化学奥林匹克竞赛试题3

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1、二、（本题共2小题，共16分）16．（6分）实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸，反应式如下：已知：①苯甲酸在水中的溶解度为：0.18g（4℃）、0.34g（25℃）、0.95g（60℃）、6.8g（95℃）。②乙醚沸点34.6℃，密度0.7138，易燃烧，当空气中含量为1.83~48.0％时易发生爆炸。实验步骤如下：①向图l所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水，搅拌溶解。稍冷，加入10mL苯甲醛。开启搅拌器，调整转速，使搅拌平稳进行。加热回流约40min。②停止加热，从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20mL，摇动均匀，冷却至室温。反应物冷却至室温后，用乙醚

2、萃取三次，每次10mL。水层保留待用。合并三次萃取液，依次用5mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤，10mL10％碳酸钠溶液洗涤，10mL水洗涤。③分出醚层，倒入干燥的锥形瓶，加无水硫酸镁，注意锥形瓶上要加塞。将锥形瓶中溶液转入图2所示蒸馏装置，先缓缓加热，蒸出乙醚；再升高温度，140℃时改用空气冷凝管，收集198℃~204℃的馏分得产品A。将萃取后的水溶液慢慢地加入到盛有30mL浓盐酸和30mL水的混合物中，同时用玻璃棒搅拌，析出白色固体。冷却，抽滤，得到粗产品，然后提纯得产品B。根据以上步骤回答下列问题：⑴步骤②萃取时用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外，还需,饱和亚硫酸氢钠溶液洗

3、涤是为了除去，而用碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸。⑵步骤③中无水硫酸镁是剂。⑶产品A为，蒸馏除乙醚的过程中采用的加热方式为。提纯产品B所用到的实验操作为。17．（10分）已知当溶液的pH在10左右时，铝元素主要以Al(OH)3的形式存在。如果饮用水中含有一定浓度的NO3一将对入类健康产生危害，NO3一能氧化人体血红蛋白中的Fe(II)，使其失去携氧功能；NO3一还能被水中还原性物质还原成强致癌的NO2一。为此世界卫生组织规定饮用水中NO3一中N含量必须小于10mg/L。为了降低饮用水中NO3一的浓度，某研究入员提出以下几种方案：甲．微碱性条件下用Fe(II)

4、还原NO3一，还原产物为NH3。乙．pH＝10.25时，用铝粉还原NO3一，NO3一中的N98％被还原成N2（a），2％被还原成NH3（b）。丙．用氢气催化还原NO3一，还原产物主要为N2（c），还有少量NH3（d）。⑴写出以上三个方案中相关反应的离子方程式。甲：。乙：（a）。（b）。丙：（c）。（d）。⑵乙方案中，若pH值过大或过小都会造成的利用率降低。⑶乙方案中常选用生石灰或熟石灰调节pH，理由是，且。⑷与甲方案相比，乙方案不产生难以滤除的Fe(OH)3，也不产生对环境有害的NH3，但仍存在的明显缺点是：。⑸与甲、乙方案相比，丙方案的优点是：。三、（本题共3小题，共2

5、3分）18．（6分）氯化钠不仅是维持入类生理功能的基本物质，也是典型的晶体结构之一。1913年英国科学家w·H·Bragg和w·L·Bragg父子利用X－射线衍射的方法测得了氯化钠的晶体结构，这是人们对物质结构的认识第一次从宏观到微观的重要里程碑，Bragg父子因此分享了1915年的诺贝尔物理学奖。氯化钠在晶体结构中起着结构模板的作用，由氯化钠可以构建许多重要的晶体结构，对于理解和学习晶体结构具有重要价值。请填空：氯化钠的晶胞类型是；氯离子的堆积方式是；如果在氯化钠晶体的四面体空隙中全部填入A原子，则形成化合物的化学式为；如果把钠离子去掉，将氯离子堆积形成的全部八面体空隙

6、中填入B原子，那么形成的化合物的化学式为；如果把钠离子去掉，将氯离子堆积形成的全部四面体空隙中填入C原子，那么形成的化合物的化学式为；由氯化钠构建形成的这些晶体结构的共同特点是都具有晶胞。19．（7分）近来，人工光合作用的开发接近实用阶段。其中有一种金属钌和锰的有机配合物是人工光合作用的催化剂。这使得钌的金属有机化合物的催化作用研究发展到了新的阶段。有关钌（44Ru）的化学，请填空：⑴钌原子的核外电子排布式为（光谱实验证明Ru最外层只有一个电子）。⑵它位于周期表中的区，第周期，第族。⑶和Fe、Co、Ni元素相比，单质钌的化学活泼性（填“强”或“弱”)。⑷钌最高价氧化物的化

7、学式是；它和浓盐酸反应的方程式是：。20．（10分）氟化钠是一种重要的氟盐，主要用于农作物杀菌、杀虫剂、木材的防腐剂。实验室可通过下图所示的流程以氟硅酸（H2SiF6）等物质为原料制取氟化钠，并得到副产品氯化铵。已知：20℃时氯化铵的溶解度为37.2g，氟化钠的溶解度为4g，Na2SiF6微溶于水。请回答下列问题：⑴上述流程中①②分别发生化学反应，写出相关反应的化学方程式：①。②。⑵上述流程中操作和（填编号）都是（填操作名称）。⑶操作II的具体过程是。⑷流程①中NH4HCO3必须过量，其原因是。四、（本题共1小题，共13分）2