2005年“综科奥化杯”高二联合化学竞赛（三）
（时间：2小时 满分：100分） Li ** Be ** 题号 满分 H ** 1 5 2 4 3 5 4 6 5 6 6 11 7 10 8 9 9 12 10 15 11 17 姓名：
He ** 相对原子质量 B C N ** ** ** O ** F ** Ne ** Na ** Mg ** S ** Cl ** Ar ** Al Si P ** ** ** K ** Ca ** Sc ** Ti V Cr ** ** ** Se ** Br ** Kr ** Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As ** ** ** ** ** ** ** ** ** Rb ** Sr ** Y ** Te ** I ** Xe ** Zr Nb Mo ** ** ** Cs ** Ba ** Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Tc ** ** ** ** ** ** ** ** [98] Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi ** ** ** ** ** ** ** ** ** Fr Ra [223] [226] Hf Ta W La－Lu ** ** ** Ac－La Rf Db Sg Po At Rn [210] [210] [222] Bh Hs Mt Ds 第一题（5分） 已知固体Al(OH)3在溶液中存在如下平衡：
＋－－
Al(OH)3（s）Al3（aq）＋3OH（aq） Ksp，Al(OH)3＝1033
若将1mol Al(OH)3固体放入1L纯水中Al(OH)3微溶于水，待达到溶解平衡时，溶液的pH为 ，Al(OH)3的溶解度为 mol/L。
第二题（4分） **难挥发溶质溶于95g丙酮中，此溶液的沸点为56.50℃。已知丙酮的沸点为55.95℃，丙酮的摩尔沸点升高常数为1.71℃·kg/mol，试计算该溶质的近似摩尔质量？ 第三题（5分） 由70％（体积百分数）氢气和30％氧气组成的混合气体，在20℃，2.5atm（不含水压）时，溶于水形成饱和溶液。已知每升水中含氢31.5mL（S.T.P）。试计算20℃、氢气分压为1atm时，氢气的溶解度（换算为S.T.P）。 第四题（6分） －
某碱咪唑的Kb＝1.11×107。试问：
1．多少毫升0.0200mol/L的HCl和0.0200mol/L的咪唑混合能形成100mL的pH＝7.00的缓冲溶液？
2．把形成的缓冲溶液稀释到1L，这时溶液的pH值等于多少？
第五题（6分） ＋－－
已知液氨的自电离及相应的平衡常数：NH3＋NH3NH4＋NH2 K1＝1.0×1033
＋－－
又知氨水的电离及电离常数为： NH3＋H2ONH4＋OH K2＝1.8×105
－－
1．根据上述试计算：NH2＋H2ONH3＋OH的平衡常数。 2．仔细想来，以上计算是错误的，请指出错在何处。 第六题（11分） 已知理想气体各参数p（压强）、V（体积）、T（温度）、n（物质的量）满足理想气体状态方程pV＝nRT。某学校课外活动小组粗略测定理想气体状态方程中气体常数R的值，下面是测定实验的分析报告，请填写有关空白：
（一）测定原理：在理想气体状态方程pV＝nRT中，气体常数R＝pV/nT的数值可以通过实验来确定。本实验通过金属镁置换出盐酸中的氢来测定R的值。其反应为：Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑
如果称取一定质量的镁与过量的盐酸反应，则在一定温度和压力下，可以测出反应放出氢气的体积。实验室的温度和压力可以分别由温度计和气压计测得。氢的摩尔数可以通过反应中镁的质量来求得。将以上所得各项数据代入R＝pV/nT式中，即可算出R值。
（二）实验用品及试剂：①仪器：托盘天平、测定气体常数的装置（如上图所示）；②试剂：6mol/L HCl、镁条若干。
（三）实验内容：（1）在托盘天平上称出镁条的质量（称量镁条天平的游码示数如右图所示，未用砝码，单位为g）；（2）按上图搭好仪器。取下试管，移动量气管B，使量气管A中的水面略低于零刻度线，然后将量气管B固定。（3）在试管中加入15mL 6mol/L HCl，不要使盐酸沾湿试管的上半部。将已称重的镁沾少许水，贴在试管上部不与盐酸接触。
（4）检查仪器是否漏气，方法如下：（方法要求简单有效）
（5）如果装置不漏气，调整量气管B的位置，使量气管A内水面与量气管B 内水面在同一水平面上（要求“在同一水平面上”的原因是 ；实现“在同一水平面上”的操作是 ），
然后准确读出量气管A内水面凹面最低点的读数V1（如右图所示）。
（6）轻轻摇动试管，使镁条落入盐酸中，镁条与盐酸反应放出氢气。此时量气管A内水面即开始下降。为了不使量气管A内气压增大而造成漏气，在量气管A内水面下降的同时，慢慢 （上or下）移量气管B，使两管内的水面基本保持水平。反应停止后，待试管冷却至室温（约10分钟），移动量气管B，使两管内的水面相平，读出反应后量气管A内的精确读数V2（如右图所示）。
（7）记录实验时的室温t和大气压P。（已知室温为27℃，大气压为100kPa） （四）数据记录与处理（在横线上填写适当内容）：
镁条的质量 w＝ g 氢气的摩尔数 n＝ mol 反应前量气管A内读数 V1＝ mL
反应后量气管A内读数 V2＝ mL 氢气的体积 V＝ mL 室温 T＝ K 大气压 p＝ Pa 气体常数R的值 R＝ J/ （mol·K）
（五）问题与讨论：①在读取量气管内气体体积V1时，眼睛仰视读数，结果造成R的测定值 （偏高、偏低or无影响）；②若没等反应试管冷却到室温就量取液面的高度，结果造成R的测定值 （偏高、偏低or无影响）。
第七题（10分）
在科学院出版物《化学指南》里有下列一些物质饱和蒸气压的数据： 物质 温度℃ 蒸气压（×105Pa） 密度g/L 摩尔质量（g/mol） 苯C6H6 ** ** ** 甲醇CH3OH ** ** ** 醋酸CH3COOH① ** ** ** 醋酸CH3COOH② ** ** ** 1．根据所列数字计算蒸气的摩尔质量填入上表（假设蒸气中的分子类似理想气体分子） 2．如何解释摩尔质量的理论值与所得计算值之间的偏差？给出定性的并尽可能定量的解释。 第八题（9分） －
工业上处理含CrO42废水时，可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀的方法除去Cr(VI)。
＋
若在中性溶液中除去铬，应控制Ba2浓度不小于多少才可使废水中Cr(VI)含量达到排放标准（5.0
－7－1
×10mol·L）？
－－
（已知Ka1(H2CrO4)＝9.55，Ka2(H2CrO4)＝3.2×107，Ksp(BaCrO4)＝1.2×1010） 第九题（12分） 760℃和1.01×105Pa下，令H2和某稀有气体（体积比为1︰1）慢慢通过盛有熔融AgI的器皿，而使部分AgI还原为Ag。然后让反应后的气体通过盛有20.00mL 0.1000mol/L的NaOH洗气瓶，并收集干燥后的尾气。某次实验后，洗气瓶内的溶液可以被4.500mL 0.1000mol/L的HCl溶液中和，并在17.0℃，1.013×105Pa下收集干燥尾气254.9mL（已知760℃时，纯HI气体有30.00%
分解为单质。）
1．计算尾气中H2的物质的量； 2．计算器皿中Ag的物质的量； 3．如何将Ag从AgI中分离出来。
第十题（15分） 酸碱的概念在化学上非常普遍，人们多次以各种方式给它们下定义。其中最常见的定义有：质子定义——凡是提供质子的分子或离子是酸，凡能接受质子的分子或离子是碱；溶剂定义——凡能增加由溶剂派生出的阳离子的溶质都是酸，凡能增加由溶剂派生出的阴离子的溶质是碱；Lewis（路易斯）定义——酸是电子对的接受体，碱是电子对的给予体。试回答下列问题：
1．在BrF3溶剂中，BrF2AsF6属于哪类物质？试说明之。
2．SbF3具有显著的导电性，这可能是由于 的作用，写出其反应的化学方程式 。
3．二乙基锌Zn(C2H5)2在干冰的温度下可与SO2反应，写出该反应的化学方程式。 4．当SbF5加到氟磺酸（HSO3F）中，获得一种超酸（superacid），试写出有关反应式来说明超酸的形成（注：超酸的酸性比强酸如HNO3、H2SO4的浓水溶液大106～1010倍）。
5．超酸体系能否在水溶液中形成？试说明你的结论。
6．在这种超酸介质中链烷烃也能起碱的作用，写出叔碳原子在这种介质中所进行的反应。 第十一题（17分） 将一种盐溶于水中时，会使水的冰点降低，究竟冰点降低多少，与盐在溶液中的浓度有关。如果将此溶液降温，则在零度以下某个温度，将析出纯冰。但当盐在水中的浓度比较大时，在将溶液冷却的过程中析出的固体不是冰而是盐，这时该溶液称为盐的饱和溶液，盐在水中的浓度称为“溶解度”，溶解度的大小与温度有关。右图所示为不同浓度的CaCl2溶液冷却析出晶体时所对应温度的曲线图。
1．指出区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ内各物质组成（说明是何种固体或溶液是否饱和）；
2．指出曲线AB、BC分别具体表示的含义； 3．点B在坐标如何，有何意义；
4．273K时，60g浓度为10%的CaCl2溶液持续降温，何时析出晶体，计算最多可析出单一晶体的质量。（只需保留整数）
5．根据右上图分析，如何提纯粗盐CaCl2，得到CaCl2·6H2O晶体。
6．CaCl2溶液可用作冷冻剂，当CaCl2·6H2O晶体与冰以何比例（质量比）混合时，冷却效果最好。
7．在大雪纷飞的北方国家，对CaCl2有很大的需求量，你认为CaCl2在这些国家有何用途？
名校化学竞赛试题-综科奥化杯3
