文档介绍：中国化学会第20届全国高中学生化学竞赛(决赛)理论试题2007年1月17日●本竞赛试题共8题,总分120分,竞赛时间4小时。迟到超过30分钟者不得进入考场,考试开始后1小时内不得离开考场。解答完毕,将试卷和答卷及草稿纸折好,背面朝上放于桌面,撤离考场。●试卷和答卷已分别装订成册,不得拆散,所有解答必须写在答卷的指定位置,写于其他位置无效.●选手营号写在答卷每页左边指定位置,不得写所属地区,学校名称和姓名,否则按废卷论。●使用黑色墨水钢笔或圆珠笔答题,不得使用铅笔(包括作图)。。●允许使用非编程计算器及直尺,橡皮、涂改液等文具,不得将文具盒以及手机、小灵通、BP机等通讯工具带入考场,一经发现将严肃处理。原予量:(14分)钛及其合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等优良性能,被广泛用于航天、航空、航海、石油、化工、医药等部门。我国四川省有大型钒钛磁铁矿。从由钒钛磁铁矿经“选矿”得到的钛铁矿提取金属钛(海绵钛)的主要工艺过程如下:l-1钛铁矿的主要成分为FeTiO3。控制电炉熔炼温度(<1500K),用碳还原出铁,而钛则进入炉渣浮于熔融铁之上,使钛与铁分离,钛被富集。已知:通过计算判断在电炉熔炼中主要发生以上哪个反应?(3分)1-2写出在1073—1273K下氯化反应的化学方程式。(1分)1-3氯化得到的TiCl4中含有的VOCl3必须用高效精馏的方法除去,为什么?实际生产中常在409K下用Cu还原VOCl3,反应物的摩尔比为1:l,生成氯化亚铜和难溶于TiCl4的还原物,写出还原反应方程式。(2分)1-4精制后的TiCl4用金属镁还原可得海绵钛,写出化学反应方程式。(1分)1-5菱镁矿(主要成分为MgCO3)煅烧分解后与焦炭混合在氯化器中加热到1373K,通入氯气生成MgCl2。在1023K电解熔融MgCl2得到金属镁。(1)写出用菱镁矿煅烧及氯化制取MgCl2的化学反应方程式。(2分)(2)写出电解熔融MgCl2的电极反应式和电解反应式。(2分)(3)已知1023KMgCl2(l)的标准摩尔生成焓ΔfHm?为–,MgCl2(l)、Mg(l)、Cl2(g)的标准摩尔熵Sm?、、。计算MgCl2的理论分解电压。(3分)第2题(14分)自然界中许多金属和非金属形成的矿物微粒的粒度介于纳米-微米之间,并呈现出不同的晶体形貌和特殊的物理化学性能,我国已发现多个储量丰富的大型天然纳米非金属矿床。2-1膨润土是一种天然纳米矿物材料,主要成分为蒙脱石。蒙脱石是层状结构的硅酸盐矿物,在一定地质条件下可形成厚度为纳米尺寸的层状晶体。不考虑层间水和阳离子置换时,化学式为A12Si4O10(OH)2。将下面蒙脱石晶体结构图中与中心Al原子配位的O原子和OH原子团用短线连接起来(Al的配位多面体共边),指出配位多面体的空间构型。(4分)2-2非金属纳米矿物开采出来后,需经选矿、化学提纯才能应用。(1)当矿物中含有CuS、ZnS杂质时,将适量浓硫酸拌入矿粉,加热,充分搅拌,待反应完全后用水稀释、过滤、清洗,可将这些杂质分离除去。从环保和经济的角度,应尽量减少硫酸的用量,写出化学反应方程式。加水稀释的目的是什么?()(2