“扬子石化杯”第届化学奥林匹克竞赛江苏赛区夏令营暨选拔赛试题含答案

2015

年“扬子石化杯

”

第29届中国化学奥林匹克竞赛（江苏赛区）

夏令营暨选拔赛试题

8:3011:30-

1．考试时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。

2．所有解答必须写在指定的位置，用铅笔解答无效（包括作图）。草稿纸另发。不得将任何纸张带入考场。

3．凡要求计算者，须给出计算过程，没有计算过程无效。

4．姓名、准考证号和所属学校等必须写在首页左侧指定位置，写于其他地方者按废卷论处。

5．用涂改液涂改的解答无效。

6．允许使用非编程计算器以及直尺等文具。

第1题（10分）水是有氢氧两种元素组成的最常见的无机物之一。水是生命

的源泉，水有许多特别的性质。请回答以下问题：

11- 氧原子的最外层电子排布为__________；2H O 的几何构型为__________，

其中氧原子的杂化轨道为__________；2H O 的熔沸点明显高于氧族其它元素的氢化物，主要原因是水分子间形成了__________。 12- 水分子是__________分子（填“极性”或“非极性”），根据“相似相溶”

的原理，下列物质中不易溶于水的是__________。

A ．食盐

B ．酒精

C ．汽油

D ．明矾 第2题（10分）利用2SnCl 与224K C O 溶液反应，可以得到水合二草酸根合锡（Ⅱ）

酸钾的配合物。为测定所合成的配合物的结晶水含量，进行以下操作，请填空：

21- 称取0.1300g 242242KHC O H C O 2H O ⋅⋅于锥形瓶中，加50mL 蒸馏水，

25mL 12mol L -⋅24H SO ，加热至75~85℃，用4KMnO 滴定至终点，消耗20.18mL ，则

()4KMnO c =____________1mol L -⋅。

22-

称取0.1500g 配合物样品于锥形瓶中加50mL 蒸馏水，20mL 12mol L -⋅24H SO 。加热至75~85℃，用上述4KMnO 溶液滴定至终点，用去20.79mL 。 （1）写出上述滴定反应的化学方程式并配平：

________________________________________________________ （2）由滴定得到的数据计算该配合物的摩尔质量为

_____________1g mol -⋅。

（3）该配合物每个分子中含有_________个结晶水。

23- 溶解度和溶度积均可以表示物质溶解性的大小。已知：()36

sp K CuS 6.010-=⨯，

2H S 的al pK 7.24=，a2pK 14.92=请计算CuS 在纯水中的溶解度。

（1）若不考虑2S -的水解，CuS 在纯水中的溶解度为________1mol L -⋅； （2）若考虑2S -的水解，CuS 在纯水中的溶解度应________（填“大于”

或“小于”）（1）中的数值。

第3题（8分）1774年，瑞典化学家甘恩用软锰矿()2MnO 与木炭和油的混合

物一起加热，首次分离出了金属锰，柏格曼将它命名为manganese （锰）。它的拉丁名称manganum 和元素符号Mn 由此而来。

31- 在实验室用22H O 制备2O 时，常用2MnO 作__________剂，在用浓盐酸制备

2Cl 时，用2MnO 作__________剂； 32- 锰元素电势图为（酸性溶液/V A E θ）

据图可知，__________和__________两种离子在水溶液中不稳定，会发

生__________反应；

32- 锰酸锂()24LiMn O 是锂离子电池的重要材料，它作为电极材料具有价格低、

电位高、环境友好、安全性能高等有点。工业上利用23Li CO 和2MnO 来制备24LiMn O 。

（1）先将23Li CO 和2MnO 混合均匀后加热，升温到515℃时，开始有2CO 生

成，同时生成固体A ，该温度比23Li CO 的分解温度723℃低很多，原因是________________________________ ______________________________________。

（2）升温到566℃时，开始有2O 生成，同时得到固体B ，升温到720℃时，

A 和

B 反应，得到高纯度锰酸锂，请写出A 和B 反应的化学反应方程是：

___________________________________________________________________________。

第4题（10分）氮是空气中含量最多的元素，在自然界中存在十分广泛，在

生物体内亦有极大作用，是组成氨基酸的几本元素之一。

氮的某氧化物A 低温下为蓝色固体，A 易分解为无色气体B 和红棕色气体C 。B 在空气中极易被氧化而变为红棕色气体C 。气体B 、C 均有很高的毒性。除去B 的简便方法是用硫酸亚铁溶液吸收，这是因为能生成配合物D 的缘故。C 可被3NH 在一定温度下经催化还原为无

毒的气体E 。

41- 写出下列物质的化学式：

A______________ B______________ C______________ D______________ E______________

42- 气体B 的磁性强烈收温度的影响，表现出高温顺磁，低温逆磁。那么气

体C 磁性将如何随温度变化？试解释你的结论。

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

43- 在三甲胺()3N CH 和三甲硅胺()33N SiH 中，三角锥形的分子是__________，

含有πd p —键的分子是__________。

第5题（12分）某常见金属M 的硫酸盐A 的水溶液为蓝色，加入氨水生成

深蓝色配离子B ，B 在隔绝空气条件下雨金属M 反应，可生成无色配离子C 。在A 的溶液中加入KI 可得沉淀D 。D 可用于检查室内汞含量是否超标：用涂有D 的试纸悬挂于室内，室温下若三个小时试纸变色，则表明室内汞超标。

51- 请写出以下各物质的化学式：

A______________ B______________ C______________ D______________

52- 从原子结构的角度分析，C 为无色的原因是

____________________________________________，请估计沉淀D 的颜色为____________；

53- 用D 试纸检测汞蒸气时，其反应方程式为：

_________________________________________________________________________________

第6题（6分）设计合成特殊结构的纳米材料是一个极其活跃的研究领域。

下图给出的是蛋黄-蛋壳型碳包硅()Si@C yolk shell -合成示意图：

其中，步骤1的产物为硅球外包裹一层厚度可调控的多孔2SiO 层，可以通过正硅酸四乙酯()TEOS 的水解获得；步骤2和步骤3的产物最外层为厚度较薄的多孔碳层，可以通过蔗糖等有机物的高温碳化获得。步骤3通过除去2SiO 得到蛋黄-蛋壳型碳包硅。请回答下列问题：

61- 上述过程中，正硅酸四乙酯()TEOS 的水解产物是__________； 62- 步骤3中除去2SiO 可以选用的试剂为__________；

63- 采用高温下的镁热还原法可以将步骤2产物中的2SiO 也转变为Si ，反应的

化学方程式为______________________________________________________。

第7题（12分）超导是20世纪最伟大的科学发现之一，超导材料在信息通

讯、生物医学、航空航天等领域的应用前景越来越广阔。近年来，中国科学家在铁基超导研究方面取得了一系列重大突破，2014年1月，以赵忠贤等为代表的研究团队获得2013年度国家自然科学一等奖。