2020年全国高中学生化学竞赛(初赛)试卷
题号 | 第一题 | 第二题 | 第三题 | 第四题 | 第五题 | 第六题 | 第七题 | 第八题 |
满分 | 10 | 13 | 19 | 10 | 10 | 12 | 15 | 11 |
得分 | ||||||||
第一题 次磷酸H3PO2是一种强还原剂，将它加入CuSO4水溶液，加热到40～50℃，析出一种红棕的难溶物A。经鉴定：反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X射线衍射证实A是一种六方晶体，结构类同于纤维锌矿(ZnS), 组成稳定；A的主要化学性质如下：(1)温度超过60℃，分解成金属铜和一种气体；(2)在中着火；(3)与盐酸应放出气体。
1)写出A的化学式。
2)写出A的生成反应方程式。
3)写出A与反应的化学方程式。
4)写出A与盐酸反应的化学方程式。
第二题 PCl5是一种白固体，加热到160℃不经过液态阶段就变成蒸气，测得180℃下的蒸气密度(折合成标准状况)为9.3g/L, 极性为零，P—Cl键长为204pm和211pm两种。继续加热到250℃时测得压力为计算值的两倍。PCl5在加压下于148℃液化，形成一种能导电的熔体，测得P—Cl的键长为198pm和206pm两种。(P、Cl相对原子质量为31.0、35.5)
(1) 180℃下PCl5蒸气中存在什么分子？为什么？写出分子式，画出立体结构。
(2) 在250℃下PCl5蒸气中存在什么分子？为什么？写出分子式，画出立体结构。
(3) PCl5熔体为什么能导电？用最简洁的方式作出解释。
(4) PBr5气态分子结构与PCl5相似，它的熔体也能导电，但经测定其中只存在一种P-Br键长。PBr5熔体为什么导电？用最简洁的形式作出解释。
第三题 用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应可以写成：
CuFeS2 + SiO2 + O2 → Cu + FeSiO3 + SO2
事实上冶炼反应是分步进行的。(1)黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁；(2)硫
化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁，并与二氧化硅反应生成矿渣；(3)硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜；(4)硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。
1)写出上述各个分步反应的化学方程式。
(1)
(2)
(3)
(4)
2)给出总反应方程式的系数。
3)据最新报道, 有一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。反应是在酸性溶液中发生的。试写出配平的化学方程式。
4)最近我国学者发现，以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和O2 (空气)反应, 生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到CuSO4·5H2O，成本降低了许多。实验结果如下：
沸腾炉温度/℃ | 560 | 580 | 600 | 620 | 640 | 660 | |
生 成 物 | 水溶性Cu/% | 90.12 | 91.24 | 93.50 | 92.38 | 89.96 | 84.23 |
酸溶性Cu/% | 92.00 | 93.60 | 97.08 | 97.82 | 98.16 | 98.19 | |
酸溶性Fe/% | 8.56 | 6.72 | 3.46 | 2.78 | 2.37 | 2.28 | |
回答如下问题：
(1) CuFeS2和O2主要反应的方程式为:
(2) 实际生产过程的沸腾炉温度为 600～620℃。控制反应温度的方法是：
(3) 温度高于600～620℃生成物中水溶性Cu (%)下降的原因是：
第四题 将固体MnC2O4·2H2O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：H 1.0, C 12.0, O 16.0, Mn 55.0 )。
纵坐标是固体的相对质量。
说出在下列五个温度区间各发生什么变化，并简述理由：
0～50℃
50～100℃
100～214℃
214～280℃
280～943℃
第五题 1964年Eaton合成了一种新奇的烷，叫立方烷，化学式为C8H8 (A)。20年后，在Eaton研究小组工作的博士后XIONG YUSHENG (译音熊余生)合成了这种烷的四硝基衍生物(B), 是一种烈性。最近，有人计划将B的硝基用19种氨基酸取代，得到立方烷的四酰胺基衍生物(C)，认为极有可能从中筛选出最好的抗癌、抗病毒，甚至抗爱滋病的药物来。
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