第23届国际化学奥林匹克竞赛理论试题解答-掌门1对1.pdf

年第 期 化 学教育 第 届国际化学奥林匹克竞赛 试题 理论部分 解答 国际化学奥林匹克 段连运沈松 源 北京 大 学化学系 北京化工学院 金属硫化物溶于酸时可 能有 一 质子化变成 一 和 金 属离子与酸根离子结合为络 离子 被氧化为游离态的硫 溶 解在无氧化性 非络合性 的 酸 中时 拼 十 卜 护日 十 一 拱 十 按 题意 溶 液 中 各离子的 起始 浓度为 一 一 一 一 所 以 不 溶于一 一 在 一 全 丁 中 一被 氧化 为 百 十 一 诊 这 二 一 汀 喀 所以 卜 一 一 一 二 一 人 十 丁 十 念 一 一 十 班鱼竺韭 兀 又 压 一 时 在 中溶解度为 一 一 一 厂 了 子 飞 所以 竺上共哥 共 乡 六巴 二二 产 贬 夕 摇 夕 澎 该值远远 大于 十 干 十 所以 一 二 一 八 一 兀 一 一 一 所以 可溶于 一 一 一 二 一 一一 一 一 在一元强 酸 中 尸 十 了 十 二 一 一 一 士 一 一 十 一 一 一 因此 溶于 一 一 一 元强 酸 的溶解 问题 在无氧化性 非络合性酸 中 一 一 由于 不与 一形成稳 定的络合物 因而 一 2 1 a C o H s b Y CH 而 5 2一 C5 2一 1 H 十 K H 斗 2 K K 士10 一 2 1 m o l d m 一3 C uZ十 5 2一 10 一 2 K sp C u S A CH OB 二 H 3 C 一C一C H O 49 H s ZB rZ 一C H o B r 4 C 6 H O 每个单元有一个 双键 一 9 6 4 8 7 0 0 4 5 5 一2 9 8x 3 38 x 1 0 一 二 5 3 6 kJ m o l 一 11 6g m o l 一 1 酮醛 C 二 CH COCH CH COOH E CH COOH d E 一 了 O 几I 一二二 井二石乙 勺1J m 01 宜 Q 1 c a伪 曰 O 口 了 几 j才 CH COOH 4 对A g A g 电极 E E 0 059 lg a人 十 对A g A g CI 1 Cl 一 电极 a A g 由A gC I的 溶度积K sp决定 即 K sP二aA a C a g K s P a cl一 G CH Z COOC H CH COOC Z H Z CH COCH CH CHO 能斯脱方程为 E E OA 人g 0 0 5 9lg K s P 一0 0 5 9 lg ae E A 一 0 os91 gae 一 E e 一 z el 一E 人 0 o 59 lgK s p 0 7 9 9 0 0 5919 1 了3xzo 一 0 799 一 0 57 7 0 2 2 2 V 5 E o H H C 一 E O H g 旧 厂斗 十 旦 二玺 迫 2 lgK sp H g C I lgK sp HgZC I ZX E OH H 一 E oH 矛 斗 0 0 59 决决 1 甘汞电极 十 发生还原 合 Hg C 2 一 Hg C Ag A gC I电极 一 发生氧化 Ag C l 一 A g CI e 电池反 应方程式 Ag 合 H ZC 2一H g AgC 2 G 厂 F E O 二一 9 6 4 8 7 X 0 0 4 5 5 一4 3 9 kJ 一 m o l 一 1 所以反 应可 自发进 行 中 E 7 1 中 所以两条谱线发射的光子均可使铜晶体中 的铜原子电离 光电子的动能分别为 E K 2 1 E Z 1一 小 一 8 91 x 10 一1O J E K 7 1 二 E 7 一 币 13 91 x 1D 一IO J x y 侣 3 3 x 3 念x l 3 x s x 1 2 1 2 7 2 7 9 1 1 1 0 33 0 0 4 所以 Cl是所用的元素 3 a C1CI 吞每 4 电子 的德布罗意波长为 厄瓦而丁 丫 E K 其 孑m 乙 甲 二 切二万 只 对 E Z 二5 20 x20 一 m 只2 对 E 7衬1 4 i 6x o 一 m 究 3 一 2 一一 甲甲 二兀 b 卢产 为 产 卜曰气 C 5 1 A为 B为 D为E为 化合物C 2 能够产生 3 个同位素峰的元素只能 是B r或C l 对化合物E而言 n 3 因此有 刃 二 二3 3 x y 十3 y 少y 对B r x 夕 5 0 5 4 7 OBr 4 9 4 6 B r 澎1 1 二 十 y 3二l 3 3 1 与题意不符 对C I 二 y 二 7 5 53 CI 24 47 7 CI 澎 3 l 2介甲 化合物D 4 G G 3 讨诊 H 2 5 0 一 gH Z O 了 工旦 旦卜里 98 18 二 1 02 f日 门祖月J仁 m o 比 于 是有 空间阻碍 G G 难 以外消旋 5 50 丝H o H 50 9 4 合 HZ C1CICT 设l000m 出口气体需水为牙Zkg 生 成 95 的H 2504Z kg 则 4463 1 才2 警 X 一3 Z 10 0 x 10 一3 6 把它 们完全氧 化 生成H C I CO 和H O 从而无毒 以 为例 牙 59 3 kg Z 446 3 k g 所以 i 00 o ni 出 口气体需要 水 sg 3kg 生成98 的H ZSO 峨 4 6 3 kg 3 a 设生产的发烟H ZS O H Z S O 0 3 0 6 代 l 十 14 一 2Co 叻 H 刃 5 0 和99 H 50 比为 K 则 H 25 0 4 音 HZo 的摩尔 6 l a 设 此发烟硫酸为H 5 0 x SO 则 K 八22 5 10 0 二 0 8 1 6阴 m 0 8 1 6 x 8 0戈 80 x 98 x 100 2 0 戈之0 306m o l 可得 1 306x 0 8i6x z 50 1 3065 0 H O H 5 04 0 3 0 6 50 3 1 000m 3 出口气体中 1 000 x 1 0 x 1 01 3 x 10 3 n 503 一一百丽不两而尸一一 澎4463 m o l 设需要不 k g水 则 8 16 x 警 H20 0 6 H 2 5 0 30 650 3 H Z SO二 去 HZO 所以 4 4 6 3 1 3 0 6X0 8 1 6劣 y 8 16 二 碧 8x l 一 3 廿 4463 1 306 万 0 01 8 附 二6 1 5 k g y 65 6义 8 9 3 1 0 7x 1 所 以 每100 0 m 出口气体需要61 5k g水 b 设能 生产出 k g 发烟H 5 0 则 4463 1 306飞丽下丁感 万后丽刃又丁 石几 x 澎418 6 k g 所以每 IO0 0m 出 口 气体能 生产发 烟 H S 415 6 k g b 在问题 l 中 生产