中國(guó)化學(xué)會(huì)2013年全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽(省級(jí)賽區(qū))試題及答案

1、第27屆中國(guó)化學(xué)奧林匹克(初賽)試題、解答、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)分細(xì)則第1題(12分) 寫(xiě)出下列化學(xué)反應(yīng)的方程式1-1 加熱時(shí)，三氧化二錳與一氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生四氧化三錳。1-2 將KCN加入到過(guò)量的CuSO4水溶液中。1-3 在堿性溶液中，Cr2O3和K3Fe(CN)6反應(yīng)。1-4 在堿性條件下，Zn(CN)42-和甲醛反應(yīng)。1-5 Fe(OH)2在常溫?zé)o氧條件下轉(zhuǎn)化為Fe3O4。1-6 將NaNO3粉末小心加到熔融的NaNH2中，生成NaN3（沒(méi)有水生成）。1-1 3Mn2O3CO2Mn3O4CO2 2分1-2 4CN-2Cu2+2CuCN(CN)2 2分1-3 Cr2O36Fe(CN)63-10OH

2、- 2CrO42-6Fe(CN)64-5H2O 2分1-4 Zn(CN)42-4H2CO4H2O4 HOCH2CNZn(OH) 42- 2分1-5 3Fe(OH)2Fe3O4H22H2O 2分1-6 NaNO33NaNH2NaN3NH33NaOH 2分1方程式正確才能得滿分。2若全部物質(zhì)皆寫(xiě)對(duì)而未配平，可得1分。第2題(23分) 簡(jiǎn)要回答或計(jì)算2-1 Bi2Cl82-離子中鉍原子的配位數(shù)為5，配體呈四角錐型分布，畫(huà)出該離子的結(jié)構(gòu)并指出Bi原子的雜化軌道類(lèi)型。Bi2Cl82-的結(jié)構(gòu)：或 2分 .未畫(huà)成楔形鍵不扣分；不畫(huà)電子對(duì)不扣分；若畫(huà)了電子對(duì)且畫(huà)成如上圖（藍(lán)）所示的連線，則與電子對(duì)相連的線不畫(huà)

3、成虛線（左）、雖畫(huà)成虛線但遠(yuǎn)離Bi原子，扣0.5分？ 雜化軌道類(lèi)型：sp3d2 1分2-2在液氨中，E(Na+/Na)1.89V，E(Mg2+/Mg)1.74V，但可以發(fā)生Mg置換Na的反應(yīng)：Mg2NaIMgI22Na，指出原因。MgI2在液氨中難溶。 1分答微溶或溶解度小，也可得1分。2-3將Pb加到氨基鈉的液氨溶液中，先生成白色沉淀Na4Pb，隨后轉(zhuǎn)化為Na4Pb9(綠色)而溶解。在此溶液中插入兩塊鉛電極，通直流電，當(dāng)1.0 mol 電子通過(guò)電解槽時(shí)，在哪個(gè)電極（陰極或陽(yáng)極）上沉積出鉛？寫(xiě)出沉積鉛的量。陽(yáng)極 1分9/4mol 1分2-4下圖是某金屬氧化物的晶體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，小球代表金屬

4、原子，大球代表氧原子，細(xì)線框出其晶胞。 2-4-1寫(xiě)出金屬原子的配位數(shù)（m）和氧原子的配位數(shù)（n）。2-4-2寫(xiě)出晶胞中金屬原子數(shù)（p）和氧原子數(shù)（q）。2-4-3寫(xiě)出該金屬氧化物的化學(xué)式（金屬用M表示）。2-4-1：m4，n4。 m: 0.5分， n: 0.5分2-4-2：p4，q4。 p: 0.5， q: 0.5分2-4-3：MO。 MO：1分2-5向含cis-Co(NH3)4(H2O)23+的溶液中加入氨水，析出含CoCo(NH3)4(OH)236+的難溶鹽。 CoCo(NH3)4(OH)236+ 是以羥基為橋鍵的多核絡(luò)離子，具有手性。畫(huà)出其結(jié)構(gòu)。4分 未畫(huà)成楔形鍵，也得4分 只畫(huà)出1個(gè)

5、對(duì)應(yīng)體，也得4分？ 2-6向K2Cr2O7和NaCl的混合物中加入濃硫酸制得化合物X（154.9 g mol-1）。X為暗紅色液體，沸點(diǎn)117 oC，有強(qiáng)刺激性臭味，遇水冒白煙，遇硫燃燒。X分子有兩個(gè)相互垂直的鏡面，兩鏡面的交線為二重旋轉(zhuǎn)軸。寫(xiě)出X的化學(xué)式并畫(huà)出其結(jié)構(gòu)式。X的化學(xué)式： CrO2Cl2 2分X的結(jié)構(gòu)式： 1分 若畫(huà)成兩個(gè)Cr-O單鍵，只得0.5分; 若畫(huà)成一個(gè)Cr-O單鍵和一個(gè)CrO雙鍵，不得分。2-7實(shí)驗(yàn)得到一種含鈀化合物PdCxHyNz(ClO4)2，該化合物中C和H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為30.15% 和5.06%。將此化合物轉(zhuǎn)化為硫氰酸鹽PdCxHyNz(SCN)2，則C和H的質(zhì)

6、量分?jǐn)?shù)分別為40.46%和5.94%。通過(guò)計(jì)算確定PdCxHyNz(ClO4)2的組成。解法一：PdCxHyNz(ClO4)2中，C和H的比例為 (30.15/12.01) : (5.06/1.008) 1：2即y2x (1) 1分PdCxHyNz(SCN)2中， C和H的比例為 (40.46/12.01) : (5.94/1.008) = 0.572即 (x2) / y 0.572 (2)綜合(1)、(2)，解得：x13.89 14, y28 1分設(shè)PdCxHyNz(ClO4)2的摩爾質(zhì)量為M：則1412.01/M 30.15%, 得M557.7 (g mol-1)1分z557.7106.4

7、12.01141.008282（35.4564.00）/14.013.994 0.5分PdCxHyNz(ClO4)2的組成為PdC14H28N4(ClO4)2 。 0.5分解法二：設(shè)PdCxHyNz(ClO4)2的摩爾質(zhì)量為M，比較PdCxHyNz(ClO4)2和PdCxHyNz(SCN)2知，PdCxHyNz(SCN)2的摩爾質(zhì)量為：M235.4564.00（32.0112.0114.01）M82.74 (g mol-1)根據(jù)C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，有：12.01 x 0.3015 M12.01 (x2) 0.4046 (M82.74)24.02 ( 0.40460.3015) M0.4046 82.

8、74解得：M557.7, x 14 2分根據(jù)H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，有：y 557.7 0.0506 / 1.008 27.99 28 1分則：z 557.7106.412.01141.008 282 （35.4564.00）/14.013.9941分其他合理計(jì)算且得出正確結(jié)果亦得4分2-8甲烷在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中平穩(wěn)、完全燃燒是保證汽車(chē)安全和高能效的關(guān)鍵。甲烷與空氣按一定比例混合，氧氣的利用率為85%，計(jì)算汽車(chē)尾氣中O2、CO2、H2O和N2的體積比（空氣中O2和N2體積比按21: 79計(jì)；設(shè)尾氣中CO2的體積為1）。 甲烷完全燃燒：CH42O2CO22H2O 1體積甲烷消耗2體積O2生成1體積CO2和2體

9、積H2O 1分由于O2的利用率為85%，反應(yīng)前O2的體積2/0.852.35 剩余O2的體積：2.35 2 0.35 1分混合氣中N2的體積：2.35 79/21= 8.84 N2不參與反應(yīng)，仍保留在尾氣中。汽車(chē)尾氣中，O2、CO2、H2O和N2的體積比為0.35:1:2:8.84。 1分第3題(11分)白色固體A，熔點(diǎn)182oC，摩爾質(zhì)量76.12 g mol-1，可代替氰化物用于提煉金的新工藝。A的合成方法有：（1）142oC下加熱硫氰酸銨；（2）CS2與氨反應(yīng)；（3）CaCN2和(NH4)2S水溶液反應(yīng)(放出氨氣)。常溫下，A在水溶液中可發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，部分轉(zhuǎn)化成B。酸性溶液中，A在氧化

10、劑（如Fe3+、H2O2和O2）存在下能溶解金，形成取sp雜化的Au(I) 配合物。3-1畫(huà)出A的結(jié)構(gòu)式。3-2分別寫(xiě)出合成A的方法（2）、（3）中化學(xué)反應(yīng)的方程式。3-3畫(huà)出B的結(jié)構(gòu)式。3-4寫(xiě)出A在硫酸鐵存在下溶解金的離子方程式。3-5 A和Au(I)形成的配合物中配位原子是什么？3-6在提煉金時(shí)，A可被氧化成C：2AC + 2e- ；C能提高金的溶解速率。畫(huà)出C的結(jié)構(gòu)式。寫(xiě)出C和Au反應(yīng)的方程式。3-1 2分3-2反應(yīng)（2）： 1分反應(yīng)（3）： 1分3-3 2分3-4 1分3-5 配位原子為S。 1分3-6 或 2分寫(xiě)成下二式不得分： 和 C和Au反應(yīng)的方程式：S2C2(NH2)42+

11、+ 2Au + 2SC(NH2) 2 2AuSC(NH2)22+ 1分第4題(7分)人體中三分之二的陰離子是氯離子，主要存在于胃液和尿液中?？捎霉糠y(cè)定體液中的氯離子：以硝酸汞（II）為標(biāo)準(zhǔn)溶液，二苯卡巴腙為指示劑。滴定中Hg2+與Cl-生成電離度很小的HgCl2, 過(guò)量的Hg2+與二苯卡巴腙生成紫色螯合物。4-1 簡(jiǎn)述配制硝酸汞溶液時(shí)必須用硝酸酸化的理由。抑制Hg2+水解。 1分H3O+濃度增大，阻止Hg(OH)NO3的生成。若寫(xiě)出了水解產(chǎn)物，但又錯(cuò)寫(xiě)為HgO,不扣分。4-2 稱(chēng)取1.713g Hg(NO3)2 xH2O，配制成500 mL溶液作為滴定劑。取20.00 mL 0.0100

12、molL-1 NaCl標(biāo)準(zhǔn)溶液注入錐形瓶，用1mL 5% HNO3酸化，加入5滴二苯卡巴腙指示劑，用上述硝酸汞溶液滴定至紫色，消耗10.20 mL。推斷該硝酸汞水合物樣品的化學(xué)式。nHg(NO3)2(1/2)n(NaCl)1/220.00 mL10-3L mL-10.0100 mol L-1 1.00 10-4 molcHg(NO3)21.00 10-4 mol（10.20 mL10-3L mL-1）9.8010-3 mol L-1500 mL溶液中硝酸汞的摩爾數(shù)（即水合物的摩爾數(shù)）9.8010-3 mol L-10.500 L4.9010-3 mol硝酸汞水合物摩爾質(zhì)量 Mm/n1.713g

13、 /(4.9010-3mol)350 g.mol-1結(jié)晶水的摩爾質(zhì)量M (H2O)MHg(NO3)2 .xH2OMHg(NO3)2(350324.6) g.mol-125 gmol-1xn(H2O)25 g mol-118.0 g mol-11.4該硝酸汞水合物樣品的化學(xué)式: Hg(NO3)2 1.4H2O 2分 4-3 取0.500 mL血清放入小錐形瓶，加2mL去離子水、4滴5%的硝酸和3滴二苯卡巴腙指示劑，用上述硝酸汞溶液滴定至終點(diǎn)，消耗1.53mL。為使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，以十倍于血清樣品體積的水為試樣進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)，消耗硝酸汞溶液0.80 mL。計(jì)算該血清樣品中氯離子的濃度（毫克/100毫升

14、）。 0.500 mL血清樣品實(shí)際消耗的硝酸汞標(biāo)準(zhǔn)溶液為( 1.530.800.1) mL1.45 mL 1分n(Cl-)n(Hg (NO3)2)29.80 10-3 mol L-11.4510-3 L22.8410-5 mol 1分c(Cl-)n(Cl-)/V(試樣)2.8410-5 mol 0.500 mL10-3L mL-15.68 10-2 mol L-1 1分 相當(dāng)于35.45 g mol-15.68 10-2 mol L-12.01102 mg/100mL 1分第5題（10分）M3XY呈反鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，是一種良好的離子導(dǎo)體。M為金屬元素，X和Y為非金屬元素，三者均為短周期元素且原子序

15、數(shù)Z(X)Z(M)Z(Y)。M3XY可由M和X 、M和Y的二元化合物在約500K，3MPa的惰性氣氛中反應(yīng)得到。為避免采用高壓條件，研究者發(fā)展了常壓下的合成反應(yīng)：M + MXA + MY M3XY + 1/2A2（g）A2無(wú)色無(wú)味。反應(yīng)消耗0.93g M可獲得0.50 L A2氣體(25oC, 100kPa)。(氣體常量R8.314 kPa L mol-1 K-1)5-1計(jì)算M的摩爾質(zhì)量。5-2 A、M、X、Y各是什么？5-3寫(xiě)出M3XY發(fā)生水解的方程式。5-4 M3XY晶體屬于立方晶系，若以X為正當(dāng)晶胞的頂點(diǎn)，寫(xiě)出M和Y的坐標(biāo)以及該晶體的最小重復(fù)單位。5-1 PVnRTn(A2)PV/(RT

16、) 100 kPa 0.50 L / (8.314 kPa L mol-1 K-1298K) 0.020 mol由反應(yīng)式知，消耗0.040 mol MM的摩爾質(zhì)量：0.93 g / 0.040 mol23 g mol-1 2分5-2 A：H，M：Na，X：O，Y：Cl 每個(gè)0.5分，共2分5-3 Na3OClH2O 2NaOHNaCl 1分5-4 M的坐標(biāo)：1/2, 0, 0；0, 1/2, 0；0, 0, 1/2。Y的坐標(biāo)：1/2, 1/2, 1/2。 4分Na3OCl，或1個(gè)正當(dāng)晶胞，或1個(gè)素晶胞。 1分 第6題（10分）某同學(xué)從書(shū)上得知，一定濃度的Fe2+、Cr(OH)4-、Ni2+ 、

17、MnO42- 和CuCl3- 的水溶液都呈綠色。于是，請(qǐng)老師配制了這些離子的溶液。老師要求該同學(xué)用蒸餾水、稀硫酸以及試管、膠頭滴管、白色點(diǎn)滴板等物品和盡可能少的步驟鑒別它們，從而了解這些離子溶液的顏色。請(qǐng)為該同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)鑒別方案，用離子方程式表述反應(yīng)并說(shuō)明發(fā)生的現(xiàn)象（若A與B混合，必須寫(xiě)清是將A滴加到B中還是將B滴加到A中）。答案：第1步：在點(diǎn)滴板上分別滴幾滴試樣，分別滴加蒸餾水，顏色變藍(lán)者為CuCl3- 1分 CuCl3-4H2O Cu(H2O)42+3Cl- 1分第2步：另取其他4種溶液，滴加到點(diǎn)滴板上，分別滴加稀硫酸。生成綠色沉淀的是Cr(OH)4- (隨酸量增加又溶解)；溶液變紫紅且生

18、成棕色沉淀的是MnO42-。 2分 Cr(OH)4- H+ Cr(OH)3H2O 1分 Cr(OH)33H+ Cr3+3H2O 3MnO42-4H+ 2MnO4-MnO22H2O 1分若第1步用稀H2SO4，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)同上。第3步：將Cr(OH)4- 分別滴加到 Fe2+ 和 Ni2+ 的試液中，都得到氫氧化物沉淀。顏色發(fā)生變化的是Fe2+，不發(fā)生變化的是 Ni2+ 。 2分Fe2+2Cr(OH)4- =Fe(OH)2 +2Cr(OH)3 0.5分4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 0.5分 Ni2+2Cr(OH)4- =Ni(OH)2 +2Cr(OH)3 1分 第7題(5分) 根據(jù)所列反應(yīng)條件，畫(huà)出A、B、C、D和F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。每個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式1分，其他答案不得分。第8題(10分) 畫(huà)出下列反應(yīng)中合理的、帶電荷中間體1、3、5、7和8以及產(chǎn)物2、4、6、9和10的