中国化学会2005年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）备用试....DOC

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（2005年月日 9：00 - 12：00共计3小时） 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 总 分 12 12 10 8 10 10 10 8 12 8 100 得 分 评卷人 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。 姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 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。 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)。 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)。 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)。 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) 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(+) 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。 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