4O2 60 118
（5）H3C CH3 C3H6O 58 56
（6）H3CCH2CH2OH C3H8O 60 97
（7）CH3CH2OCH3 C3H8O 60 11
1．写出（1）～（7）种化合物的化学名称.
2．从它们的沸点看,可以说明哪些问题?
十、化合物 被涂在手术后伤口表面在数秒钟内发生固化并起粘结作用以代替通常的缝合.
1．写出该化合物的化学名称.
2．固化和粘结的化学变化是什么?写出反应方程式.
【参考答案】
一、1．金属和硫反应：Fe＋S＝FeS；2．金属和硫化氢反应：4Ag＋2H2S＋O2＝2Ag2S＋2H2O；3．金属离子和氢硫酸反应：Hg2＋＋H2S＝HgS＋2H＋；4．硫酸盐和碳反应：Na2SO4＋4C＝Na2S＋4CO；5．碱和硫化氢反应：2NaOH＋H2S＝Na2S＋2H2O
二、1．金属和浓硫酸：Cu＋2H2SO4＝CuSO4＋SO2↑＋2H2O；2．非金属和浓硫酸：S＋2H2SO4＝3SO2↑＋2H2O；3．硫和氧气：S＋O2＝SO2；4．硫化氢和氧气：2H2S＋3O2＝2SO2＋2H2O；5．亚硫酸盐和强酸：Na2SO3＋H2SO4＝Na2SO4＋SO2↑＋H2O；6．硫酸盐热分2CaSO4＝2CaO＋2SO2↑＋O2↑
三、1．2FeSO4＝Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑；2．K4Fe(CN)6＋NaNO2＋2HAc＝K3Fe(CN)6＋NO↑十KAc＋NaAc；3．2NaNO2＋2KI＋2H2SO4＝2NO↑＋I2＋2Na2SO4＋2H2O；第（2）种方法的产物纯.因NaNO2在酸性溶液中分解为NO和NO2.4．3Ca(OH)2＋12S＝2CaS5＋CaS2O3＋3H2O
四、1．气志产物分子中含二个氧原子.（不能确证其为SO2）
2．盛空气时,反应后两侧液汞面持平.盛N2O时,若1mol N2O和S反应,生成1mol N2及半mol气态硫的氧化物,反应后产物体积增大.故左侧液汞面高于右侧液面.
五、1．HF；2．HF以氢键结合之故.
3．在稀溶液中其摩尔浓度之比（25、80、90℃）为：2.90∶1.03∶1.00
六、1．2Fe3＋＋2I－（或3I－）＝2Fe2＋＋I2（或I3－）棕色溶液.
2．Fe3＋、和F－配合使Fe3＋浓度降低.
3．因F－和 Fe3＋（残余）配合,使平衡向在移动.棕色变浅.
4．因F－和H＋生成HF,使F－的浓度降低,一定程度上不利于Fe3＋和F－的配合.因此,有少量Fe3＋将与I－发生反应,即可能出现浅的黄棕色.
七、1．①2FeS2＋7O2＋2H2O＝2Fe2＋＋4SO42－十4H＋；②FeS2＝Fe2＋＋S22－；③4Fe2＋十O2十4H＋＝4Fe3＋＋2H2O；④FeS2＋14Fe3＋＋8H2O＝15Fe2＋＋2SO42－＋16H＋；⑤Fe3＋＋3H2O＝Fe(OH)3＋3H＋.2．FeS2向Fe(OH)3转化.因水冲洗时,Fe3＋迅速水解.即促进反应⑤而中止反应④.3．③中是Fe2＋被氧化,④是FeS2中的 S被氧化.显酸性.Fe(OH)3溶解.
八、5Ca8H2(PO4)6•5H2O＝8Ca5(PO4)3(OH)＋6H3PO4＋17H2O
1．（2）多,因（1）中滤掉了H3PO4；2．56％转化
九、1．水、甲醇、乙醇、乙酸、丙酮、丙醇、甲乙醚.
2．（1）1、2、3、4、6化合物分子间都有氢键,所以其沸点较化5、7高.
（2）2、3、6为同系物,分子量高,沸点也高.（3）4、6、7化合物的分子量相同.因4能成双分子 ,所以沸点高.7无氢键,沸点低于6.
十、1．α－氰基,α－丁烯酸乙酯；2．