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子；Y原子的M电子层有2个未成对电子；Z原子的最外层p轨道上有一对成对电子。则 由这三种元素组成的化合物的化学式可能为（ ）。 A．X4YZ4 B．X2YZ3 C．XYZ4 D．X2Y2Z3
8．下列选项中，对“溶液配制操作对溶液浓度的影响”所做的判断及原因分析都正确的是（ ）。
选项 A B C D 溶液配制 影响 原因 配制一定物质的量浓度的硝酸溶液，定容时蒸馏水无影响 吸出了多余的水 超过了刻度，立即用滴管吸出多余的水，然后摇匀 配制一定物质的量浓度的NaCl溶液，定容、摇匀偏高 溶液体积偏小 后，发现液面低于刻度 将2 g碘加入98 mL四氯化碳中，溶解混匀后即得四氯化碳的密度大于偏低 1 g/mL 质量分数为2%的碘的四氯化碳溶液 将10 mL浓硫酸在搅拌的同时慢慢加入90 mL水浓硫酸与水混合后溶偏高 中，混匀后即得 1.84 mol/L的稀硫酸 液体积小于100 mL 9．已知常温下的四种溶液：① pH = 3的CH3COOH；② pH = 3的盐酸；③ pH = 11的氨 水；④ pH = 11的NaOH。下列说法中，正确的是（ ）。
A．四种溶液中，水电离产生的c(H+)相同
B．将溶液②与③等体积混合后，所得溶液的pH = 7
C．将四种溶液均稀释10倍，所得溶液pH的大小顺序为③＞④＞①＞②
D．等体积的①、②、④溶液分别与足量铝粉反应，产生H2量的大小顺序为①＞④＞② 10．已知a、b为完全相同的恒容密闭容器，现在a中加入1 mol SO2和1 mol O2， b中加 入2 mol SO2和2 mol O2，一定条件下发生反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)。分别经过一
段时间后，两个反应体系都达到平衡。下列有关叙述中，正确的是（ ）。 A. 平衡时SO3的百分含量a > b B. SO2的平衡转化率a < b C. 平衡时O2的物质的量浓度a < b D. 平衡时，a与b的正反应速率相等 11. 下列图示烷烃的二溴代物有（ ）。
A．2种 B．4种 C．6种 D．8种
12. 下列四种装置中，开始时溶液的体积均为250 mL，电解质溶液的浓度均为0.10 mol/L。 若忽略溶液体积的变化且电流效率均为100%，当测得导线上均通过0.02 mol电子时，下列 判断中，正确的是（ ）。
A. 此时溶液的浓度：①=②=③=④ B. 此时溶液的pH：④＞③＞①＞②
C. 产生气体的总体积：④＞③＞①＞② D. 电极上析出固体的质量：①＞②＞③＞④
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13. 已知：Fe2O3(s) + 3CO(g) = 2Fe(s) + 3CO2(g) ?H1
3Fe2O3(s) + CO(g) = 2Fe3O4(s) + CO2(g) ?H2 Fe3O4(s) + CO(g) = 3FeO(s) + CO2(g) ?H3
则反应FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO2(g)的?H等于（ ）。 A．3?H1 ? ?H2 ? 2?H3 B．(3?H1 ? ?H2 ? 2?H3)/6 C．2?H1 ? 3?H2 + ?H3 D．(2?H1 ? 3?H2 + ?H3)/6
14．某溶液中若加入铝粉能放出H2，在该溶液中分别加入下列各组离子，可能大量共存的是（ ）。
A．Na+、Fe2+、NO3?、Cl? B．Ca2+、Na+、OH?、HCO3? C．NH4+、K+、CH3COO?、SO42? D．K+、Ba2+、AlO2?、NO3?
15．等物质的量的主族金属X、Y、Z分别与足量稀盐酸反应，所得氢气的体积依次为V1、 V2、V3（标准状况），已知V2 = 2V1，V3 = V1 + V2。则在Z的生成物中，金属元素的化合价 为（ ）。 A．+1 B．+2 C．+3 D．不能确定
2+2+2- 三、（10分）某厂以工业粗盐（含Ca、Mg、SO4等杂质）为主要原料采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥NH4Cl，其工艺流程如下图所示：
NaHCO3 盐酸 NH3 CO2 纯碱 过滤I 加热 粗盐晶 体过滤II 饱 和 除杂 溶液 悬浊液 溶解 反应a 反应b 食盐水 NH4Cl 系列操作 溶液 母液 请回答下列问题： （1）“除杂”步骤中需加入两种试剂，按加入顺序写出其名称 。 （2）写出“反应a”的离子方程式 ；写出“反应b”的化学方程式 。
+
（3）“过滤II”所得“溶液”中除NH4和Cl?外，还存在的阳离子有 ，阴离子有 ；对该溶液进行的“系列操作”包括 。 （4）上述工艺流程中可循环利用的物质有 。 （5）工业纯碱的等级标准如下表所示：
等级 Na2CO3含量 /%
优等品 ≥ 99.2
一等品 ≥ 98.8
合格品 ≥ 98.0
称取某纯碱样品10.00 g，加入适量水溶解，再加入过量CaCl2溶液，充分反应后过滤、洗涤沉淀、干燥，称得沉淀质量为9.33 g。请通过计算判断该纯碱样品的等级。 四、（10分）某研究小组为从一含锌废渣（质量百分组成为：40.5% ZnO、19.8% CuO、5.7% FeO、7.3% Fe2O3、3.5% MnO，其余为SiO2等灰分）中回收锌和铜，设计出以工业废酸（含15%的H2SO4）为酸浸液的方案，其工艺流程如下图所示（部分条件略）：
工业废酸 H2O2溶液 碳酸氢铵 试剂b 试剂a 铜粉 溶 液 过滤 含锌 过滤 废渣 酸浸 滤液 置换 除杂 过滤 碱 式 调pH 滤液 沉锌 碳酸锌
已知部分离子以氢氧化物形式开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示：
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离子
开始沉淀时的pH（离子初始浓度1.0 mol/L） 完全沉淀时的pH（离子残余浓度1.0×10?5 mol/L） 请回答下列问题：
（1）在1.0 mol/L ZnSO4溶液中，锌各形态浓度（以Zn2+计）的对数（lg[c/(mol/L)]）随溶液pH变化的关系如下图所示：
Fe2+ 6.5 9.7
Fe3+ 1.5 3.2
Cu2+ 4.2 6.7
Mn2+ 7.8 10.4
0-1lg[c/(mol/L)]-2-3-4-5Zn2+Zn(OH)2Zn(OH)42-468pH101214
请根据图中数据计算Zn(OH)2的溶度积Ksp。
（2）写出流程图中试剂a和b的化学式 。
（3）若酸浸后溶液中c(Zn2+) = 1.0 mol/L，则“调pH”时，应将溶液的pH控制在5.0~5.5，为什么？ （4）“沉锌”步骤中，要控制溶液的pH不能超过7。写出该步骤中所发生反应的离子方程式；其后“过滤”所得溶液中的主要溶质是什么？写出其化学式。
（5）将碱式碳酸锌加热分解可制备具有良好催化性能的活性氧化锌，可用于催化尿素与甲醇合成碳酸二甲酯（DMC）的反应。
① 分解温度对氧化锌催化活性影响的结果见下表：
400 600 800 分解温度 /°C
DMC产率 /%
1.74
8.09
3.80
请分析说明分解温度为800 °C时所制氧化锌催化活性下降的原因。
② 在一定条件下，实验测试不同反应时间对合成DMC的影响见下表：
反应时间 /h DMC产率 /%
6 6.02
8 10.89
10 9.85
12 6.53
请分析说明反应时间对合成DMC的影响规律及其原因。
五、（15分）乙酸乙酯是一种重要的化工原料，是良好的有机溶剂，也是有机合成原料，可用于染料、药物、香料的制备。请回答下列问题：
（1）目前，实验室和工业上常用乙酸与乙醇在浓硫酸存在条件下反应制备乙酸乙酯：
① 欲提高乙酸的转化率，可采取的措施有 （要求写出两条）。 ② 该反应中，浓硫酸的主要作用是 ；使用硫酸可能带来的问题有 2013年广东省高中学生化学竞赛试题 2013年5月5日 共10页 10-9
（要求写出两条）。 （2）离子液体指熔点较低的离子化合物，具有低挥发性、高沸点等特点，作为一种环境友好的溶剂和催化体系而备受瞩目。有研究者报道了利用离子液体咪唑磷酸二氢盐作为合成乙酸乙酯的催化剂。
① 反应条件对酯化过程影响的实验结果见下表（表中，n指物质的量，单位为mol）： 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
n (乙酸) : n (乙醇) : n (离子液体)
1.2 : 1 : 0.15 1.2 : 1 : 0.15 1.2 : 1 : 0.15 1.2 : 1 : 0.15 1.2 : 1 : 0.15 1.0 : 1 : 0.15 1.1 : 1 : 0.15 1.3 : 1 : 0.15 1.4 : 1 : 0.15 1.2 : 1 : 0.05 1.2 : 1 : 0.10 1.2 : 1 : 0.20 1.2 : 1 : 0.25
反应时间t /h
3 3.5 4 4.5 5 4 4 4 4 4 4 4 4
乙醇转化率 /%
80.04 87.23 90.18 90.45 90.64 81.85 86.41 90.52 89.28 76.50 83.26 90.48 90.92
分析上表数据，利用该离子液体催化合成乙酸乙酯的适宜条件是什么？说明理由。 ② 由于本实验所用的离子液体与酯化产物互溶，故考虑采用溶剂萃取的方法分离出离子液体。溶剂与原料、酯化产物及离子液体的溶解性实验结果见下表（【注】：“混合溶液”由乙醇、乙酸、乙酸乙酯、水和离子液体按一定比例组成）：
反应体系中 溶剂
的物质 四氯化碳 三氯甲烷 环己酮 乙醇 互溶 互溶 互溶 乙酸 互溶 互溶 互溶 水 互溶 互溶 分层，水在下层 乙酸乙酯 互溶 分层，乙酸乙酯在上层 互溶 离子液体 互溶 分层，且呈分散状态存在于 离子液体在环己酮中呈固体状， 三氯甲烷中 且聚集在反应器底部
【注】
混合溶液 互溶 分层 分层
分析上表，应选取哪种化合物作为离子液体的萃取溶剂？你选择的理由是什么？ ③ 已知部分有机物的沸点见下表：
有机物 沸点 /°C
乙醇 乙酸 78.5
117
乙酸乙酯 77.1
四氯化碳 76.8
三氯甲烷 61.7
环己酮 155.7
请具体说明如何从反应混合物中分离出乙酸乙酯产物和离子液体？
六、（10分）994 K，当H2缓慢通过过量的块状固体CoO时，部分CoO被还原为固体Co。在
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流出的平衡气体中H2的物质的量分数为2.50%；在同一温度，若用CO还原固体CoO时平衡气体中CO的物质的量分数为1.92%。如果994 K时物质的量比为1:2的一氧化碳和水蒸气的混合物在一定条件下反应，问：
（1）一氧化碳的平衡转化率大约是多少？
（2）欲获得较纯的H2，请简要说明在生产工艺上应采取的措施。
（3）994 K，当H2缓慢通过过量的纳米CoO固体粉末时，部分CoO被还原为固体Co。在相同的反应时间内，与块状固体CoO相比，采用纳米固体CoO时流出的平衡气体中H2的物质的量分数将怎样变化？为什么？ 七、（15分）某科研小组对水溶液中的烃基化反应进行了研究，反应式和产物的分布情况如下所示（反应均在一定条件下进行）：
OHCOOHCOOHO+Me1MeLiOH·H2OH2OMe46%COOHMeMeMeOH+MeMe36%COOHOHClOHRRClLiOH·H2OH2OCOOHRCOOHOR+ROHR+RRCOOHR = H (100%)R = CH3 (36%)R = C2H5 (30%)R = CH(CH3)2 (72%)R = C2H5 (25%)R = CH(CH3)2 (9%)O2: R = H3: R = CH34: R = C2H55: R = CH(CH3)2COOHR = CH3 (64%)R = C2H5 (45%)R = CH(CH3)2 (16%)
请回答下列问题：
。 1. 3,5-二甲基苯酚在反应体系中的存在形式是 （用结构简式表示）
2. 反应结束后，为了分离到预期产物，需往反应体系中加入的试剂为 （填代号）。 A．HCl B．NaOH C．H2O D．NaCl
COOH3.如果把反应原料Cl在NaOH水溶液中加热，写出所发生反应的反应方
程式 ，其反应类型是 。
4. 从反应产物的分布数据可以得出的结论有 。
3. 反应物4和5的邻位烃基化产物中，两个六元环的不同之处是 。
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2013年广东省高中学生化学竞赛试题（正式题）
