第四十一屆國際化學奧林匹亞競賽初選筆試試題改編/潤澤(正心中學劉子麟老師)

Pt NH3 NH₃ Cl Cl Pt NH3 NH3 H3N NH₃ Pt Cl Cl Cl Cl Pt Cl NH₃ Cl NH3 X Y Z cis-〔Pt(NH3)2Cl2〕 trans-〔Pt(NH3)2Cl2〕 2+ 2-〔Pt(NH3)4〕 2+_〔PtCl 4〕 2-1.00 0.76 0.27 重 量 (g) 溫 度 (o_C) X Y Z 250 500 0

第四十一屆國際化學奧林匹亞(41

st

IchO 2009)

初選(筆試)試題改編/潤澤(090103)

正心中學/劉子麟

第貳部份：非選擇題 (註：沿用原試題之題號)

一、學生曾正強在實驗室製備出 X、Y 及 Z 三種含鉑的化合物，三者皆為逆磁性的白色結晶： ① X 的分子式為 Pt(NH₃)₂Cl₂，可溶於乙醇(極性溶劑)中。(註：X 可用作癌症之化療藥品) ② Y 的分子式亦為 Pt(NH₃)₂Cl₂，可溶於石油醚、四氯化碳(非極性溶劑)中。 ③ Z 為離子晶體，其實驗式亦為 Pt(NH₃)₂Cl₂，可溶於水(強極性溶劑)中。 試回答下列各個問題： (a) 分別寫出 X、Y 及 Z 的結構式。 (b) 判斷三個溶液的導電性：X/C2H5OH、Y/CCl4 及 Z/H2O (c) 分別寫出在 X、Y 及 Z 中，Pt(II)離子的混成軌域。 (d) 鍵結前，Pt(II)離子的電子組態為何 ? 二、實驗室中，學生曾正強將 1.00 克的草酸鎂結晶 X〔MgC2O4·nH2O (s)〕緩慢加熱，在加熱 過程中，逐漸提高溫度，並通入純氮將反應所生成的氣體/蒸氣“帶走”。當 X 受熱時，先 分解成 Y；再由 Y 分解成 Z。 (原子量：Mg=24、C=12、O=16) (註：Y 及 Z 皆為固態產物，呈白色粉末狀；Z 對熱十分穩定) 試回答下列各個問題： (a) 在 X 的化學式中，n=? (b) 分別寫出 Y 及 Z 的化學式。 (c) 寫出 Y 熱分解成 Z 的反應方程式，並須平衡各個係數。 ________________________________________________________________________________

參考答案：

一、 (a) (b) 在 X/C2H5OH 及 Y/CCl4 中，因溶液不含離子，故無法導電； 在 Z/H2O 中，含有 [Pt(NH3)4]2+(aq) 及 [PtCl4]2-(aq)；可藉離子的移動而導電。 (c) Pt(II)離子的混成軌域皆為 dsp2 (d) Pt(II)離子的電子組態皆為[Xe]4f14 5d8 二、 (a) n=2 (b) Y 為 MgC2O4、 Z 為 MgO (c) MgC2O4 (s) MgO (s) + CO (g) + CO2 (g)