第27届中国化学奥林匹克(初赛)试题及解答
循环烘干机第1题(12分) 写出下列化学反应的方程式 1-1 加热时，三氧化二锰与一氧化碳反应产生四氧化三锰。
1-3 在碱性溶液中，Cr2O3和K3Fe(CN)6反应。
1-4 在碱性条件下，Zn(CN)42-和甲醛反应。
1-5 Fe(OH)2在常温无氧条件下转化为Fe3O4。
1-6 将NaNO3粉末小心加到熔融的NaNH2中，生成NaN3（没有水生成）。
1-1 3Mn2O3＋CO＝2Mn3O4＋CO2 2分
1-2 4CN-＋2Cu2+＝2CuCN＋(CN)2 2分
1-3 Cr2O3＋6Fe(CN)63-＋10OH- ＝2CrO42-＋6Fe(CN)64-＋5H2O 2分
1-4 Zn(CN)42-＋4H2CO＋4H2O＝4 HOCH2CN＋Zn(OH) 42- 2分
1-5 3Fe(OH)2＝Fe3O4＋H2＋2H2O 2分
1-6 NaNO3＋3NaNH2＝NaN3＋NH3＋3NaOH 2分
第2题(23分防辐射手机) 简要回答或计算
2-1 Bi2Cl82-离子中铋原子的配位数为5，配体呈四角锥型分布，画出该离子的结构并指出Bi原子的杂化轨道类型。 Bi2Cl82-的结构：
或或 2分
杂化轨道类型：sp3d2 1分
2-2在液氨中，Eθ(Na+/Na)＝－1.89V，Eθ(Mg2+/Mg)＝－1.74V，但可以发生Mg置换Na的反应：Mg＋2NaI＝MgI2＋2Na，指出原因。
MgI2在液氨中难溶。 1分
2-3将Pb加到氨基钠的液氨溶液中，先生成白沉淀Na4Pb，随后转化为Na4Pb9(绿)而溶解。在此溶液中插入两块铅电极，通直流电，当1.0 mol 电子通过电解槽时，在哪个电极（阴极或阳极）上沉积出铅？写出沉积铅的量。
阳极 1分
9/4mol 1分
2-4下图是某金属氧化物的晶体结构示意图。图中，小球代表金属原子，大球代表氧原子，细线框出其晶胞。
2-4-1写出金属原子的配位数（m）和氧原子的配位数（n）。
2-4-2写出晶胞中金属原子数（p）和氧原子数（q）。
2-4-3写出该金属氧化物的化学式（金属用M表示）。
2-4-1：m＝4，n＝4。超音频电源 m: 0.5分， n: 0.5平移天窗分
2-4-2：p＝4，q＝4。 p: 0.5， q: 0.5分
2-4-3：MO。 MO：1分
2-5向含[cis-Co(NH3)4(H2O)2]3+的溶液中加入氨水，析出含{Co[Co(NH3)4(OH)2]3}6+的难溶盐。{ Co[Co(NH3)4(OH)2]3}6+ 是以羟基为桥键的多核络离子，具有手性。画出其结构。
4分
2-6向K2Cr2O7和NaCl的混合物中加入浓硫酸制得化合物X（154.9 g mol-1）。X为暗红
液体，沸点117 oC，有强刺激性臭味，遇水冒白烟，遇硫燃烧。X分子有两个相互垂直的镜面，两镜面的交线为二重旋转轴。写出X的化学式并画出其结构式。
X的化学式： CrO2Cl2 2分
X的结构式： 1分
2-7实验得到一种含钯化合物Pd[CxHyNz](ClO4)2，该化合物中C和H的质量分数分别为30.15% 和5.06%。将此化合物转化为硫氰酸盐Pd[CxHyNz](SCN)2，则C和H的质量分数分别为40.46%和5.94%。通过计算确定Pd[CxHyNz](ClO4)2的组成。
解法一：
Pd[CxHyNz](ClO4)2中，C和H的比例为 (30.15/12.01) : (5.06/1.008) ＝ 1：2
即y＝2x (1) 1分
Pd[CxHyNz](SCN)2中， C和H的比例为 (40.46/12.01) : (5.94/1.008) = 0.572
即 (x＋2) / y＝ 0.572 (2)
综合(1)、(2)，解得：x＝13.89 ≈ 14, y＝28 1分
低频振荡设Pd[CxHyNz](ClO4)2的摩尔质量为M：则14×12.01/M＝ 30.15%, 得M＝557.7 (g mol-1)
1分
z＝{557.7–[106.4＋12.01×14＋1.00828＋2×（35.45＋64.00）]}/14.01＝3.99＝4 0.5分
Pd[CxHyNz](ClO4)2的组成为Pd[C14H28N4](ClO4)2 。 0.5分
解法二：
设Pd[CxHyNz](ClO4)2的摩尔质量为M，比较Pd[CxHyNz](ClO4)2和Pd[CxHyNz](SCN)2知，Pd[CxHyNz](SCN)2的摩尔质量为：M－2×[35.45＋64.00－（32.01＋12.01＋14.01）]＝M－82.74 (g mol-1)
根据C的质量分数，有：
12.01× x＝ 0.3015 M
12.01× (x＋2) ＝ 0.4046 × (M－82.74)
24.02 ＝ ( 0.4046－0.3015) M－0.4046 × 82.74
解得：M＝557.7, x＝ 14 2分
根据H的质量分数，有：y ＝ 557.7× 0.0506 / 1.008 ＝27.99 ＝ 28 1分
则：z＝ {557.7－[106.4＋12.01×14＋1.008 ×28＋2 ×（35.45＋64.00）]}/14.01＝3.99＝4
1分
其他合理计算且得出正确结果亦得4分
2-8甲烷在汽车发动机中平稳、完全燃烧是保证汽车安全和高能效的关键。甲烷与空气按一
定比例混合，氧气的利用率为85%，计算汽车尾气中O2、CO2、H2O和N2的体积比（空气中O2和N2体积比按21: 79计；设尾气中CO2的体积为1）。
甲烷完全燃烧：CH4＋2O2＝CO2＋2H2O
1体积甲烷消耗2体积O2生成1体积CO2和2体积H2O 1分
剩余O2的体积：2.35 – 2 ＝ 0.35 1分
混合气中N2的体积：2.35 79/21= 8.84 N2不参与反应，仍保留在尾气中。
汽车尾气中，O2、CO2、H2O和N2的体积比为0.35:1:2:8.84。 1分
第3题(11分)白固体A，熔点182oC，摩尔质量76.12 g mol-1，可代替用于提炼金的新工艺。A的合成方法有：（1）142oC下加热硫氰酸铵；（2）CS2与氨反应；（3）CaCN2和(NH4)2S水溶液反应(放出氨气)。常温下，A在水溶液中可发生异构化反应，部分转化成B。酸性溶液中，A在氧化剂（如Fe3+、H2O2和O2）存在下能溶解金，形成取sp杂化的Au(I) 配合物。
3-1画出A的结构式。
3-2分别写出合成A的方法（2）、（3）中化学反应的方程式。
3-3画出B的结构式。
无水厕所
3-4写出A在硫酸铁存在下溶解金的离子方程式。
3-5 A和Au(I)形成的配合物中配位原子是什么？
3-6在提炼金时，A可被氧化成C：2A→C + 2e- ；C能提高金的溶解速率。画出C的结构式。写出C和Au反应的方程式。
3-1
2分
3-2
反应（2）： CS2 +3NH3→(H2N)2C=S + NH4HS 1分
产物为（NH4）2S 得0.5分
反应（3）： CaCN2 + (NH4)2S + 2H2O→(H2N)2C=S + Ca(OH)2 +2NH3 1分
3-3
2分
3-4 1分
3-5 配位原子为S。 1分
3-6
或 2分
写成下二式不得分：
和
C和Au反应的方程式：
S2C2(NH2)42+ + 2Au + 2SC(NH2) 2 → 2Au[SC(NH2)2]2+ 1分
第4题(7分)人体中三分之二的阴离子是氯离子，主要存在于胃液和尿液中。可用汞量法测定体液中的氯离子：以（II）为标准溶液，二苯卡巴腙为指示剂。滴定中Hg2+与Cl-生成电离度很小的HgCl2, 过量的Hg2+与二苯卡巴腙生成紫螯合物。
4-1 简述配制溶液时必须用硝酸酸化的理由。
抑制Hg2+水解。 1分
4-2 称取1.713g Hg(NO3)2 • xH2O，配制成500 mL溶液作为滴定剂。取20.00 mL 0.0100 molL-1 NaCl标准溶液注入锥形瓶，用1mL 5% HNO3酸化，加入5滴二苯卡巴腙指示剂，用
上述溶液滴定至紫，消耗10.20 mL。推断该水合物样品的化学式。
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