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2024年北京大学中学生化学春季研讨营试题

2024.2.16

第1题化学中的定量关系

11-为测定有机硫胺素样品中的硫含量，需将样品中的硫首先转化成H2S,用12标准溶液吸收使之转化为S

（反应1）,过量的碘则用Na2S2O3标准溶液滴定（反应2）。称取0.5750g硫胺素样品，其转化所得H2S以15.00

mL浓度为0.03200mol・L-il2标准溶液吸收，后续滴定消耗26.29mL浓度为0.01750mol-L1Na2S2O3标准溶

液。

11--1写出反应1和反应2的离子方程式。

1-1-2计算硫胺素样品中S的百分含量。

1-2移取HCl.FeCb（pH〜2）试样溶液25.00mL,以0.02000molL^ETA滴定终点，消耗18.00mLETA。

另取25.00mL该试样，准确加入上述滴定时消耗的ETA,之后以甲基红为指示剂，以0.05000mol/LNaOH

滴定终点，消耗23.20mLo计算该试样溶液中HC1和FeCb的浓度。（考虑到溶解度问题，配制ETA

溶液采用的是乙二胺四乙酸的二钠盐溶液）

1-3现有一草酸盐混合样品，由Na2C2O4量134.0）和KHC2O4（式量128.1）组成。称取0.2586g该样品，

置于250mL锥形瓶中，加约20mL纯水溶解之，加5mL的2.0mol/L』的H2SO4酸化，以0.01660mol・L-i

KMnCU标准溶液滴定该溶液，消耗48.39mLo

1-3-1写出滴定反应方程式。

1-3-2计算样品中的KHC2O4的百分含量。

第2题冰晶石及其衍生结构

冰晶石是一种天然矿物，其对氧化铝具有的独特溶解能力，在Hall-Heroult工艺制铝的工业生产中作为

电解质。电解池正常运行时温度通常控制在955〜965。。之间，低于冰晶石的熔点（1011°C）o室温下冰晶

石为单斜结构的a-相，温度高于550°C则变为立方结构的。■相。

2-1通过元素替代，在室温下即可获得立方相的冰晶石衍生结构，钾冰晶石就是其中的代表性实例。该化

合物的结构可以从以下角度分析:Na*作立方密堆积，A『+填入所有的八面体空隙，K+填入所有的四面体空

隙，

F位于所有相邻Na-Al连线上。

21--1写出钾冰晶石的化学式并判断其点阵型式。

2-1-2结构分析显示，钾冰晶石晶胞参数a=8.119A,若将晶胞原点放在Na+原子上，离原点最近的一个离

子的坐标参数是（0.2775,0,0）o计算Na-F,AI-F,K-F的键长。（单位A）

2-2基于钾冰晶石的结构，可以进行系列变换，从而将结构关联起来。为突出重点并简化分析，可认为F位

于所有相邻Na.Al连线的中点，其他离子位置保持不变。

2-2-1若将Na和A1的位置都换成另一种元素M,其他原子位置均保持不变，写出新结构的组成、晶体的点

阵型式和晶胞参数。

2-2-2若将Na+和AH都去掉，用另一种元素E取代K+和F,假设原子位置都不变，写出由元素E形成的

晶体中一个晶胞内所有原子的坐标（晶胞原点取在E原子上）。

2-2-3若将AP+和F去掉，并沿a,b,c方向间隔去掉一半的K+,再用另一种元素G取代所有的Na+和剩余的

K+,假设原子位置都不变，写出所形成晶体的结构基元及晶胞参数。

2-3根据所给钾冰晶石结构的特点，判断它可以和以下哪种结构类型关联：

a.萤石b.钙钛矿c.金红石d.方石英

2-4写出钾冰晶石结构与在2-3中所选结构的具体关联方式（即阴阳离子的对应关系）。

第3题未知物的推测

某种非金属硫化物矿是一种柔钦的橙红色晶体（分子晶体A）,它在光照下转化成另一种晶型B,B为橙

黄色单斜棱柱状晶体。A和B分子中的中心元素的原子近似按照四面体排布，并与同样数目的硫原子以不

同的方式结合。A分子对称性高，每种元素只有一种化学环境，而B分子中只有一个对称面，每种元素均

有三种不同的化学环境。A与NaOH反应（反应1）,得到两种盐C和（中心元素氧化数相同）和一种单

质E。将C的溶液酸化并通入H2S,可以得到沉淀F；F溶解在Na2S中又得到了。C与浓盐酸反应得到

G,G与NaBH4反应得到气体H（分子量77.95,反应2）,H热分解得到E。C也可以在酸中直接与NaBH4

反应（