1999年全国化学竞赛（预赛）模拟试卷（一）

时间：3小时 满分：100分

一．（6分）

硫酸可以生成由氮原子直接相连于硫原子的一系列衍生物，试写出由硫酸经取代、消去、加成等反应合成三硫酰亚胺（如右下图所示）的反应方程式。

二．（21分）

海带中含有丰富的碘，一般以I^－存在，可用离子交换法来提取海带中的碘，其步骤如下：

1.用水浸泡海带，浸出液中含I^－和褐藻糖胶。

2.用溶液调节浸出液的pH至12左右，使褐藻糖胶转化为褐藻糖酸钠而呈絮状沉淀析出，静置澄清，用倾析法倾出清液。

3.用溶液调节清夜的pH至1.5~2，滴入NaClO，此时清夜变成棕褐色（此时应控制NaClO的用量，只使部分I^－氧化为I₂，故无沉淀生成）。 ①写出NaClO与I^－反应离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 ，此时碘元素主要存在的形式为　　　　　　 ②在实际操作中，为什么不能加入过量NaClO而I^－使完全氧化（结合以下各步操作考虑这个问题）？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

4.将棕褐色的溶液通过氯型强碱性阴离子交换树脂（以R⁺—Cl^－表示）柱。待溶液全部通过后，树脂呈黑红色，流出液无色，写出上述交换反应方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

5.从柱的下端加入适当浓度的NaOH溶液，浸没树脂，静置一段时间以后，树脂恢复为原来的颜色，放出柱中无色液（称A液）于烧杯中，此时A液中所含的离子有　　　　 ；树脂上的离子有　　　　　 所发生反应的离子方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

6.将NaCl溶液加入柱中，浸没树脂，静置一段时间以后，慢慢放出无色溶液（称B液）于另一烧杯中，此时B溶液含有的离子有　　　 　　　 　　；树脂上存在的离子有　　　　　

7.往A液中滴加H₂SO₄溶液并不断搅拌，直到棕黑色沉淀不再继续形成为止，静置澄清，上述反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

8.B液用H₂SO₄酸化后，滴加NaNO₂至棕黑色沉淀不再继续形成为止（反应产物中有N₂），静置澄清。上述反应的离子方程式是： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

9.合并7、8两步所得到的沉淀及少量清夜，进行离心分离，得到粗碘，置于放有浓H₂SO₄的干燥器中进行干燥。粗碘不宜在烘箱中干燥，其原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

三．（10分）

从海水中提取金属镁的反应为Ca(OH)₂+Mg²⁺==Mg(OH)₂↓+Ca²⁺，Mg(OH)₂+2HCl==MgCl₂+2H₂O；MgCl₂经干燥后电解：MgCl₂==Mg+Cl₂，生产Mg的工厂的主要原料取自海边的物质及购入一些天然气等。回答下列问题：

1.（3分）怎样得到Ca(OH)₂，够用吗？

2.（4分）怎得到HCl够用吗？

3.（3分）怎样得到干燥MgCl₂？

四．（9分）

在两个烧杯中分别既然100g蒸馏水，在第一个烧杯中加2g固体A，在第二各烧杯中加入2g固体B，两种物质均完全和水反应，且在两种情况下都放出相同体积的气体C，然后向两个烧杯各通入1.12L CO₂气体，使与其中含有的物质完全反应，同时形成相同质量的盐，当向两个烧杯继续通入1.12L CO₂时，第一个烧杯中盐的质量增加了0.62倍，第二个烧杯中盐的质量没有变化。试确定A、B、C的化学式。 　 A　　　 B　　　　 C　 　　

五．（9分）

+ CH₃－CHOC₈H₉NC₈H₁₇N（毒芹碱）

（A）　　 （B）　　　 （C）　　　　　 （D）

1.（4分）写出C的结构简式

2.（3分）推出D的结构简式

3.（2分）D存在　　 对立体异构

六．（8分）

二氧化碳是生产纯碱的必要原料之一。在石灰窑中借助焦碳的燃烧和碳酸钙分解来制取二氧化碳。吹进理论量的气体提供焦炭燃烧所需的氧气。回答下列问题（相对原子量：C 12.0）：

1.（2分）写出石灰窑中发生的反应方程式。

2.（4分）在石灰窑中分解1kmol CaCO₃生成的气体中CO₂的体积百分浓度是多少？已知：1kmol CaCO₃热分解所需的热量为1.64×10⁵kJ，设燃烧用的焦炭为纯碳，其热值为3.39×10⁴kJ/kg，热损失可忽略，空气中O₂的体积百分含量为21%。

3.（2分）说明CO₂在纯碱生产的哪一阶段是必需的。并写出有关的反应方程式。

七．（11分）

Fe_xO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值小于1。测知Fe_xO晶体为ρ为5.71g/cm，晶胞边长为4.28×10^-10m（相对原子质量：Fe 55.9，O 16.0）。求：

1.（3分）Fe_xO中x值为　　　　 （精确至0.01）。

2.（2分）晶体中Fe分别为Fe^2＋、Fe^3＋，在Fe^2＋和Fe^3＋的总数中，Fe^2＋所占分数为　　　　 （用小数表示，精确至0.001）。

3.（2分）此晶体的化学式为　　　　　 。

4.（2分）Fe在此晶系中占据空隙的几何形状是　　　 （即与O^2－距离最近且等距离的铁离子围成的空间形状）。（1分）

5.（2分）在晶体中，铁元素的离子间最短距离为　　　　　 m。

八．（9分）

将固体FeC₂O₄·2H₂O放在一个可以称出质量的容器里加热，固体质量随温度变化的关系如图所示（相对原子质量：H1.0，C12.0，O16.0.，Fe55.9）：纵坐标是固体的相对质量。写出下列三个区间的质量发生突变的化学方程式。

A～B

B～C

C～D

九．（17分）

化合物A(C₉H₁₂)，A催化氢化生成化合物B（C₉H₁₈），A与顺丁烯二酸酐加热时生成C（C₁₃H₁₄O₅），A经臭氧氧化后用石粉及水处理时得到D（C₆H₈O₃），此外也被检出有甲醛及乙二醛，D经铬酸氧化生成E（C₆H₈O₅），E可溶于NaHCO₃溶液，加热到150℃时生成化合物F（C₅H₈O₃），F也可溶于NaHCO₃溶液，但不能发生碘仿反应，经光谱测定表明分子中含有两个甲基，化合物A与无机酸共热时，生成异构G，G不易被还原。

1.（5分）写出A的结构式

2.（12分）写出B→G的结构简式

以下为附加题：

3.（10分）解释A与无机酸共热时生成异构体G的机理，并解释G不易被还原的原因。

4.（10分）写出化合物C的全部立体异构体。

拟题人：胡波（华东师范大学化学系）

1998年8月命题　 1999年4月修订　 2000年3月编辑