第25屆中國化學奧林匹克競賽（初賽）試題解析（2011年9月11日）

試題

第1題（15分）

1-1 2011年是國際化學年，是居里夫人獲得諾貝爾化學獎100周年。居里夫人發現的兩種化學元素的元素符號和中文名稱分別是 __________和 __________。

1-2 向TiOSO₄水溶液中加入鋅粒，反應后溶液變為紫色。在清液中滴加適量的CuCl₂水溶液，產生白色沉淀。生成白色沉淀的離子方程式是__________。繼續滴加CuCl₂水溶液，白色沉淀消失，其離子方程式是__________。

1-3 20世紀60年代維也納大學V.Gutmann研究小組報道，三原子分子A可由SF₄和NH₃反應合成；A被AgF₂氧化得到沸點為27的三元化合物B。A和B分子中的中心原子與同種端位原子的核間距幾乎相等；B分子有一根三重軸和3個鏡面。畫出A和B的結構式（明確示出單鍵和重鍵，不在紙面上的鍵用楔形鍵表示，非鍵合電子不必標出）。

1-4 畫出Al₂（n-C₄H₉）₄H₂和Mg［Al（CH₃）₄］₂的結構簡式。

1-5 已知。

① 寫出氯氣和三氯化鐵反應形成高鐵酸根的離子方程式。

② 寫出高鐵酸鉀在酸性水溶液中分解的離子方程式。

③ 用高鐵酸鉀與鎂等組成堿性電池，寫出該電池的電極反應。

第2題（11分）

2-1 畫出2,4-戊二酮的鈉鹽與Mn³⁺形成的電中性配合物的結構式（配體用表示）。

2-2 已知該配合物的磁矩為4.9玻爾磁子，配合物中Mn的未成對電子數為。

2-3 回答：該化合物有無手性？為什么？

2-4 畫出2,4-戊二酮負離子的結構簡式（須明確示出其共軛部分），寫出其中離域π鍵的表示符號。

2-5 橙黃色固體配合物A的名稱是三氯化六氨合鈷（Ⅲ），是將二氯化鈷、濃氨水、氯化銨和過氧化氫混合，以活性炭為催化劑合成的。機理研究發現，反應過程中首先得到Co（NH₃）²⁺6離子；隨后發生配體取代反應，得到以新配體為橋鍵的雙核離子B⁴⁺；接著發生橋鍵斷裂，同時兩個中心原子分別將一個電子傳遞到均裂后的新配體上，得到兩個C²⁺離子；最后C²⁺離子在活性炭表面上發生配體取代反應，并與氯離子結合形成固體配合物A。寫出合成配合物A的總反應方程式；畫出B⁴⁺和C²⁺離子的結構式。

第3題（8分）

近年來，某些輕元素的含氫化合物及其復合體系作為氫源受到廣泛關注。化合物A （XYH₂）和B（XH）都是具有潛在應用價值的釋氫材料。A受熱分解生成固體化合物C并放出刺激性氣體D, D可使濕潤的pH試紙變藍。A和B混合可優化放氫性能。研究發現，該混合體系的放氫反應分三步進行：

將A和B按1∶2的摩爾比混合，在催化劑作用下，所含的氫全部以氫氣放出，失重10.4%。

A、C、E均能水解生成F和D。G是由X和Y組成的二元化合物，其陰離子是二氧化碳的等電子體，G分解生成E和一種無色無味的氣體I。寫出A、B、C、D、E、F、G和I的化學式。

第4題（9分）

固溶體BaIn_xCo_1－_xO_3－_δ是兼具電子導電性與離子導電性的功能材料，Co的氧化數隨組成和制備條件而變化，In則保持+3價不變。為測定化合物BaIn_0.55Co_0.45O_3－_δ中Co的氧化數，確定化合物中的氧含量，進行了如下分析：稱取0.2034 g樣品，加入足量KI溶液和適量HCl溶液，與樣品反應使其溶解。以淀粉為指示劑，用0.05000 mol L^－1Na₂S₂O₃標準溶液滴定，消耗10.85 mL。