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第一题（１２分）化学家们自19世纪以后陆续发现，有一些化学反应中的某些组分或中间产物的浓度能够随时间发生有序的周期性变化，即所谓的化学振荡现象。苏联化学家Belousov B P和Zhabotinsky A M最早发现了均相条件下的化学振荡现象，后人称他们发现的化学振荡为B－Z振荡。下面是一种B－Z振荡：
在含有硫酸铈（III）催化剂和Br－的溶液中，用BrO3－氧化丙二酸，可以看到溶液由无色变黄，一会儿又变为无色，如此振荡。反应机理为：
第一阶段：当溶液中Br－浓度较高时，Br－与BrO3－在酸性条件下生成Br2，后者立即与丙二酸发生一取代反应。
第二阶段：当Br－浓度较小时，反应切换到此阶段，即BrO3－氧化Ce3＋到Ce4＋，本身被还原为HOBr。
第三阶段：Br－再生，并把丙二酸彻底氧化。
分别写出三个阶段的总反应式：
第一阶段：BrO3－+2Br－+3H＋+3CH2(COOH)2===3BrCH(COOH)2+3H2O（３分）
第二阶段：BrO3－+4Ce3＋+5H＋===HOBr+4Ce4＋+2H2O（３分）
第三阶段：HOBr+4Ce4＋+BrCH(COOH)2===2Br－+4Ce3＋+3CO2(g)+6H＋（3分）
反应究竟在哪个阶段，是由Br－的浓度（2分，不点出浓度扣1分）决定的。
使溶液呈现黄色的物质是：Ce4＋（1分）
第二题 （9分）某无色溶液其中可能存在Na＋、Ba2＋、AlO2－、S2－、SO32－、SO42－。取该溶液进行有关实验，实验结果如下图所示：(暂缺)
请回答：
1、沉淀甲的化学式为S（2分）。
2、由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式为Al3＋+3HCO3－==Al(OH)3(s)+3CO2(g)(2分)。
3、沉淀丙中一定含有BaCO3(1分)可能含有BaSO4(1分)。
4、综合上述信息，该溶液中肯定存在的离子有： Na＋、AlO2－、S2－、SO32－ (Na＋２分，其它离子一个1分，因溶液中不可能只有阴离子，漏写扣对应分数，但多写一个给０分)。(3分)
第三题、（9分）1964年Eaton和Cole报道了一种称为立方烷的化合物，它的分子式为C8H8，核磁共振谱表明其中的碳原子和氢原子的化学环境均无差别。若用四个重氢（氘）原子取代氢原子而保持碳架不变，则得到的四氘立方烷C8H4D4有异构体。
1)用简图画C8H4D4的所有立体异构体，并用编号法表明是如何得出这些异构体的。给出异构体的总数。（每个１分）
C8H4D4有7个异构体。(暂缺)
２)用五个氘原子取代立方烷分子里的氢原子得到五氘立方烷C8H3D5，其异构体有多少个？（２分）
C8H3D5有3个异构体，（其中有2对映异构体）。
第四题（15分）
聚合硫酸铁（PFS）是一种新型高效的无机高分子絮沉剂，广泛用于水的处理，通常用铁的氧化物来制备它。其制备过程如下：(暂缺)
试回答下列问题：
4-1、 Ⅱ取样分析的溶液中Fe2+、Fe3+的含量，其目的是确定下一步所加还原剂和氧化剂的所需量。（2分）
Ⅲ中所加的还原剂是 Fe 。（1分）
4-2、 Ⅳ中氧化剂通常可用NaClO3，其反应方程式
为6FeSO4 + NaClO3 + 3H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + NaCl + 3H2O（2分）
或用稀硝酸，其反应方程式为6FeSO4 + 2HNO3+ 3H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O（2分）(正确的离子方程式也可以)
4-3、 Ⅴ所得的产品中Fe3+和SO42- 的物质的量之比不是２：３，为测定Fe3+和SO42-的物质的量之比，所需要加入的试剂是 NaOH 和 BaCl2。（2分）
需要测定Fe2O3（2分）和BaSO4（2分）的质量（填化学式），测定过程中基本操作（按顺序，填字母）是 B、E、D 。（2分）
A、萃取、分液 B、过滤、洗涤 C、蒸发、结晶D、冷却、称量 E、烘干或灼烧
第五题（9分）2004年是俄国化学家马科尼可夫（V. V. Markovnikov，1838－1904）逝世100周年。马科尼可夫因提出C=C双键的加成规则（Markovnikov Rule）而著称于世。本题就涉及该规则。给出下列有机反应序列中的A、B、C、D、E、F和G的结构简式，并给出D和G的系统命名。（共9分）
答案： （每式1分，每个命名1分，共9分）。(暂缺)
D 2-溴-2-甲基丙酸 G 2,2-二甲基丙二酸二乙酯
第六题（１４分）（10分）将nmol木炭粉和1mol氧化亚铁在反应器中混合，隔绝空气加强热。
⑴可能发生的化学反应有
① Fe+C=Fe+CO↑ ② 2FeO+C=2Fe+CO2↑ ③FeO+CO=Fe+CO2↑
和 ④ C+CO2 = 2CO （１分）
⑵若n<1/4，反应后，反应器中的固体物质是FeO和Fe（１分） ，气体产物是CO ２分）
⑶若n<4，充分反应后，反应器中的固体物质是C和Fe（２分），气体产物是CO（２分）。
⑷若反应的气体产物是混合物，n的取值范围是。
1/2<n<1 （３分）
⑸若反应的气体产物是混合物，且混合物中CO和CO2的物质的量相等，则n的值为2/3 （３分）。
第七题（１０分）（９分）现有等物质的量的NaHCO3和KHCO3的混合物ag与100mL盐酸反应。题中涉及的气体体积以标准状况计，填空时可以用带字母的分式表示。
（1）该混合物中NaHCO3和KHCO3的质量比为 84∶100（１分） 。
（2）如碳酸氢盐与盐酸恰好完全反应，则盐酸的浓度为 5a/46(2分) mol·L-1
（3）如盐酸过量，生成CO2体积为 22.4a/92或5.6a/23(2分) L。
（4）如果反应后碳酸氢盐有剩余，盐酸不足量，要计算生成CO2的体积，还需知道盐酸的物质的量浓度（2分）
（5）若NaHCO3和KHCO3不是以等物质的量混合，则ag固体混合物与足量的盐酸完全反应时生成CO2的体积（V）范围是 22.4a/100 < V < 22.4a/84(３分)
第八题（１０分）1mol丁烷（气）与不足量的氧气共贮于一固定容器中，压强为p，点火燃烧后，回到室温，得到水若干（其体积可不计）和CO2和CO两种气体，总压强降为0.557p，试求：
（1）生成的水的质量；（２分）
（2）反应前氧气的物质的量；（3分）
（3）反应后气体中CO2和CO的物质的量；（ 5分）
（1）根据C4H10→5H2O，可知1mol C4H10生成5mol水，即90g。
（2）反应后和反应前的压强之比即为气体的物质的量之比，设反应消耗氧气的物质的量为y，则 P前/P后 = 4/(1+y) = 0.557，y=6.18mol。
（3）燃耗后气体物质的量减少：1+6.18-4=3.18mol，设生成CO2的丁烷为amol，生成CO的丁烷为(1-a)mol，则有：
C4H10+6.5O2→4CO2+5H2O Δn
1 6.5 4 3.5
a 3.5a
C4H10+4.5O2→4CO+5H2O Δn
1 4.5 4 1.5
1-a 1.5(1-a)
由题意：3.5a +1.5(1-a)=3.18 解得：a=0.84mol
即丁烷有84%转化为CO2，16%转化为CO，它们的物质的量分别为：n(CO2)=4×84%=3.36mol，n(CO)=4×16%=0.64mol。
(评卷时考虑有效数字)
第九题（12分）现有AlCl3和FeCl3混合溶液,其中Al3+和Fe3+的物质的量之和为0.1摩,在此溶液中加入90毫升4摩/升的NaOH溶液,使其充分反应.设Al3+物质的量与总物质的量的比值为x.
(1)根据反应的化学方程式计算x=0.4时,溶液中产生的沉淀是什么?物质的量有多少? （３分）
按反应 Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓
0.1-0.4×0.1 3×0.06
=0.06摩 =0.18摩 0.06摩
Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O
0.4×0.1 4×0.04
n(OH-)过量(可计算)
∴有0.06摩Fe(OH)3沉淀
(2)计算沉淀中只有Fe(OH)3的x取值范围. （４分）
请在下图中画出沉淀总量(摩)随x(0→1)变化的曲线。(暂缺)
x的最大取值为 0.1(1-x)×3+0.4x=0.09×4,x=0.6
∴在0≤x≤0.6时,沉淀只有Fe(OH)3
x=0时,Fe(OH)3沉淀量为0.1摩,
x=0.4时,Fe(OH)3沉淀量为0.06摩,
x=0.6时,Fe(OH)3沉淀量为0.04摩,
在0.6≤x≤1内,总沉淀量:
n总=0.1(1-x)+0.1x=0.04摩
(3)若Al3+和Fe3+物质的量之和为A摩(A为合理数值),其他条件不变时,求沉淀中同时有Fe(OH)3、Al(OH)3的x取值范围和各沉淀的物质的量(用含有A、x的式子表示). （5分）
( 0.36/A -3) < X <= 1
Fe(OH)3 A(1-X)
Al(OH)3 A(3+X) -0.6 |
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发表于 2011-11-13 20:25:54
发表于 2011-12-19 22:51:36
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