第30届化学竞赛初赛试题、答案及评分标准08-31稿(调整后).docx

第30届中国化学奥林匹克(初赛)试题、答案及评分标准

第1题(8分)

1-1离子化合物A2B由四种元素组成，一种为氢，另三种为第二周期元素。正、负离子皆由两种原子构成且均呈正四面体构型。写出这种化合物的化学式。

1-1(NH4)2BeF42分?

1-2对碱金属Li、Na、K、Rb和Cs，随着原子序数增加以下哪种性质的递变不是单调的？简述原因。

(a)熔沸点(b)原子半径(c)晶体密度(d)第一电离能

1-2c1分但只有原因答复正确，答案正确，才可得此1分

密度由2个因素决定：质量和体积。碱金属晶体结构类型相同,故密度取决于其原子质量和原子体积。原子序数增加,碱金属原子质量和体积均增大,质量增大有利于密度增大,但体积增大却使密度减小，因而导致它们的密度变化不单调。1分

1-3保险粉(Na2S2O4·2H2O)是重要的化工产品，用途广泛，可用来除去废水(pH~8)中的Cr(Ⅵ)，所得含硫产物中硫以S(Ⅳ)存在。写出反响的离子方程式。

1-32CrO42–+3S2O42–+4H2O→2Cr(OH)3↓+4SO32–+2HSO3–2分

沉淀箭头未画不扣分。各物种的形态与反响介质条件对应，假设有一种形态写错，扣0.5分，假设有两种或两种以上形态写错，扣1分。

假设反响物中出现OH?或??，扣???分。

1-4化学合成的成果常需要一定的时间才得以应用于日常生活。例如，化合物A合成于1929年，至1969年才被用作牙膏的添加剂和补牙填充剂成分。A是离子晶体，由NaF和NaPO3在熔融状态下反响得到。它易溶于水，阴离子水解产生氟离子和对人体无毒的另一种离子。

1-4-1写出合成A的反响方程式。

1-4-2写出A中阴离子水解反响的离子方程式。

1-4-1NaF+NaPO3→Na2PO3F1分

1-4-2PO3F2–+H2O→H2PO4–+F–1分将A写成NaPF6不得分

第2题(9分)

鉴定NO3–离子的方法之一是利用“棕色环”现象：将含有NO3–的溶液放入试管，参加FeSO4，混匀，然后顺着管壁参加浓H2SO4，在溶液的界面上出现“棕色环”。别离出棕色物质，研究发现其化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4。该物质显顺磁性，磁矩为3.8μB(玻尔磁子)，未成对电子分布在中心离子周围。

2-1写出形成“棕色环”的反响方程式。

2-2推出中心离子的价电子组态、自旋态(高或低)和氧化态。

2-3棕色物质中NO的键长与自由NO分子中N-O键长相比，变长还是变短？简述理由。

2-1形成“棕色环”的反响方程式：

3Fe(H2O)6???+NO3–+4H??=3Fe(H2O)6??+NO+2H2O2分

写成3Fe???+NO3–+4H??=3Fe??+NO+2H2O也可得2分

Fe(H2O)62++NO=[Fe(NO)(H2O)5]2++H2O1分

写成Fe2++NO=[Fe(NO)]2+也可得1分

假设合并写为：

4Fe(H2O)6???+NO3–+4H??=3Fe(H2O)6??+[Fe(NO)(H2O)5]2++3H2O可得3分

或4Fe???+NO3–+4H??=3Fe???+[Fe(NO)]2++2H2O也可得3分

2-2[Fe(NO)(H2O)5]SO4，磁矩为3.8μB，未成对电子均围绕在中心离子周围，根据有效磁矩(μeff)和未成对电子数(n)的关系，μeff=[n(n+2)]1/2，1分；未成对电子数：n=3，1分

中心铁离子的价电子组态为t2g5eg2，0.5分；在八面体场中呈高自旋状态0.5分

价电子组态写成3d7不扣分。

中心离子的氧化态为+11分

2-3N-O键长变短。1分

答变长不得分

中心铁离子的价电子组态