11月8日!
阴转小雨!
兰杰来到考点,参加化竞复赛理论考试。
化竞理复赛理论考卷的满分是100分。第一题,元素推断题,说金属A常用于铁的防护,A与氯气反应得到B,B发生某反应得到C,C发生某反应……一直反应一直得到新产物,请写出A~I的化学式。
关键线索:向B的盐酸溶液中通入H2S,得到金黄色沉淀(俗称金粉)。
近年来,随着同学们对大学无机化学知识的不断了解,元素推断题从“技能考查”演变为“知识背诵”,甚至出现了“背好某某书,元素推断全精通”之语,令人无奈,好生悲哀。
这道元素推断题,元素化学基础好的选手一看到金粉,就可以立即推断出A是Sn。
真是这样吗?
是的,就是这样。
兰杰知道A一定是Sn,他以Sn为起点,很快推演出SnCl4、SnCl2、Sn(C6H5)4……
第一题属于知识点碾压题,记住了相关知识点,就能碾压第一题。反之则被碾压。
这份卷子中类似第一题的题目只有一题。剩下的题目,不仅需要选手具备足够的知识,更需要灵活运用的技巧。
第二题,说光电材料领域有一类有机/无机杂化薄膜太阳能材料是前沿材料,这类材料由三种离子组成,其晶体的晶胞有4条沿体对角线的C3轴,A为显正一价的阳离子或基团,其分数坐标为(0,0,0)。B为金属Pb2+、Sn2+等阳离子,其分数坐标为(1/2,1/2,1/2)。X为Cl-、Br-、I-等卤素离子,分数坐标为(0,1/2,1/2)、(1/2,0,1/2)、(1/2,1/2,0)。
然后就是要求选手们利用晶体结构的知识与技巧,求出一系列的结果。
‘这个东西是钙钛矿太阳能电池吗?’
兰杰设定这个东西就是钙钛矿太阳能电池,然后开始了他的推演和计算。
不管这个东西具体是什么东西,Pauling第一规则和第二规则都是适用的。
‘A与X共同构成立方密堆积!’
‘B填充于6个X离子构成的八面体空隙中,所以B对X的配位数为6!’
‘计算求得X周围的负电荷为1!’
‘即正负电荷平衡,不存在分立的配位离子,结构稳定!’
‘是的,这个东西是钙钛矿太阳能电池!’
‘有机离子在有机/无机杂化薄膜太阳能电池中作为钙钛矿材料的阳离子,功函影响着其与直接接触材料的接触性,从而影响太阳能电池的能量转换效率!’
‘无机离子构成的晶体骨架可以稳定结构,有效降低载流子的损失,从而提升太阳能电池的性能!’
‘求得,A离子半径范围为245~286pm!’
‘这个钙钛矿太阳能电池有点东西啊!值得研究!’
兰杰继续研究后面的题目,并研究出了一些心得。
叮叮叮!
交卷!
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