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国际化学奥林匹克 · 2024年

题目

  1. 第 1 题元素镓(Ga, Z=31Z=31)是铝生产的副产品。氮化镓由 GaX2OX3\ce{Ga2O3} 与氨加热制得:GaX2OX3+2 NHX3→2 GaN+3 HX2O\ce{Ga2O3 + 2NH3 -> 2GaN + 3H2O}。计算制备 100 g GaN 所需的 GaX2OX3\ce{Ga2O3} 质量。(M(GaX2OX3)=187.4M(\ce{Ga2O3}) = 187.4 g mol−1^{-1},M(GaN)=83.7M(\ce{GaN}) = 83.7 g mol−1^{-1})解答: 1
  2. 第 2 题使用半导体金属氧化物(SMOX)的电阻式气体传感器可检测痕量杂质。混合氧化物X具有正常尖晶石结构 A2+B23+O42−\mathrm{A^{2+}B^{3+}_2O^{2-}_4},由金属Z的结晶水合草酸盐 ZCX2OX4 ⋅ kHX2O\ce{ZC2O4*\mathit{k}H2O} 在空气中分解制得。加热至140 °C时水合物失重19.7 %;在空气中500 °C继续加热得到2.407 g黑色X和3.8 dm3^3 COX2\ce{CO2}(101325 Pa、500 °C)。(a) 确定X的化学式和 kk 值。(b) 尖晶石结构中 OX2−\ce{O^{2-}} 离子构成面心立方晶格,A2+\mathrm{A^{2+}} 阳离子占据部分四面体空隙,B3+\mathrm{B^{3+}} 阳离子占据部分八面体空隙。计算正常尖晶石 AB2O4\mathrm{AB_2O_4} 中四面体位点被占据的百分比。解答: 1