共11页 6
锰得电子数与C2O42?给电子数相等：
2 x ? 0.4460 g / [(508.9 + 16.0 x) g mol?1] = 2 ? 0.8468 ? 10?3 mol (1分) x = 1.012 ? 1 (0.5分) 如果将以上步骤合并，推导合理，结果正确，也得3.5分；如果将以上步骤合并，推导合理但结果错误，得2分；推导错误，即便结果吻合，也不得分。 （2）尝试法
因为溶样过程消耗了相当量的C2O42?，可见锰的价态肯定不会是+2价。若设锰的价态为+3价，相应氧化物的化学式为La2Ca2MnO6.5, 此化学式式量为516.9 g mol-1, 称取样品的物质的量为：
0.4460 g / (516.9 g mol-1) = 8.628 ?10?4 mol (0.5分) 在溶样过程中锰的价态变化为
1.689 ? 10?3 mol / (8. 628 ?10?4 mol) = 1.96 (0. 5分) 锰在复合氧化物中的价态为： 2 + 1.96 = 3.96 (0. 5分) 3.96与3差别很大，+3价假设不成立； (0.5分) 而结果提示Mn更接近于+4价。 (0.5分) 若设Mn为+4价, 相应氧化物的化学式为La2Ca2MnO7, 此化学式式量为524.9 g mol-1。 锰在复合氧化物中的价态为：
2 + 2 ? 0.8468 ? 10?3 / (0.4460 / 524.9) = 3.99 ? 4 (0.5分) 假设与结果吻合，可见在复合氧化物中，Mn为+4价。 (0.5分) 如果将以上步骤合并，推导合理，结果正确，也得3.5分；如果将以上步骤合并，推导合理但结果错误，得2分；推导错误，即便结果吻合，也不得分。
该复合氧化物的化学式为La2Ca2MnO7 (1分) 溶样过程的反应方程式为：
La2Ca2MnO7 + C2O42? + 14H+ = 2La3+ + 2Ca2+ + Mn2+ + 2CO2 + 7H2O (1分)
未经计算得出La2Ca2MnO7，方程式正确，只得方程式的1分。
第7题 (14分) AX4四面体 (A为中心原子，如硅、锗；X为配位原子，如氧、硫) 在无机化合物中很常见。四面体T1按下图所示方式相连可形成一系列“超四面体”（T2、T3···）：
7-1 上图中T1、T2和T3的化学式分别为AX4、A4X10和A10X20，推出超四面体T4的化学式。
T1 T2 T3
共11页 7
T4超四面体的化学式为A20X35 (1分)
7-2 分别指出超四面体T3、T4中各有几种环境不同的X原子，每种X原子各连接几个A
原子？在上述两种超四面体中每种X原子的数目各是多少？ T3超四面体中，有3种不同环境的X原子。(1分)
其中4个X原子在顶点上，所连接A原子数为1；(0.5分)
12个X原子在超四面体的边上，所连接A原子数为2；(0.5分)
4个原子在超四面体的面上，所连接A原子数为3。(1分) (共3分)
T4超四面体中有5种不同环境的X原子。 （2分） 其中4个X原子在顶点上，所连接A原子数为1； (0.5分) 12个X原子在超四面体的边上但不在边的中心，所连接A原子数为2； (0.5分)
6个X原子在超四面体的边的中心，所连接A原子数为2； (0.5分) 12个原子在超四面体的面上，所连接A原子数为3； (0.5分)
1个在超四面体的中心，所连接A原子数为4。 (1分) （共5分）
7-3 若分别以T1、T2、T3、T4为结构单元共顶点相连（顶点X原子只连接两个A原子），形
成无限三维结构，分别写出所得三维骨架的化学式。
化学式分别为 AX2, A4X8, A10X18, A20X33。 (每式0.5分，共2分) 答分别为 AX2, AX2, A5X9, A20X33也可。
7-4 欲使上述T3超四面体连接所得三维骨架的化学式所带电荷分别为+4、0和 ?4，A选
Zn2+、In3+或Ge4+，X取S2-，给出带三种不同电荷的骨架的化学式（各给出一种，结构单元中的离子数成简单整数比）。
A10X184+ 只能是Ge10S184+； (1分) A10X18可以是Zn2Ge8S18，In2ZnGe7S18，In4Ge6S18； (1分) 只要答出其中一种，得1分； A10X184?可以是
Zn4Ge6S184?, In8Ge2S184?, In6ZnGe3S184?, In4Zn2Ge4S184?, In2Zn3Ge5S184?； (1分) 只要答出其中一种，得1分。
第8题 (9分) 由烷基镁热分解制得镁的氢化物。实验测定，该氢化物中氢的质量分数为7.6%，氢的密度为0.101 g cm?3，镁和氢的核间距为194.8 pm。已知氢原子的共价半径为37pm，Mg2+ 的离子半径为72 pm。
8-1 写出该氢化物中氢的存在形式，并简述理由。
H? (1分) 镁-氢间距离为194.8 pm，Mg2+离子半径为72 pm，则氢的半径为194.8 pm－72 pm ＝123 pm。此值远大于氢原子的共价半径, 这说明H原子以H? 离子的形式存在。(1分)
8-2 将上述氢化物与金属镍在一定条件下用球磨机研磨，可制得化学式为Mg2NiH4的化合物。
X-射线衍射分析表明，该化合物的立方晶胞的面心和顶点均被镍原子占据，所有镁原子的配位数都相等。推断镁原子在Mg2NiH4晶胞中的位置(写出推理过程)。 Mg原子与Ni原子数之比为2 : 1，故每个晶胞中含8个镁原子。所有镁原子的配位数
共11页 8
相等，它们只能填入由镍原子形成的四面体空隙。 (3分) 镁原子的位置用下列坐标参数表示也得3分：
1?4, 1?4, 1?4； 1?4, 1?4, 3?4； 3?4, 3?4, 1?4； 3?4, 3?4, 3?4； 1?4, 3?4, 1?4； 1?4, 3?4, 3?4； 3?4, 1?4, 1?4； 3?4, 1?4, 3?4。
坐标错一组，扣0.5分，不得负分。
其他答案不得分。
8-3 实验测定，上述Mg2NiH4晶体的晶胞参数为646.5 pm，计算该晶体中镁和镍的核间距。
已知镁和镍的原子半径分别为159.9 pm和124.6 pm。
镁镍间的距离为
dMg-Ni?11?3a?3?646.5 pm?279.9 pm (2分) 44算式及答案皆正确（包括单位）得2分； 算式对但结果错；只得1分；结果中数对但
单位错，得1.5分。用原子半径相加计算镁-镍间的距离，不得分。
8-4 若以材料中氢的密度与液态氢密度之比定义储氢材料的储氢能力，计算Mg2NiH4的储氢
能力（假定氢可全部放出；液氢的密度为0.0708 g cm?3）。 储氢能力＝晶体的密度×氢的质量分数÷液氢密度
?4?M?Mg2NiH4?3.622/100?NAa30.0708g cm-3 (2分)
4?111.34g mol-13.622/100??6.022?1023mol-1?(6.465?10-8cm)30.0708g cm-3 = 1.40 = 1.4
算法及结果皆正确得2分；算法（式）正确但结果错得1分；无过程不得分。
只有结果但无算式，不得分。
氢的原子量取1不取1.008，算出结果1.39，只得1.5分。
第9题 (7分) 化合物A、B和C互为同分异构体。它们的元素分析数据为：碳 92.3%, 氢 7.7%。1 mol A在氧气中充分燃烧产生179.2 L二氧化碳（标准状况）。A是芳香化合物，分子中所有的原子共平面；B是具有两个支链的链状化合物，分子中只有两种不同化学环境的氢原子，偶极矩等于零；C是烷烃，分子中碳原子的化学环境完全相同。 9-1 写出A、B和C的分子式。
C8H8 (1分)
其他答案不得分。
9-2 画出A、B和C的结构简式。
A的结构简式：
CHCH2 或 (2分)
HCCH写成H或键线式也得分；苯环画成也可，其他答案不得
共11页 9
分。
B的结构简式：
HCCCH3CCCCH CH3 (2分)
写成键线式 也得分；其他答案不得分。
C的结构简式：
HCHCHCHHCCCHCCCHCHCHCHCHCHCHHC (2分)
H写成H
， 或写成键线式，其他答案不得分。
第10题 (11分) 化合物A、B、C和D互为同分异构体，分子量为136，分子中只含碳、氢、氧，其中氧的含量为23.5%。实验表明：化合物A、B、C和D均是一取代芳香化合物，其中A、C和D的芳环侧链上只含一个官能团。4个化合物在碱性条件下可以进行如下反应：
ABCNaOH 溶液NaOH 溶液NaOH 溶液NaOH 溶液酸化酸化酸化K + H2OE (C7H6O2) + FG (C7H8O) + HI (芳香化合物) + J D
10-1 写出A、B、C和D的分子式。
C8H8O2 (1分)
10-2 画出A、B、C和D的结构简式。
A的结构简式：
OOCH3
或
COOCH3 (1分)
共11页 10
若写成C6H5COOCH3也得分。
B的结构简式：
OCH2OCHCH2OCHO 或 (1分)
若写成C6H5CH2OCHO也得分。
C的结构简式：
OOCCH3 或
OCOCH3 (1分)
若写成C6H5OCOCH3也得分。
D的结构简式：
OHOCH2COOH 或 (1分)
若写成C6H5CH2COOH也得分。
10-3 A和D分别与NaOH溶液发生了哪类反应？
A与NaOH溶液发生了酯的碱性水解反应。 (0.5分) 答碱性水解反应、酯的水解反应或水解反应、皂化、取代反应也得0.5分。 D与NaOH溶液发生了酸碱中和反应。 (0.5分) 答酸碱反应或中和反应也得0.5分；其他答案不得分。
10-4 写出H分子中官能团的名称。
醛基和羧基。 各0.5分 (共1分)
10-5 现有如下溶液：HCl、HNO3、NH3 ? H2O、NaOH、NaHCO3、饱和Br2水、FeCl3和
NH4Cl。从中选择合适试剂，设计一种实验方案，鉴别E、G和I。
由题目给出的信息可推出：E是苯甲酸，G是苯甲醇，I是苯酚。根据所给试剂，可采用如下方案鉴定。 方案1：
取3个试管，各加2mL水，分别将少许E、G、I加入试管中，再各加1-2滴FeCl3 溶液，呈现蓝紫色的试管中的化合物为苯酚I。 (2分) 另取2个试管，各加适量NaOH溶液，分别将E和G加入试管中，充分振荡后，不溶于NaOH溶液的化合物为苯甲醇G，溶于NaOH溶液的化合物为苯甲酸E。
(2分)
方案2：
取3个试管，各加2mL水，分别将少许E、G、I加入试管中，再各加几滴溴水，产生白色沉淀的试管中的化合物为苯酚I； (2分) 另取2个试管，各加适量NaOH溶液，分别将E和G加入试管中，充分振荡后，不溶于NaOH溶液的为苯甲醇G。溶于NaOH溶液的为苯甲酸E。 (2分)
中国化学会第22届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试题及标准答案
