中国化学会2005年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）备用试题 及答案和评分标准 （2005年10月9日 9：00 - 12：00共计3小时） 题 号 满 分 得 分 评卷人 ? ? ? ?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 总 12 12 10 8 10 10 10 8 12 8 100 竞赛时间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。时间到，把试卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立撤离考场。
试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。
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He4.003ONeBCNFLiBe6.9419.01210.8112.0114.0116.0019.0020.18AlSiPSClArNaMg26.9828.0930.9732.0735.4539.9522.9924.31GeAsSeKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaBrKr39.1040.0844.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9358.6963.5565.3969.7272.6174.9278.9679.9083.80InSnSbTe I XeRbSrYZr NbMo Tc RuRhPdAgCd85.4787.6288.9191.2292.9195.9498.91101.1102.9106.4107.9112.4114.8118.7121.8127.6126.9131.3Hf TaW Re OsIrPt AuHgTl PbBiPoAtRnCsBa[210][222]132.9137.3La-Lu178.5180.9183.9186.2190.2192.2195.1197.0200.6204.4207.2209.0[210][210]FrRa[223][226]Ac-LrRfDbSgBhHsMtH1.008相对原子质量
第1题（12分）将H2O2慢慢加入到SbF5的HF溶液中得一白色固体A，A是一种盐类，其阴离子呈八面体结构。
1-1 A的结构简式 [H3O2]+[SbF6]- (2分)，生成A的化学方程式
H2O2+HF+SbF5=[H3O2]+[SbF6]- (1分)。
1-2 A不稳定，能定量分解，B是产物之一，其中亦含有八面体结构，B的结构简式为
[H3O]+[SbF6]- (2分)。
1-3 若将H2S气体通入SbF5的HF溶液中，则得晶体C，C中仍含有八面体结构，写出C
的结构简式 [SH3]+[SbF6]- (2分)。生成C的化学反应方程式是H2S+HF+SbF5=[SH3]+[SbF6]- (1分)。
1-4 将H2O2滴入液氨中得白色固体D，D是一种盐，含有正四面体结构，写出D的结构
式[NH4]+[HOO]- (2分) 和生成反应方程式 H2O2+NH3=[NH4]+[HOO]- (1分)
1-5 比较H2O2和H2S的性质异同 H2O2既是酸又是碱，H2S是一种碱 （1分）。
第2题（12分）锂电池由于其安全可靠的性能, 体积小、质量轻、高效能及可逆等卓越品质
被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、数码相机等便携式电子器材中。 下图为锂电池工作原理图, 阴极材料由LiMO2 (M=Co, Ni, V, Mn)构成, 阳极材料由石墨构成, 阴、阳两极之间用半透膜隔开, 充电时锂离子由阴极向阳极迁移, 放电时则相反, 电池可表示为:
(-)Cn/LiClO4/LiMO2(+)
2-1 写出锂电池充放电时的可逆电极反应。
Cathode: LiMO2=Li1-xMO2+xLi++xe Anode: nC+xLi++xe=LixCn 正反应为充电、逆反应为放电反应。 （4分） 2-2 根据上图所示的LiMO2的尖晶石结构, 写出氧的堆积方式, 并指出Li和M占据何种空
隙, 画出以氧为顶点的一个晶胞。 O: 立方面心密堆积; Li和M占据八面体空隙; （1分） 以氧为顶点的一个晶胞表示如下: （2分） 2-3 锂离子在阳极与石墨形成固体混合物, 试推测并画出锂离子嵌入石墨的可能结构。
（3分） 2-4 早期的阳极材料用的是锂金属, 试指出锂金属作阳极材料的不足, 并说明还可以用什么物质替代石墨作阳极材料? 锂活泼, 易与电解质反应, 形成锂的枝状晶体, 导致电池被侵蚀或爆炸。 （1分） 还可用低熔点的金属如Si, Bi, Pb, Sn, Cd等与锂掺杂形成金属合金, 或用电解质如液体电解质LiPF6, LiBF6, LiAsF6及LiOSO2CF3(用有机溶剂不能含水), 以及固体电解质等。 （1分） 第3题（10分）固体发光材料是一种能将激发的能量转变为可见光的固体物质。在基质中掺入杂质, 含量可达千分之几或百分之几, 可调整发光效率、余辉及发光光谱。如在刚玉Al2O3基质中掺入0.05~1.0%的Cr3+及在Y2O3基质中掺入Eu3+等均可制成固体发光材料。 3-1 推测Al2O3基质中掺入Cr3+的发光原理。 Al3+和O2-是满壳层电子结构, 能隙大, 电子不易激发, 故无色; （2分） 掺入的Cr3+是过渡金属, 具有3d电子, 在晶体中置换部分Al3+形成较低的激发态能级, 两个强吸收带分别吸收黄绿色及蓝色的光, 只有红光透过, 因而掺Cr3+的刚玉呈绚丽的红色, 称为红宝石。 （3分） 3-2 Y2O3属立方晶系, 将Y2O3的立方晶胞分为8个小立方体, Y在小立方体的面心和顶点, O位于小立方体内的四面体空隙, 画出这样四个小立方体, 指出Y和O的配位数。
（4分） Y的O的配位数为6, O的Y配位数为4。 （1分） 第4题（8分）本题涉及4种组成不同的配合物，它们都是平面正方形结构。 4-1 PtCl2·2KCl的水溶液与二乙硫醚（Et2S）反应（摩尔比1：2）得到两种结构不同的黄
色配合物，该反应的化学方程式和配合物的立体结构是： PtCl2·2KCl+2Et2S=[Pt(Et2S)2 Cl2]+2KCl （2分）
Cl Pt SEt2 Cl Cl Pt SEt2 SEt2 SEt2 Cl 顺式 反式 （各0.5分） 4-2 PtCl2·2KCl的水溶液与足量Et2S反应获得的配合物为淡红色晶体，它与AgNO3反应（摩尔比1：2）得到两种组成不同的配合物，写出上述两个反应的化学方程式
2PtCl2·2KCl +4Et2S=[Pt(Et2S)4][PtCl4] +4KCl (3分) [Pt(Et2S)4][PtCl4] +2AgNO3=Ag2[PtCl4]+ [Pt(Et2S)4](NO3)2 (2分) 第5题（10分）氯化钯是一种重要的催化剂，在石油化工和汽车尾气转化中应用广泛，从工业废料中提取钯通常得到的物料是二氯二氨合钯，然后再用复杂的工艺得到氯化钯，并且环境污染严重，转化率低。2005年有人报道制取的新工艺，过程较简单，无污染，直收率99%，产品纯度＞99.95%。
5-1 在二氯二氨合钯中加入一定量的水和盐酸，加热至100℃得澄清溶液A。写出该反应的
化学方程式：
Pd(NH3)2Cl2+2HCl=(NH4)2[PdCl4] （2分） 5-2 于上述A的热溶液中加入一定量的氯酸钠溶液，继续加热溶液有气体逸出，得溶液B，写出该反应的化学方程式，此时钯以何形式存在？ 6ClO3-+10NH4+=3Cl2+5N2+18H2O+4H+ （2分） 钯以H2PdCl4形式存在 （1分） 5-3在溶液B中加入10%NaOH溶液调节pH＝10，保持溶液温度在100℃左右得沉淀C。如溶液PH＞10，上清液中钯含量升高。分别写出溶液B中生成沉淀C及上清液中钯量又升高的化学反应方程式。
H2PdCl4+4NaOH=Pd(OH)2?+4NaCl+2H2O （2分） 过量NaOH与部分Pd(OH)2发生反应： Pd(OH)2+2 NaOH＝Na2[Pd(OH)4] （2分） 5-4在C中加入浓盐酸加热至100℃浓缩直至蒸干，再在120℃下烘5小时。写出发生的化
学反应方程式 Pd(OH)2+2HCl= PtCl2+2H2O （1分） 第6题（10分） 6-1 给出下列四种化合物的化学名称
A A的名称
2-(对-异丁基苯基)丙酸 或：布洛芬
（1分）
COOH
B
OOCH3CCH2CCH3 B的名称 2,4-戊二酮 或：乙酰丙酮 （1分） ==C
O=NHCH3O C的名称 α-甲基丁二酰亚胺 （1分） D
OO丙酮缩乙二醇 （1分） CH3-C-CH3 D的名称
6-2写出下列每步反应的主要产物（A、B、C）的结构式
ONaOC2H5A_C2H5OHBNaOC2H5NaOC2H5C
OOA （2分） OC2H5 OB （2分） CO2C2H5 C （2分） OCOCH3 =O=
第7题（10分）20世纪60年代，化学家发现了一类酸性比100%的硫酸还要强的酸，称之为魔酸，其酸性强至可以将质子给予δ受体，CF3SO3H就是其中常见的魔酸之一。 7-1 试写出CH3CH3与CF3SO3H可能的反应式。 HCH3CH3+CF3SO3HCH3CH3+CF3SO3_（2.5分）
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