第25届中国化学奥林匹克竞赛（初赛）试题解析（2011年9月11日）

试题

第1题（15分）

1-1 2011年是国际化学年，是居里夫人获得诺贝尔化学奖100周年。居里夫人发现的两种化学元素的元素符号和中文名称分别是 __________和 __________。

1-2 向TiOSO₄水溶液中加入锌粒，反应后溶液变为紫色。在清液中滴加适量的CuCl₂水溶液，产生白色沉淀。生成白色沉淀的离子方程式是__________。继续滴加CuCl₂水溶液，白色沉淀消失，其离子方程式是__________。

1-3 20世纪60年代维也纳大学V.Gutmann研究小组报道，三原子分子A可由SF₄和NH₃反应合成；A被AgF₂氧化得到沸点为27的三元化合物B。A和B分子中的中心原子与同种端位原子的核间距几乎相等；B分子有一根三重轴和3个镜面。画出A和B的结构式（明确示出单键和重键，不在纸面上的键用楔形键表示，非键合电子不必标出）。

1-4 画出Al₂（n-C₄H₉）₄H₂和Mg［Al（CH₃）₄］₂的结构简式。

1-5 已知。

① 写出氯气和三氯化铁反应形成高铁酸根的离子方程式。

② 写出高铁酸钾在酸性水溶液中分解的离子方程式。

③ 用高铁酸钾与镁等组成碱性电池，写出该电池的电极反应。

第2题（11分）

2-1 画出2,4-戊二酮的钠盐与Mn³⁺形成的电中性配合物的结构式（配体用表示）。

2-2 已知该配合物的磁矩为4.9玻尔磁子，配合物中Mn的未成对电子数为。

2-3 回答：该化合物有无手性？为什么？

2-4 画出2,4-戊二酮负离子的结构简式（须明确示出其共轭部分），写出其中离域π键的表示符号。

2-5 橙黄色固体配合物A的名称是三氯化六氨合钴（Ⅲ），是将二氯化钴、浓氨水、氯化铵和过氧化氢混合，以活性炭为催化剂合成的。机理研究发现，反应过程中首先得到Co（NH₃）²⁺6离子；随后发生配体取代反应，得到以新配体为桥键的双核离子B⁴⁺；接着发生桥键断裂，同时两个中心原子分别将一个电子传递到均裂后的新配体上，得到两个C²⁺离子；最后C²⁺离子在活性炭表面上发生配体取代反应，并与氯离子结合形成固体配合物A。写出合成配合物A的总反应方程式；画出B⁴⁺和C²⁺离子的结构式。

第3题（8分）

近年来，某些轻元素的含氢化合物及其复合体系作为氢源受到广泛关注。化合物A （XYH₂）和B（XH）都是具有潜在应用价值的释氢材料。A受热分解生成固体化合物C并放出刺激性气体D, D可使湿润的pH试纸变蓝。A和B混合可优化放氢性能。研究发现，该混合体系的放氢反应分三步进行：

将A和B按1∶2的摩尔比混合，在催化剂作用下，所含的氢全部以氢气放出，失重10.4%。

A、C、E均能水解生成F和D。G是由X和Y组成的二元化合物，其阴离子是二氧化碳的等电子体，G分解生成E和一种无色无味的气体I。写出A、B、C、D、E、F、G和I的化学式。

第4题（9分）

固溶体BaIn_xCo_1－_xO_3－_δ是兼具电子导电性与离子导电性的功能材料，Co的氧化数随组成和制备条件而变化，In则保持+3价不变。为测定化合物BaIn_0.55Co_0.45O_3－_δ中Co的氧化数，确定化合物中的氧含量，进行了如下分析：称取0.2034 g样品，加入足量KI溶液和适量HCl溶液，与样品反应使其溶解。以淀粉为指示剂，用0.05000 mol L^－1Na₂S₂O₃标准溶液滴定，消耗10.85 mL。