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1999年全国高中学生化学竞赛(初赛)试题及答案 第一题(12分) 12.0g含2种化合物(由常见元素组成)的近白色固体溶于过量盐酸, 释放出2.94L气体(标准状态), 气体密度为同温度下空气密度的1.52倍; 剩余的不溶性残渣含氧53.2%,既不溶于酸又不溶于稀碱溶液。通过计算分别写出2种化学物质的化学式。 【答案】 要点1:1.52×29.0g·mol-1=44.1g·mol-1,这种气体是CO2(2分) CO2物质的量:2.94L/22.4L·mol-1=0.131mol;(2分) (或CO2的质量:0.131mol×44.0g·mol-1=5.78g) 要点2:由上面的计算可知一种物质为碳酸盐:MCO3。(M=Mg) 设M为常见元素Mg,则MgCO3质量为0.131mol×84.3g·mol-1=11.0g; (若设M=Ca,则CaCO3质量为0.131mol×100g·mol-1=13.1g>12.0g; 不合题意。若为Na2CO3(106g·mol-1)也不合题意)故M=Mg(6分) 注:若没有对CaCO3的讨论,只给3分。 要点3:既不溶于酸也不溶于稀碱的另一种物质是SiO2 (不可能是M2O,MO,M2O3): [32.0/(28.1+32.0) ]×100%=53.2%(符合题意)(2分) 化合物的化学式:MgCO3,SiO2 第二题(10分) A和B两种物质互相溶解的关系如图1所示,横坐标表示体系的总组成,纵坐标为温度,由下至上,温度逐渐升高。T1时a是B在A中的饱和溶液的组成,b是A在B中的饱和溶液的组成(T2时相应为c、d)。T3为临界温度,此时A和B完全互溶。图中曲线内为两相,曲线外为一相(不饱和液)。某些物质如H2O和(C2H5)3N,C3H5(OH)3和间-CH3C6H4NH2有低的临界温度(见示意图2)。请根据上述事实,回答下列问题: 图1 图2 1.解释图1中T3存在的原因。 2.说明图2所示的两对物质存在低的临界温度的原因。 2.描述图2所示的两对物质的互溶过程。 【答案】 1.物质的溶解度通常随着温度的升高而增大,所以在一定的温度下,A和B两种物质能达到完全互溶。(2分) 2.某些物质如H2O和(C2H5)3N,C3H5(OH)3和间-CH3C6H4NH2存在低的临界温度的原因是它们在较低温度能形成分子间氢键,然而,随着温度的升高,分子间氢键破裂,所以溶解度反而减小。(4分) 3.(2分) (若画为1个H2O和2个(C2H5)3N分子形成氢键也给2分) (2分) (氢键位置不同、生成1、2、3个氢键或其它合理答案均给分) 第三题(12分) 铬的化学丰富多采,实验结果常出人意料。将过量30%H2O2加入(NH4)2CrO4的氨水溶液, 热至50℃后冷至0℃,析出暗棕红色晶体A。元素分析报告:A含Cr 31.1%,N 25.1%,H 5.4%。在极性溶剂中A不导电。红外图谱证实A 有N-H键,且与游离氨分子键能相差不太大,还证实A 中的铬原子周围有7个配位原子提供孤对电子与铬原子形成配位键,呈五角双锥构型。 1.以上信息表明A的化学式为: ;可能的结构式为: 。 2.A中铬的氧化数为: 。 3.预期A 最特征的化学性质为: 。 4.生成晶体A的反应是氧化还原反应,方程式是: 。 【答案】 1.A 的化学式Cr(NH3)3O4 或CrN3H9O4(写成其他形式也可以)(2分) A 的可能结构式如下图:(4分) 1式和/或2式均得满分,但无2个过氧键O—O者得零分。 (编者注:还可画出其他结构式,但本题强调的是结构中有2个过氧键,并不要求判断它们在结构中的正确位置。) 2.A中铬的氧化数为+4(2分) 3.氧化还原性(或易分解或不稳定等类似表述均得满分)(2分) 4.化学方程式:CrO42-+3NH3+3H2O2=Cr(NH3)3(O2)2+O2+2H2O+2OH-(2分) 第四题(12分) 市场上出现过一种一氧化碳检测器,其外观像一张塑料信用卡,正中有一个直径不到2cm的小窗口,露出橙红色固态物质。若发现橙红色转为黑色而在短时间内不复原,表明室内一氧化碳浓度超标,有中毒危险。一氧化碳不超标时,橙红色虽也会变黑却能很快复原。已知检测器的化学成分:亲水性的硅胶、氯化钙、固体酸H8[Si(Mo2O7)6]·28H2O、CuCl2·2H2O和PdCl2·2H2O(注:橙红色为复合色,不必细究)。 1.CO与PdCl2·2H2O的反应方程式为: 。 2.题1的产

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