1999全国高中生化学竞赛决赛试题及答案.docVIP

HYPERLINK 第 PAGE 1 页 共 NUMPAGES 12 页 1999年全国高中学生化学竞赛（决赛）理论试题 1999年1 注意： ?竞赛时间：4小时 ?所有答案必须写在答卷纸的指定地方，否则无效。 ?所有答案必须使用黑色圆珠笔或黑墨水钢笔书写，否则无效。 第一题： 纳米粒子是指粒径为1~100nm的超细微粒，由于表面效应和体积效应，纳米粒子常有奇特的光、电、磁、热性质，可开发为新型功能材料。 人工制造纳米材料的历史至少可以追溯到一千多年前。中国古代铜镜表面的防锈层，经实验证实为氧化锡纳米粒子构成的薄膜。 分散质微粒的直径大小在1~100nm之间的分散系叫做胶体。胶体化学法是制备纳米粒子的重要方法之一，其关键是“促进成核、控制生长”。用该法制备纳米Cr2O3的过程如下： 回答下列问题： 1. 加稀盐酸起什么作用？盐酸加多了或加少了将会怎样影响Cr2O3的产率？ 2. 为什么形成Cr2O3水溶胶可以阻止粒子长大？ 3. 用示意图描绘Cr2O3胶粒加DBS所得产物的结构特征。 4. 为什么有机溶剂可以把“氧化铬”萃取出来？萃取的目的是什么？ 5. DBS直接排入水体会给环境造成何种影响（举1—2点）？已知DBS能够进行生物降解，其降解的最终产物是什么？ 第二题： 东晋葛洪所著《抱朴子》中记载有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”。“曾青”即硫酸铜。这是人类有关金属置换反应的最早的明确记载。铁置换铜的反应节能、无污染，但因所得的镀层疏松、不坚固，通常只用于铜的回收，不用作铁器镀铜。能否把铁置换铜的反应开发成镀铜工艺呢？ 从化学手册上查到如下数据： 电极电势： Fe2++2e == Fe ?? == – 0.440V；Fe3++e == Fe2+ ?? == – 0.771V； Cu2++2e == Cu ?? == 0.342V； Cu2++e == Cu+ ?? == 0.160V 平衡常数： Kw? = 1.0?10-14； Ksp? (CuOH)=1.0?10-14； Ksp? [Cu(OH)2]=2.6?10-19； Ksp? [Fe(OH)2]=8.0?10-16； Ksp? [Fe(OH)3]=4.0?10-38； 回答如下问题： 1. 造成镀层疏松的原因之一可能是夹杂固体杂质。为证实这一设想，设计了如下实验：向硫酸铜溶液加入表面光洁的纯铁块。请写出四种可能被夹杂的固体杂质的生成反应方程式（不必写反应条件）。 2. 设镀层夹杂物为CuOH（固），实验镀槽的pH=4，CuSO4的浓度为0.040mol/L，温度为298K，请通过电化学计算说明在该实验条件下CuOH能否生成。 3. 提出三种以上抑制副反应发生的（化学的）技术途径，不必考虑实施细节，说明理由。 第三题： 在NH4Cl水溶液中用空气氧化碳酸钴(II)可以得到具有光泽的红色氯化物A(NH3:Co:Cl为4:1:1)。将A的固体在0℃下加入用HCl气体饱和的无水乙醇中，在室温下有气体迅速释放，将其振摇至不再有气体发生，得到蓝灰色固体B，B是一种混合物。将B过滤，用乙醇洗涤，然后用少量冷水洗涤，所得主要产物再经一系列提纯步骤产生紫色晶体C (化学式: CoCl3·4NH3·0.5H2O)。当C在浓盐酸中加热时，可以分离出一种绿色化合物D，经分析为CoCl3·4NH3·HCl·H2O。D 提示： ① 已知[CoCl2(en)2]+可被拆分的异构体形式是紫色的；并且在溶液中存在如下平衡： 紫色-[CoCl2(en)2]Cl 绿色-[CoCl2(en)2]Cl·HCl·2H2O 注：en = H2NCH2CH2NH2 ② 在-12℃的低温下，用HCl气体饱和了的盐酸处理如下图所示的双核配合物，同样能得到C。 回答下列问题： (1) A～D分别代表何种化合物？请分别画出C与D中配离子的立体结构。 (2) 写出并配平所有的化学方程式。 (3) 试根据C与D中配离子的立体结构判断它们的极性，并简要说明理由。 (4) 用少量冷水洗涤B目的何在？浓盐酸在绿色化合物D形成中起什么作用？ (5) C与D之间的转化属于一种什么类型的反应？ (6) 由题给条件和提示说明你所推测的化学反应发生的依据。 第四题： 乙酰水杨酸（阿司匹林）是一种常用的解热、消炎、镇痛药物，它也是一种有机弱酸，pKa = 3.0，其结构式为：，易溶于乙醇而微溶于水。 1、一种解释乙酰水杨酸（用HA表示）药物在人体内的吸收模式如下： 假