第37届中国化学奥林匹克(初赛)试题参考答案.pdf

第 37 届中国化学奥林匹克(初赛)试题参考答案 每题实际得分分值应为每题设定分数与占比乘积，总分 100 分。 第 1 题（14 分，占 7% ）镓的化合物 1-1 半导体工业中通过刻蚀制造微纳结构。GaN 是重要的半导体材料，通常采用含氯气体 在放电条件下进行刻蚀。写出利用 Ar-Cl2 混合气体放电刻蚀 GaN 的化学方程式。 1-1 2GaN + 3Cl2 → 2GaCl + N （2 分） 3 2 1-2 金属镓熔点很低但沸点很高，其中存在二聚体 Ga 。1990 年，科学家将液态 Ga 和 I 2 2 在甲苯中超声处理，得到了组成为 GaI 的物质。该物质中含有多种不同氧化态的 Ga ，具 有两种可能的结构，分子式分别为 Ga I (A)和 Ga I (B) ，二者对应的阴离子分别为 C 和 4 4 6 6 D，两种阴离子均由 Ga 和 I 构成且其中所有原子的价层均满足 8 电子。写出示出 A 和 B 组成特点的结构简式并标出 Ga 的氧化态，画出 C 和 D 的结构。 0 I III 1-2 A 为[Ga ] [Ga ][Ga I ] （结构简式1 分，氧化态 2 分） 2 4 0 I III B 为[Ga ] [Ga ] [Ga I ] （结构简式1 分，氧化态 2 分） 2 2 2 6 （各1 分，未标电荷不得分） 1-3 GaI 常用于合成低价 Ga 的化合物．将GaI 与 Ar’Li(Ar’基如图所示，解答中直接采用 简写 Ar’)在-78°C 的甲苯溶液中反应，得到晶体 E，E 中含有 2 个 Ga 原子；E 在乙醚溶 液中与金属钠反应得到晶体 F，X 射线晶体学表明，F 中的Ga-Ga 键长比 E 中短0.028 nm ，关于F 中Ga-Ga 的键级历史上曾有过争议，其中一种观点认为，F 中的Ga 价层满足 8 电子。基于该观点，画出E 和 F 的结构式。 1-3 （各2 分，未标电荷或未写出阳离子扣 1 分） 第 2 题（12 分，占 6% ）复盐的组成 在NH Cl-CuCl -H O 体系中，结晶出一种淡蓝色物质A ，其组成可表示为xNH Cl·CuCl ·y H O 。 4 2 2 4 2 2 - 称取 1.4026 g 晶体A ，溶于水并在250 mL 容量瓶中定容。Cl 分析：移取 25.00 mL 溶液， 加入 2 滴 0.5%荧光黄的乙醇溶液和一滴稀 NaOH 溶液，再加 2 mL 0.5%淀粉溶液，用 0.1036 mol·L-1 AgNO3 溶液滴定 （反应1）至出现粉红色，消耗 19.52 mL；Cu2+分析：移取 25.00 mL 溶液，加入 l mol·L-1 H SO 溶液 5 mL，再加固体KI 1.5 g ，混匀井放置 （反应2 ），用0.02864 2 4 mol·L-1 Na S O 溶液滴定 （反应3 ），至棕色较浅时加入2 mL 0.5%淀粉溶液，继续滴至蓝 2 2 3 紫色恰好消失，消耗 17.65 mL。 2-1 写出反应 1 ~ 3 的方程式。 + - 2-1 反应 1：Ag + Cl → AgCl