2005年“综科奥化杯”高二联合化学竞赛（四）
（时间：2小时 满分：100分） Li ** Be ** 题号 满分 H ** 1 4 2 6 3 8 4 8 5 13 6 8 7 6 8 8 9 10 10 8 11 7 12 16 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（4分）
如右图所示实验中，把四根洁净的金属条A、B、C、D轮流放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧。在每次轮流实验时，记录了电压表指针的移动方向和电压表的读数（如下表）。
金属 电子流动方向 电压 A A→Cu ＋0.78 B Cu→B －2.15 C C→Cu ＋1.35 D ＋0.30 1．金属D与Cu之间电子流动方向为 ；
2． 金属可能是最强的还原剂； 3． 金属不能从硫酸铜溶液中置换铜。
第二题（6分）
科学家预言，燃料电池将成为20世纪获得电力的重要途径。因为燃料电池有很多的优点。它的能量转化率比火力发电高一倍多，环境污染少，节能。按燃料电池化学成分的不同，有氢、一氧化碳、联氨、醇和烃等类型；按电解液的性质不同，可分为碱性、酸性、熔盐和固体电解质、高聚物电解质、离子交换膜等类型。
1．以渗透于多孔基质惰性导电物材料为电极，用35%～50%KOH为电解液，天然气和空气为原料，构成的电池为碱性燃料电池。请写出：
负极反应： ；正极反应： ； 电池总反应式： 。
2．用两种或多种碳酸盐的低熔点混合物为电解质，例如Li2CO3 52%、Na2CO3 48%，采用吸渗锦粉作阴极，多孔性氧化镁作阳极，以含一氧化碳为主要成分的阳极燃料气，混有CO2的空气为阴极燃气，在650℃电池中发生电极反应，这种电池在国外已经问世。请写出有关的反应式。
负极反应： ；正极反应： ；
电池总反应式： 。
第三题（6分）
配平Cl2＋AgF＋H2O－AgClO3＋AgCl＋HF＋O2时有无穷多组系数，如5，10，5－1，9，10，1或7，14，7－1，13，14，2；……。
1．若H2O前面的系数为11，写出配平后的系数；
2．若a，b，c……为任意自然数，试用字母配平方程式，并能反映出所有情况： 第四题（8分）
－
水中的NO2是含氮有机物分解的产物，其浓度的大小是水源污染的标志之一。检测水中的－
NO2可用比色法，其步骤是：
①配制标准溶液：称取0.30g NaNO2，溶于水后在容量瓶中稀释至1L得溶液A，移取5mL溶液A，稀释至1L，得溶液B。
②配制标准色阶：取6只规格为10mL的比色管（即质地、大小、厚薄相同且具塞的平底试管），分别加入体积不等的溶液B（见下表），并稀释至10mL，再加入少许（约0.3g）氨基苯磺酸（H2N－－SO3H）粉末，反应后溶液由无色变为由浅到深的樱桃红色。 色阶序号 1 2 3 4 5 6 加入溶液B的体积（ml） ** ** ** ** ** ** ③检测：取10mL水样倒入比色管中，加少许氨基苯磺酸，显色后与标准色阶对比。
请填写以下空白：
1．比色法的基本依据是 2．用NaNO2直接配制溶液B的缺点是 3．若水样显色后与色阶中的5号颜色相同，则表明水样中含NO2 mg/L。 4．如果水样显色后比6号还深，应采取的措施是
第五题（13分）
黄铜是一种铜锌合金，除含铜和锌外，还含有少量铅、铁等杂质。为了测定黄铜中铜的百分含量，实验共分为五步完成：①用2︰1的浓硝酸在加热条件下溶解黄铜屑，使Cu、Zn、Pb、Fe
＋＋＋＋
转化成Cu2、Zn2、Pb2、Fe3进人溶液；②用2︰1的氨水中和溶液中过量的硝酸（用弱酸调pH值确保各种金属阳离子不沉淀），并无损移入250mL锥形瓶中；③称取黄铜屑0.1g放入小烧
＋－
杯中；④加入NH4HF2溶液，使Fe3变成不参与反应的[FeF6]3离子，然后再加入过量KI溶液；⑤用浓度为0.06mol/L的Na2S2O3溶液滴定至溶液呈浅黄色时，加入0.2%的淀粉溶液作指示剂继续滴定至终点。重复滴定3次，平均耗用Na2S2O3溶液为15.80mL。
1．用编号填出实验步骤的正确操作顺序为 。
2．根据已知事实写出测定含铜量过程中加入KI溶液后发生反应的离子方程式：
3．根据已知数据写出计算含铜量的数学式 。 4．本实验用到的化学仪器（滴管、玻棒、酒精灯除外）有 。 5．如果不加NH4HF2会使测定结果 （填偏高、偏低、无影响），原因是 。
6．溶液中Pb2、Zn2不影响实验结果的原因是 。 第六题（8分）
用作人体心脏起搏器的电池规格与通常的电池有很大的不同。例如要求是一次电池，输出功率只需几个毫瓦，但必须连续工作若干年，其间不需要维护保养，并且要有绝对的可靠性，工作
＋＋
温度要与人体正常体温（37.4℃）相适应。化学家设想由Zn2/Zn和H/O2，Pt两电极体系构成一“生物电池”，人体体液含有一定浓度的溶解氧。若该“生物电池”在低功率下工作，人体就
＋
＋
－
易于适应Zn2的增加和H的迁出。请回答下列问题：
1．写出该电池的电极反应和电池反应：
－
2．如果上述电池在0.80V和4.0×105W的功率下工作，该“生物电池”的锌电极的质量为5.0g，试问该电池理论上可以连续工作多长时间才需要更换？（已知锌的相对原子质量为65.39）
第七题（6分）
有一批做过银镜反应实验的试管要洗涤，可用铁盐溶液来做洗涤剂。实验室中可选用的铁盐
＋
溶液有FeCl3、Fe2(SO4)3和Fe(NO3)3（三种溶液中［Fe3］相等）。甲同学认为三种溶液中FeCl3洗银效果最好，乙同学则认为 Fe(NO3)3效果最好，两人都提出了各自合理的判断依据（结果如何当然还要看哪一个理由在实际过程中的效果）。
＋＋＋
能够查到的数据有：Fe和Ag的标准电极电势，Φ?Fe3/Fe2＝0.77V，Φ?Ag/Ag＝0.80V；Fe(OH)3
－39
的溶度积，Ksp＝2×10
1．甲的判断依据是：
2．乙的判断依据是：
第八题（8分）
用FeCl3溶液（32%～35%）腐蚀印刷线路板的废液中含FeCl3、FeCl2和CuCl2。 1．用电化学方法使废液再生。 阳极反应为： 阴极反应为：
总化学反应：
2．回收废液中铜的方法是（用反应式表示，并附以必要的文字说明）： 3．回收铜后的溶液，将如何利用？（若需要反应请写出方程式）
第九题（10分）
已知酸性溶液中某金属M的元素电势图（298.15K）如下：
已知：对i个相邻电对，有：Eo?n1E1?n2E2???niEi
n1?n2???ni附：E? (H/H2)＝0V；E?(Cl2/Cl)＝1.36V；E?(O2/H2O)＝1.23V。
1．计算下列电对的EA?：M2＋(aq)＋2e＝M(s) MO53－＋10H＋＋3e＝M4＋(aq)＋5H2O
2．把金属M加到已排除氧的密闭容器内的稀盐酸里，假定热力学可能进行的反应未被动力学因素阻止，会发生什么反应。写出总反应方程式。
3．氧化物MO2很容易溶于情性气氛的盐酸里，且当反应结束留下澄清溶液，假定热力学上可能进行的反应未被动力学因素阻止，试问该溶解过程的主要产物（除去水）是什么？写出总反应方程式。
第十题（8分）
＋
－
＋＋
已知5.000g样品内含Fe3O4、Fe2O3与惰性物质，此样品用过量的KI溶液处理后，能使所有
＋
的铁还原成Fe2。然后把溶液稀释到50.00mL，从50.00mL此溶液中取出10.00mL溶液，其中的碘要用5.50mL 1.000mol/L的Na2S2O3溶液滴定（即完全反应）。另取25.00mL上述溶液，先除去
2＋
碘，然后，溶液中的Fe可以被3.20mL l.000mol/L的KMnO4溶液在酸性介质中滴定。试求原来样品中含Fe3O4与Fe2O3的质量百分数。
第十一题（7分）
热重（TG）分析仪可在程序控温下，同时测量得到T曲线（温度曲线）和TG曲线（热重曲线）。当试样发生物理或化学变化时TG曲线记录了试样质量随温度的变化关系。
现有一合结晶水的CaC2O4·nH2O试样10.2mg，在静态空气气氛中测得T－TG曲线如右图所示：
由TG曲线的三个台阶表明该试样在加热过程中发生了三步化学反应（Ⅰ、Ⅱ、
Ⅲ），三个台阶对应的试样失重量分别为
试样在静态空气气氛中的T－TG曲线 1.27mg、1.93mg和3.07mg。
1．根据第1步反应的失重量计算试样CaC2O4·nH2O中的n值（精确到整数），并写出反应方程式。
2．由失重数据计算推测第Ⅱ、Ⅲ步释放的气体产物的分子式并写出相应的反应方程式。
第十二题（16分）
乙酰水杨酸（AsPirin）是一种常用的解热镇痛、抗风湿类药物，广泛应用于临床治疗和预防心脑血管疾病，近年来还不断发现它的新用途。乙酰水杨酸是一种有机弱酸，pKa＝3.5，其结构
COOH式为：
OCOCH3，易溶于乙醇而微溶于水。
1．乙酰水杨酸可由水杨酸和乙酸酐反应得到，写出化学方程式；
2．估算0.1mol/L乙酰水杨酸溶液与0.1mol/L乙酰水杨酸钠盐溶液的pH； 3．乙酰水杨酸的含量可用NaOH标准溶液直接滴定。准确称取乙酰水杨酸0.25g，置于250mL锥形瓶中，加入25mL 【 】溶液，摇动使其溶解，再向其中加入适量酚酞指示剂，用cNaOHmol/L的标准NaOH溶液滴定至【 】为终点，记录所消耗NaOH溶液的体积VNaOHmL。
（1）填写上面2个空格
（2）列出计算乙酰水杨酸的质量分数（％）的表达式。
4．如果再提供标准的盐酸溶液，请设计另一个实验，测定乙酰水杨酸的质量分数（%）。 （1）简要写出实验步骤（参考第3题的实验步骤） （2）写出全部反应方程式；
（3）列出计算乙酰水杨酸的质量分数（％）的表达式。
名校化学竞赛试题-综科奥化杯4
