英國化學奧林匹克競賽?(UKChO)試題解析

近日，2022英國化學奧林匹克學術活動?(UKChO)公布了獲獎名單。來自深國交的63名參賽選手表現優異，取得了不俗的成績。

39名同學獲得金獎（Golden），15名同學獲得銀獎（Silver），6名同學獲得銅獎（Bronze）。

今天就帶大家來看一道2020年英國化學奧林匹克學術活動試題，感受下難易度~

原題

答案

講解

（a）

（i）:題干中提示，氧化鈣和碳單質發生歧化反應生成一氧化碳和碳化鈣，將反應物CaO和C寫于左側，生成物CaC2 和CO寫于右側。Ca、O均已配平，碳單質前面配個3，完成配平。

（ii）：碳還需要四個電子達穩定,鈣每個提供一個電子,剩余的由碳碳之間形成三鍵。因此C22-的結構就為[:C≡C:]2- 。

（b）：題干中提示，碳化鈣和水反應生成乙炔和氫氧化鈣，將反應物CaC2 和水寫于左側，生成物Ca(OH)2和C2H2寫于右側，水前面配個2，完成配平。

（c）：題干中提示了鹽酸的摩爾濃度以及鹽酸的體積，因此可求出加入鹽酸的物質的量。因為題干中提示，20cm3 的混合物能和加入的鹽酸恰好完全中和，因此能求出20cm3以及50cm3 混合物中氫氧化鈣的物質的量，進而能求出反應物碳化鈣的物質的量以及質量，最終求出碳化鈣樣品的純度。

（d）：

位于晶胞頂點的微粒,實際提供給晶胞的只有1/8;

位于晶胞棱邊的微粒,實際提供給晶胞的只有1/4;

位于晶胞面心的微粒,實際提供給晶胞的只有1/2;

位于晶胞中心的微粒,實際提供給晶胞的為1。

由此可計算出一個晶胞里應有2個鈣原子，由于碳化鈣中，鈣和碳的數目比為1：2，可推出碳化鈣的一個晶胞中應有2個鈣原子和4個碳原子。

（e）：用碳化鈣的摩爾質量除以碳化鈣的密度，再除以阿伏伽德羅常數，即為一個碳化鈣晶胞的體積，除以題干中給定的x、y，就能算出z的長度。

注：?代表的是埃米，1埃米等于10-10米。大家不用擔心，像這種題目中出現的偏僻單位換算，會在考試中給出來的。

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