2016第30届“扬子石化杯”中国化学奥林匹克竞赛(江苏赛区)初赛试卷及答案

第29届中国化学奥林匹克初赛试题及答案第1题（8分）写出下列各化学反应的方程式。

1-1将热的硝酸铅溶液滴入热的铬酸钾溶液产生碱式铬酸铅沉淀[Pb2(OH)2CrO4]。

1-2向含氰化氢的废水中加入铁粉和K2CO3制备黄血盐[K4Fe(CN)6·3H2O]。

1-3酸性溶液中，黄血盐用KMnO4处理，被彻底氧化，产生NO3－和CO2。

1-4在水中，Ag2SO4与单质S作用，沉淀变为Ag2S，分离，所得溶液中加碘水不褪色。

第2题(12分)2-1实验室现有试剂：盐酸，硝酸，乙酸，氢氧化钠，氨水。

从中选择一种试剂，分别分离以下各组固体混合物（不要求复原，括号内数据是溶度积），指出溶解的固体。

(1)CaCO3(3.4×10-9)和CaC2O4(2.3×10-9)(2)BaSO4(1.1×10-10)和BaCrO4(1.1×10-10)(3)Zn(OH)2(3.0×10-17)和Ni(OH)2(5.5×10-16)(4)AgCl(1.8×10-10)和Agl(8.5×10-17)(5)ZnS(2.5×10-22)和HgS(1.6×10-52)2-2在酸化的KI溶液中通入SO2，观察到溶液变黄并出现混油(a)，继续通SO2，溶液变为无色(b)，写出与现象a和b相对应所发生反应的方程式。

写出总反应方程式(c)，指出KI在反应中的作用。

2-3分子量为4000的聚乙二醇有良好的水溶性，是一种缓泻剂，它不会被消化道吸收，也不会在体内转化，却能使肠道保持水分。

2-3-1以下哪个结构简式代表聚乙二醇？2-3-2聚乙二醇为何能保持肠道里的水分？2-3-3聚乙二醇可由环氧乙烷在酸性条件下聚合而成，写出反应式。

第3题(10分)3-1早在19世纪初期，法国科学家Dulong和Petit测定比热时，发现金属的比热(c m)与其原子量的乘积近似为常数6cal·g-1·℃-1(1cal=4.18J)。

4 42016 年“扬子石化杯”第 30 届中国化学奥林匹克竞赛（江苏赛区）夏令营暨选拔赛试题、参考答案及解析（2016 年 7 月 20 日 无锡市第一中学 陈劭源）第 1 题（12 分）1－1 二氧化碳是自然界碳循环中的重要物质。

植物通过光合作用将二氧化碳和水转换为碳水化合物和；溶解了二氧化碳的雨水和地下水可以将石灰岩变为可溶的 （填化学式）；CO 2 分子是 分子（填“极性”或“非极性”），可以与许多物质反应，下列物质中能与二 氧 化 碳 反 应 的 是 。

A. 金属镁B. 苏打C. 小苏打D. 二氧化硫1－2 硫－氮化合物在无机化学中是一个非常活跃的研究领域。

实验测得 S 2N 2 分子为环状四方平面型结构，对称性为 D 2h 点群，S －N 键长为 165 pm ，键角约为 90°。

S 原子的价电子排布[1]为 ；从离域 π 键的角度分析，S 2N 2 分子可以看成是 S 和 N 原子间通过杂化轨道形成 σ 键的环状四方平面分子骨架， 在垂直分子平面方向形成了一个离域大 π 键。

S 2N 2 中 N 原子的杂化方式 为 ， 离 域 大 π 键 可 表 达 为 。

【参考答案】1－1 氧气 Ca(HCO 3)2 非极性 （每空 2 分，共 6 分） A B （每个 1 分，共 2 分）1－2 3s 23p 4 sp 2 （每空 1 分，共 2 分）【试题解析】∏ 6 （2 分 ）1－1 植物光合作用时，发生如下反应（条件略去）：CO 2 + H 2O → (CH 2O) + O 2↑；CO 2，H 2O 和碳酸钙可以发生如下反应：CO 2 + H 2O + CaCO 3 = Ca(HCO 3)2；CO 2 中的共价键虽然是极性共价键，但由于分子本身对称，所以是非极性分子；点燃的镁条可以和 CO 2 反应，置换出 CO 2 中的 C ；CO 2 和苏打反应，生成小苏打；和小苏打、二氧化硫都不反应。

第29届中国化学奥林匹克初赛试题及答案第1题（8分）写出下列各化学反应的方程式。

1-1将热的硝酸铅溶液滴入热的铬酸钾溶液产生碱式铬酸铅沉淀[Pb2(OH)2CrO4]。

1-2向含氰化氢的废水中加入铁粉和K2CO3制备黄血盐[K4Fe(CN)6·3H2O]。

1-3酸性溶液中，黄血盐用KMnO4处理，被彻底氧化，产生NO3－和CO2。

1-4在水中，Ag2SO4与单质S作用，沉淀变为Ag2S，分离，所得溶液中加碘水不褪色。

第2题(12分)2-1实验室现有试剂：盐酸，硝酸，乙酸，氢氧化钠，氨水。

从中选择一种试剂，分别分离以下各组固体混合物（不要求复原，括号内数据是溶度积），指出溶解的固体。

(1)CaCO3(3.4×10-9)和CaC2O4(2.3×10-9)(2)BaSO4(1.1×10-10)和BaCrO4(1.1×10-10)(3)Zn(OH)2(3.0×10-17)和Ni(OH)2(5.5×10-16)(4)AgCl(1.8×10-10)和Agl(8.5×10-17)(5)ZnS(2.5×10-22)和HgS(1.6×10-52)2-2在酸化的KI溶液中通入SO2，观察到溶液变黄并出现混油(a)，继续通SO2，溶液变为无色(b)，写出与现象a和b相对应所发生反应的方程式。

写出总反应方程式(c)，指出KI在反应中的作用。

2-3分子量为4000的聚乙二醇有良好的水溶性，是一种缓泻剂，它不会被消化道吸收，也不会在体内转化，却能使肠道保持水分。

2-3-1以下哪个结构简式代表聚乙二醇？2-3-2聚乙二醇为何能保持肠道里的水分？2-3-3聚乙二醇可由环氧乙烷在酸性条件下聚合而成，写出反应式。

第3题(10分)3-1早在19世纪初期，法国科学家Dulong和Petit测定比热时，发现金属的比热(c m)与其原子量的乘积近似为常数6cal·g-1·℃-1(1cal=4.18J)。

第29届中国化学奥林匹克初赛试题及答案第1题（8分）写出下列各化学反应的方程式。

1-1将热的硝酸铅溶液滴入热的铬酸钾溶液产生碱式铬酸铅沉淀[Pb2(OH)2CrO4]。

1-2向含氰化氢的废水中加入铁粉和K2CO3制备黄血盐[K4Fe(CN)6·3H2O]。

1-3酸性溶液中，黄血盐用KMnO4处理，被彻底氧化，产生NO3－和CO2。

1-4在水中，Ag2SO4及单质S作用，沉淀变为Ag2S，分离，所得溶液中加碘水不褪色。

第2题(12分)2-1实验室现有试剂：盐酸，硝酸，乙酸，氢氧化钠，氨水。

从中选择一种试剂，分别分离以下各组固体混合物（不要求复原，括号内数据是溶度积），指出溶解的固体。

(1)CaCO3(3.4×10-9)和CaC2O4(2.3×10-9)(2)BaSO4(1.1×10-10)和BaCrO4(1.1×10-10)(3)Zn(OH)2(3.0×10-17)和Ni(OH)2(5.5×10-16)(4)AgCl(1.8×10-10)和Agl(8.5×10-17)(5)ZnS(2.5×10-22)和HgS(1.6×10-52)2-2在酸化的KI溶液中通入SO2，观察到溶液变黄并出现混油(a)，继续通SO2，溶液变为无色(b)，写出及现象a和b相对应所发生反应的方程式。

写出总反应方程式(c)，指出KI在反应中的作用。

2-3分子量为4000的聚乙二醇有良好的水溶性，是一种缓泻剂，它不会被消化道吸收，也不会在体内转化，却能使肠道保持水分。

2-3-1以下哪个结构简式代表聚乙二醇？2-3-2聚乙二醇为何能保持肠道里的水分？2-3-3聚乙二醇可由环氧乙烷在酸性条件下聚合而成，写出反应式。

第3题(10分)3-1早在19世纪初期，法国科学家Dulong和Petit测定比热时，发现金属的比热(c m)及其原子量的乘积近似为常数6cal·g-1·℃-1(1cal=4.18J)。

2016年“扬子石化杯”第30届中国化学奥林匹克竞赛（江苏赛区）夏令营暨选拔赛试题参考答案及评分标准说明化学方程式配平错误扣一半分第1题（12分）1-1 氧气Ca(HCO3)2 非极性（每空2分，共6分） A B （每个1分，共2分）1-2 3s23p4sp2(每空1分，共2分) 6（2分）4第2题（12分）2-1 Na2S + I2 === 2NaI + S （1分）2Na2S2O3 + I2 === 2NaI + Na2S4O6（1分）ZnCO3 + Na2S ===ZnS↓+ Na2CO3 （2分）71.48% 28.00% （每空2分，共4分）2-2 pH=p K a – lg（[H2CO3]）/([HCO3-]) 或pH = 6.35- lg（[H2CO3]）/([HCO3-]) (2分) 0.100 （2分）第3题(9分)3-1NCl3 + 3H2O === NH3 + 3HClO （2分）PCl3 + 3H2O === H3PO3+ HCl （2分）3-2 弱弱强（每空1分，共3分）3-3 2Mn2+ + 5NaBiO3 + 14H+ === 2MnO4- +5Na+ + 5Bi+ + 7H2O （2分）第4题（10分）4-1 白Fe(OH)2(每空2分，共4分)4-2 [Ni(en)2(NO2)2] 八面体型(每空2分，共4分) N、O (2分，写出一个得1分) 第5题（10分）5-1 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p3+5 +3 -3 （每空1分，共4分）5-2 2Sb2S3 + 9O2 === 2Sb2O3 + 6SO2（2分）5-3 [H3O2]+[SbF6]-（2分）2[H3O2]+[SbF6]- === 2[H3O]+[SbF6]- + O2 (2分)第6题（5分）6-1H2、Cu、Zn （2分）6-2Cu （1分）6-3 6.05×10-39mol·L-1（2分）第7题（12分）7-1（2分）面心正交晶胞1个I2分子（每空1分，共2分）注;晶胞中画出的I2分子必须同时具备以下两个条件才可得分A）处于面心位置B）与相互平行的晶面面心的I2分子平行。

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2242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在熔融状态下反应得到。

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的反应方程式。

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，加入FeSO4，混匀，然后顺着管壁加入浓H2SO4，在溶液的界面上出现“棕色环”。

分离出棕色物质，研究发现其化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4。

该物质显顺磁性，磁矩为3.8 μB (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”的反应方程式。

2-2推出中心离子的价电子组态、自旋态(高或低)和氧化态。

第3题(13分)3-1好奇心是科学发展的内在动力之一。

P2O3和P2O5是两种经典的化合物，其分子结构已经确定。

自然而然会有如下问题：是否存在磷氧原子比介于二者之间的化合物？由此出发，化学家合成并证实了这些中间化合物的存在。

3-1-1写出这些中间化合物的分子式。

3-1-2 画出其中具有2重旋转轴的分子的结构图。

根据键长不同，将P-O键分组并用阿拉伯数字标出（键长相同的用同一个数字标识）。

比较键角∠O-P(V)-O和∠O-P(III)-O的大小。

3-2NH3分子独立存在时H-N-H键角为106.7o。

右图是[Zn(NH3)6]2+离子的部分结构以及H-N-H键角的测量值。

解释配合物中H-N-H键角变为109.5o的原因。

3-3 量子化学计算预测未知化合物是现代化学发展的途径之一。

2016年2月有人通过计算预言铁也存在四氧化物，其分子构型是四面体，但该分子中铁的氧化态是+6而不是+8。

3-3-1 写出该分子中铁的价电子组态。

正确画出四个氧原子围绕中心铁原子形成四面体分布且示出两个氧之间的过氧键，得满分；若正确画出四面体分布但未示出过氧键，得2分；其他答案不得分。

第30届中国化学奥林匹克（初赛）试题第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。

1-2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1-3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。

写出反应的离子方程式。

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在熔融状态下反应得到。

它是易溶于水，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的反应方程式。

1-4-2 写出A中阴离子水解反应的离子方程式。

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，加入FeSO4，混匀，然后顺着管壁加入浓硫酸，在溶液的界面上出现“棕色环”。

分离出棕色物质，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”的反应方程式。

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 棕色物质中的NO的键长及自由NO分子中N-O键长相比，变长还是变短？简述理由。

第3题(13分)3-1好奇心是科学发展的内在动力之一。

P2O3和P2O5是两种经典的化合物，其分子结构已经确定。

自然而然会有如下问题：是否存在磷氧原子比介于二者之间的化合物？由此出发，化学家合成并证实了这些中间化合物的存在。

3-1-1写出这些中间化合物的分子式。

3-1-2画出其中具有2重旋转轴的分子的结构图。