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(2013)中国化学会第27届中国化学奥林匹克(初赛)试题


第 2 7 届中国化学奥林匹克 (初赛 ) 试 题 ( 3 页 ) 共
第 1 题 (12 分)写出下列化学反应的方程式

1 - 1 加 热 时 ,三氧化二锰与一氧化碳反应产生四氧化三锰。 1 - 2 将 & 0 ^ 加 入 到 过 量 的 & ^ 0 4水 溶 液 中 。 1 - 3 在碱性溶液中,& 20 3 和反 #

6 ( 0 ^ 6反 应 。 1 - 4 在碱性条件下,& ( _ 42-和甲 醛 反 应 。 1-5 Fe(OH)2在 常 温 无氧条件下转化为 Fe3O4. | ?

1 - 6 将 NaN03粉末小心加到熔融的 NaNH2 中,生 成 \ 3?^3 ( 没有水生成)。
第 2 題 (23 分) 简要回答或计算

2 -1 8 丨 82— 子 中 铋 原 子 的 配 位数为 5 , 配体呈四角锥型分布,画出该离子的结构并指出所 20 离
原子的杂化轨道类型。

2 - 2 在液氨中,f(N a+ m a)= -1 .8 9 V , ^ 9(Mg2V M g ) = - I W , 但 可 以 发 生 \1 8 置 换 灿 的 反
应 :M g+2N aI=M gI2+ 2 N a 。指 出 原 因 ?

2 - 3 将 P b 加到氨基钠的液氨溶液中,先 生 成 白 色 沉 淀 Na4P b , 随 后 转 化 为 Na4Pb9 ( 绿色)而
溶 解 。在此溶液中插入两块铅电极,通直流电,i l . O m o l 电子通过电解槽时,在哪个电极

( 阴极或阳极)上沉 积 出 铅 ?写出沉积铅的量。 2 - 4 下图是某金属氧化物的晶体结构示意图。图中,小球代表金属原子,大球代表氧原子 ,
细线框出其晶胞。

2-4-1 写 出 金 属 原 子 的 配 位 数 ( ) 和 氧 原 子 的 配 位 数 ( )。 m 《 2-4-2 写 出 晶 胞 中 金 属 原 子 数 ( ) 和 氧 原 子 数 ( )。 p 9 2-4-3 写 出 该 金 属 氧 化 物 的 化 学 式 ( 属 用 如 表 示 ) 金 。 2 - 5 向含[也 - 0 < ^ 3)4(1120 )2]3+的溶液中加入氨水,析 出 含 { 0 ^ & ^ 1 1 3)4(011)2]3}6+的难溶盐。 { 0[0(1识 3)4( 0 印 2]3广 是 以 羟 基 为 桥 键 的 多 核 络 离 子 ,具有手性。画出其结构。 2 - 6 向反2& 20 7和 他 0 的混合物中加入浓硫酸制得化合物乂 (154.9 g m o r 1)。父为暗红色 液 体 ,沸 点 117°0 ,有 强 剌 激 性臭味,遇水 冒 白 烟 ,遇 硫 燃 烧 。父分子有两个相互垂直的镜
面 ,两镜面的交线为二重旋转轴。写出乂的化学式并画出其结构式。

2 - 7 实验得到一种含钯化合物 P d tC ^ N J(C lO 4)2, 该化合物中 C 和 H 的质量分数分别为 30.15% 和 5.06% 。 此 化 合 物 转 化 为 硫 氰 酸 盐 PdfC_J^NJ(SCN)2,则 C 和 H 的质量分数分别为 40.46% 将
和 5.94% 。通 过 计 算 确 定 Pd%HyNJ(C104)2 的组成。

2 - 8 甲 烧 在 汽 车 发 动 机 中 平 稳 、完 全 燃 烧 是 保 证 汽 车 安 全 和 高 能 效 的 关 键 。甲 烷 与 空 气按 一

定 比 例 混 合 ,氧 气 的 利 用 率 为 8 5 % ,计 算 汽 车 尾 气 中 0 2、C O 2, 1120 和 ^ 的 体 积 比 ( 空气 中 O 2 和 N 2 体 积 比 按 21: 7 9 计 ;设 尾 气 中 C O 2 的 体 积 为 1 )。 第 3 题 (1 1 分 ) 白 色 固 体 八 ,熔 点 1 8 2 ° 0 , 摩 尔 质 量 7 6 .1 2 6 阳0 「 1,可 代 替 氰 化 物 用 于 提 炼 金 的 新 工 艺 。八 的 合 成 方 法 有 :( 142°: 加 热 硫 氰 酸 铵 ;( ) 0 8 2 与 氨 反 应 ;( ) C a C N 2 1) 下 2 3 和 ( _ ) 28 水 溶 液 反 应 (放 出 氨 气 ) 。 温 下 , 八 在 水 溶 液 中 可 发 生 异 构 化 反 应 , 部 分 转 化 成 8 。 常 酸 性 溶 液 中 , 在 氧 化 剂 ( Fe3+、士 0 2和 O2) 存 在 下 能 溶 解 金 ,形 成 取 sp 杂 化 的 Au ? 八 如 合物。
3- 1 画 出 八 的 结 构 式 。 3- 2 分 别 写 出 合 成 八 的 方 法 ( ) 、 ( 3 ) 中 化 学 反 应 的 方 程 式 。 2 3- 3 画 出 B 的 结 构 式 。 3- 4 写 出 八 在 硫 酸 铁 存 在 下 溶 解 金 的 离 子 方 程 式 。 3-5 A 和 八 <1) 形 成 的 配 合 物 中 配 位 原 子 是 什 么 ?



3- 6 在 提 炼 金 时 ,八 可 被 氧 化 成 0 : 2 A — C + 2e_; 0 能 提 高 金 的 溶 解 速 率 。画 出 (:的结构

式 。写 出 C 和 A U 反 应 的 方 程 式 。 第 4 题 ( 7 分) 人 体 中 三 分 之 二 的 阴 离 子 是 氯 离 子 ,主 要 存 在 于 胃 液 和 尿 液 中 。可 用 汞 量 法 测 定 体 液 中 的 氯 离 子 : 以 硝 酸 汞 ( I ) 为 标 准 溶 液 ,二 苯 卡 巴 腙 为 指 示 剂 。滴 定 中 1^ 2+与 I 〇厂生成电离度很小的 HgCl2, 过 量 的 1 ^ 2+与 二 苯 卡 巴 腙 生 成 紫 色 螯 合 物 。
4- 1 简 述 配 制 硝 酸 汞 溶 液 时 必 须 用 硝 酸 酸 化 的 理 由 ^ 4- 2 称 取 1.713苢 掩 仍 0 3)2*讯 2 , 配 制 成 50 0 就 溶 液 作 为 滴 定 剂 。取 20.00 爪[ 0 .0 1 0 0 瓜0丨 0 171 \3<3标 准 溶 液 注 入 锥 形 瓶 ,用 1 0 ^ 5 % ^ 0 3酸 化 ,加 入 5 滴 二 苯 卡 巴 腙 指 示 剂 ,用 上 述 硝 酸

汞 溶 液 滴 定 至 紫 色 ,消 耗 1 0 .2 0 1 ^ 。推 断 该 硝 酸 汞 水 合 物 样 品 的 化 学 式 。
4- 3 取 0.500 &

血 清 放 入 小 锥 形 瓶 , 加 20^ 去 离 子 水 、 滴 5 % 的 硝 酸 和 3 滴 二 苯 卡 巴 腙 指 示 剂 , 4

用 上 述 硝 酸 汞 溶 液 滴 定 至 终 点 ,消 耗 1 . 5 3 & 。为 使 测 量 结 果 准 确 , 以 十 倍 于 血 清 样 品 体 积 的 水 为 试 样 进 行 空 白 实 验 ,消 耗 硝 酸 汞 溶 液 0 . 8 0 1 。计 算 该 血 清 样 品 中 氯 离 子 的 浓 度 ( 毫 克 /10 0 毫 升 ) O 第 5 題 ( 0 分 ) M 3X Y 呈 反 妈 钛 矿 结 构 ,是 一 种 良 好 的 离 子 导 体 。 M 为 金 属 元 素 ,X 和 Y 1 为 非 金 属 元 素 ,三 者 均 为 短 周 期 元 素 且 原 子 序 数 2(乂) < 0 似)< 2 ( 丫) 。仙# 丫 可 由 从 和 乂 、M 和 Y 的 二 元 化 合 物 在 约 500K ,3 M P a 的 惰 性 气 氛 中 反 应 得 到 。为 避 免 采 用 高 压 条 件 ,研宄 者发展了常压下的合成反应:

M + MXA + MY — M3XY + Illk1(g)
八 无 色 无 味 。反 应 消 耗 0.93§?1 可 获 得 0 . 5 0 [ 八2 气 体 (25°:lOOkPa) 。 2 ,

(气体常量 fi=8.314 kPa L mor1K 1 )
5- 1 计 算 《 的 摩 尔 质 量 。 1 5-2 A 、 M 、X 、丫 各 是 什 么 ?

5- 3 写 出 阽 3^ 5-4

发生水解的方程式。

M 3X Y 晶 体 属 于 立 方 晶 系 ,若 以 X 为 正 当 晶 胞 的 顶 点 ,写 出 M 和 Y 的 坐 标 以 及 该 晶 体

的最小重复单位。 第 6 題 ( 0 分 )某同学从书上得知, 定 浓 度 的 Fe2+、 1 一 Cr(OH^T、 Ni2+ 、 nO/'fP CuCl3" 的 M

水 溶液都呈绿色。 是 , 于 请老师配制了这些离子的溶液。 老师要求该同学用蒸馏水、 H2SO4 稀 以及试管、胶 头 滴 管、白色点滴板等物品和尽可能少的步骤鉴别它们, 从而了解这些离子溶 液 的颜 色 。请为该同学设计一个鉴别方案,用离子方程式表述反应并说明发生的现象( 若八 与 B 混 合 ,必 须 写 清 是 将 A 滴 加 到 B 中 还 是 将 B 滴 加 到 A 中 h 第 7题 (5分) 根据所列反应条件,画出八、B 、C 、0 和「 的结构简式。

C r 〇3,H 2S O 4

EtOH H2SO4

1. EtONa, EtOH 2. H3O+

1. LiAIH4 2. H2O
U 13M2 4 ° 2

CH3SCH3

H2O

第 8 题 (10 分)画出下列反应中合理的、带 电 荷 中 间 体 1 、3 、5 、7 和 8 以及产 物 2 、4 、6 、 9 和 1 0 的结构简式。

8-1

CK
/~ \

HBr

X ^
8-3 8-4 /~ \
CH3SeCl 5

O
Br2
H3CH2C ^ ^ —H ~ H)。 ? 7

^

8

^

9





^

10

第 9 题 (12 分)

9 - 1 常用同位素标记法研宄有机反应历程。如 利 用 1 O 标记的甲醇钠研宄如下反应,发现最 8
终 产 物 不 含 180 。根据实验事实画出中间体的结构简式。
H 3H 3 C ^ X ^ \ - Na18° CH3 A ~ ~ ^ B + C ^ - H 3COc o

9 - 2 某同学进行如下实验时在碱性条件下得到了两个产物 0 和日, 产率分 别 为 74.3%和 25.7% 。

( 1 ) 画出产物0 和日的结构简式。 ( 2 ) 指明此反应所属的具体反应类型。 ( 3 ) 简 述 0 产率较高的原因。 ( 4 ) 简述反应体系加 入二氧六环的原因。


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