高中化学竞赛模拟第一套

第一套第一题检出限是痕量无素分析的基本参数之一。检出限的定义是：在给定方法的精确度一定时，被测元素的最小检出质量。微饿的测定即为一例。1927年德国化学家Bergh提出用形成8—羟基喹啉与四碘合铋酸的难溶盐[C9H6（OH）NH][Bil4]（相对分子质量M=862.7）的方法沉淀铋。1—1（1）画出该难溶盐的阳离子和阴离子的结构式。（2）指明该盐中铋的氧化态。1—2若该盐的沉淀最小检出质量是50mg，用Bergh方法估算测定秘的最小质量（mg）。为测定痕量的铋，来自伯明翰的化学家R·Belch等人创立了一种多步法，进行一系列反应后对最终产物进行滴定。该法的详细描述如下：步骤1：在冷却条件下向含痕量的Bi3+（≈mL）的经酸化的溶液中加入500mg六硫氰酸合铬（III）酸钾（K3[Cr（SCN）6]）使铋定量沉淀。1—3写出配平的离子方程式步骤2：沉淀经过过滤后用冷水洗涤，再用5mL10%NaHCO3溶液处理，上述沉淀转化为[（BiO）3CO3]沉淀，同时生成的六硫氰酸合格（III）酸根离子进入溶液中。1—4写出配平的离子方程式。步骤3：将稍加酸化的滤液转移到一个分液漏半中，加入0.5mL含碘的饱和氯仿溶液，激烈振摇，碘将配合物中的配体氧化成ICN和硫酸根离子。1—5写出配平的离子方程式步骤4：5min后向混合物中加入4mL2M的硫酸溶液，发生化学反应，挥发出碘分子。1—6写出配平时发生反应的离子方程式步骤5：分四次用氯仿定量地萃取碘，把水相转入一个烧瓶，加入1mL溴水，摇匀，放置5min。1—7写出加入溴水后发生反应的离子方程式。注意：过量的溴水可以跟氢氰酸反应，释放出BrCN，碘则被氧化成IO3—。步骤6：为除去过量的溴，向混合物中加入3mL90%的甲酸。1—8写出配平的离子方程式步骤7：向稍加酸化的溶液中加入过量1.5g的碘化钾。1—9写出这个反应的配平的离子方程式。注意，要考虑碘离子会与BrCN反应，正如碘离子会与ICN生成碘分子一样。步骤8：用0.00200M的Na2S2O3标准溶液滴定上面得到的溶液，所得的结果被用来计算样品中铋的含量。1—10（1）在原始样品中，每1mol铋要消耗多少mol的Na2S2O3？（2）假定可靠的测定所用的0.00200MNa2S2O3标准溶液的量不低于1mL，则用此法测定铋的最低量为多少？1—11上述多步法比Berch重量法的灵敏度高多少？第二题（7分）在液态SO2中用叠氮酸铯与氰气反应定量生成铯的离子化合物。其阴离子中含氮量为74.47%。1．试画出该离子化合物中阴离子的结构式；2．说明每个原子的杂化类型和化学键型。第三题（8分）研究发现，氯化钴与6－甲基吡啶－2－甲醇反应形成电中性分子的单核配合物分子，实验测得其钴的质量分数为17.4%。1．确定该配合物的化学式；2．画出它的立体结构，指出构型。3．实际测得该配合物分子以二聚体形式存在，且呈现双螺旋结构。（1）二聚体分子间的作用力是什么？（2）画出该配合物的双螺旋结构。第四题（6分）金属M的晶格是面心立方，密度为8.90g/cm3，计算：1．Ni晶体中最邻近的原子之间的距离。2．能放入Ni晶体空隙中的最大原子半径是多少?第五题（8分）某晶体的结构可看作由金原子和铜原子在一起进行（面心）立方最密堆积，它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由4个金原子和2个铜原子构成，另一种由2个金原子和4个铜原子一起构成，两种八面体的数量比是1︰1。该晶体具有储氢功能，氢原子全部填充在由金、铜原子构成的四面体空隙中。1．写出该晶体储氢后的化学式。2．该晶体属于哪种晶系？其四面体空隙由什么原子组成，是否全部等价？3．画出该晶体的一个晶胞（金原子用大○球，铜原子用大球）。4．如果该晶体中金、铜原子的排列无序，出现相互代换的现象（按统计原子计），则其晶胞与哪种常见物质的晶胞是相同的？第六题（10分）在金的各化合物中，＋3价金较为稳定，并且很容易生成配合物，其配位数一般为4，具有平面正方形结构。1．试写出＋3价金的电子排布式。2．将AuF3和XeF2同F2一起加热到4000C，几小时后只生成了一种化合物A。经研究发现，A是一种共价型离子化合物，其阴离子基本上呈八面体结构，阳离子的结构可看作是两个八面体以一个氟原子桥联在一起，且两个八面体中各有一个氙原子同阴离子中的氟原子相连。（1）试写出A的分子式，写出生成A的化学反应方程式。（2）画出A的结构。3．在N2气氛中，在110℃时，将A与CsF反应，可以得到化合物B和C。已知A的阴离子在反应前后没有发生键的断裂，B是一种具有八面体的二元化合物。（1）写出B和C的分子式。（2）写出生成B和C的化学反应方程式。答案第一题1—1（1）（2）阳离子的氧化态是+31-2解析：50mg铋难溶盐对应的摩尔数为50mg/962.7g·mol—1=0.058mmol；则铋的质量为0.058mmol×209.0g·mol—1=12.1mg。答案Bergh法测定铋的最小检出量是12.1mg。1-3答案：Bi-3++[Cr（SCN）6]3—→Bi[Cr（SCN）6]1—4答案：2Bi[Cr（SCN）6]+6HCO3—→（BiO）2CO3+2[Cr（SCN）6]3—+3H2O等1—6答案：ICN+I—+H+→I2+HCN1—7答案：（1）3Br2+I—+3H2O→IO3—+6Br—+6H+（2）3Br2+HCN→BrCN+Br—+H+1—8答案Br2+HCOOH→2Br—+2CO2+2H+1—9答案：（1）IO3—+5I—+6H+→3I2+3H2O（2）BrCN+2I—+H+→I2+HCN+Br—1——10解析：Na2S2O3标准溶液滴定I2的方程式为：I2+2S2O32—→2I—+2S4O62—设初始溶液中含有1molBi，在2—5中，每个Bi对应形式42molI2,在2—6中消耗了6molI2，因此2—7（1）中生成了36molIO3—，相应在2—9（1）中生成了36×3=108molI2，需要108×2=216molNa2S2O3标准溶液滴定；不过，在2—5和2—6中，1molBi还产生6molHCN.2—7（2）中6molHCN生成BrCN，对应在2—9（2）中又生成6molI2，需要12molNa2S2O3标准溶液滴定；因此共需要Na2S2O3标准溶液216—12=228mo1。答案228mol解析：1mL0.00200MNa2S2O3标准溶液含2.00×10—6molNa2S2O3，能测定的铋的质量为（2.00×10—6mol/228）×209.02g·mol—1=1.83×10—6g=1.83g.答案：1.83g.1—11解析：12.1mg/1.83g=6600答案：6600第二题（7分）1．（4分）2．环中的N原子和C原子分别采取sp2杂化，端连的C、N原子分别采取sp杂化。键型有各原子之间的σ键和一个π键、一个π87（或者一个π65和二个π键）（3分）第三题（8分）1．CoC14H17N2O2Cl（2分）2．（2分）四方锥（1分）3．（1）氢键（1分）（2）（2分）第四题（6分）1．一个晶胞中有Ni：8×1/8＋6×1/2＝4（个）设晶胞边长为acm4×58.69／（6.02×1023×a3）＝8.90得a＝352.5（pm）最邻近的Ni原子是顶角与面心的两个Ni原子dmin＝2a/2＝249.3（pm）（3分）2．八面体空隙显然要大于四面体空隙2rNi＝dmin，2rx＋2rNi＝a，所以rx＝51.6（pm）故最大填隙原子半径为51.6pm。（3分）第五题（8分）1．AuCuH4（2分）2．四方晶系（1分）2个金原子和2个铜原子一起构成，全部等价（1分）3．（3分）4．CaF2（1分）第六题（9分）1．1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d8；2．（1）A：[Xe2F11][AuF6]；AuF3＋XeF2＋F2C0400[Xe2F11][AuF6]；（2）XeFFFFFFXeFFFFFAuFFFFFF；3．（1）B：XeF6；C：Cs[AuF6]；（2）[Xe2F11][AuF6]＋CsFC01102XeF6＋Cs[AuF6]。