1、2001-2010年十年化學賽題重組卷11容量分析【初賽要求】1.  有效數字。在化學計算和化學實驗中正確使用有效數字。定量儀器（天平、量筒、移液管、滴定管、容量瓶等等）測量數據的有效數字。數字運算的約化規則和運算結果的有效數字。實驗方法對有效數字的的制約。 2.  容量分析。被測物、基準物質、標準溶液、指示劑、滴定反應等基本概念。酸堿滴定的滴定曲線（酸堿強度、濃度、溶劑極性對滴定突躍影響的定性關系）。酸堿滴定指示劑的選擇。高錳酸鉀、重鉻酸鉀、硫代硫酸鈉、EDTA為標準溶液的基本滴定反應。分析結果的計算。分析結果的準確度和精密度。【決賽要求】1.

2、0;  常見容量分析的基本操作、基本反應及分析結果的計算。容量分析的誤差分析。 2.   分光光度法。比色分析。2001年第2題（2分） 目然界中，碳除了有2種穩定同位素12C和13C外，還有一種半衰期很長的放射性同位素14C，豐度也十分穩定，如下表所示（注：數據后括號里的數字是最后一位或兩位的精確度，14C只提供了大氣豐度，地殼中的含量小于表中數據）：同位素相對原子質量地殼豐度（原子分數）12C12（整數）0.9893（8）13C13.003354826（17）0.0107（8）14C14.003241982（27）1.2×1016

3、（大氣中）試問：為什么通常碳的相對原子質量只是其穩定同位素的加權平均值而不將14C也加入取平均值？ 14C不加權不會影響計算結果的有效數字，因其豐度太低了。（2分）（注：涉及有效數字的任何表述均得滿分，未涉及有效數字的不得分，如答：放射性元素不應加權求取相對原子質量之類。）1999年第5題（16分）水中氧的含量測定步驟如下:步驟1：水中的氧在堿性溶液中將Mn2+氧化為MnO(OH)2。步驟2：加入碘離子將生成的MnO(OH)2再還原成Mn2+離子。步驟3：用硫代硫酸鈉標準溶液滴定步驟2中生成的碘。有關的測定數據如下：1：Na2S2O3溶液的標定。取25.00 mL KIO3標準溶液（KIO3濃

4、度：174.8 mg·L1）與過量KI在酸性介質中反應，用Na2S2O3溶液滴定，消耗12.45 mL。2：取20.0下新鮮水樣103.5mL，按上述測定步驟滴定，消耗Na2S2O3標準溶液11.80mL。已知該溫度下水的飽和O2含量為9.08 mg·L1。3在20.0下密閉放置5天的水樣102.2mL，按上述測定步驟滴定，消耗硫代硫酸鈉標準溶液6.75 mL。1寫出上面3步所涉及的化學反應方程式。步驟1：2Mn2+O24OH2MnO(OH)2（1分）步驟2：2IMnO(OH)24H+Mn2+I23H2O（1分）或3IMnO(OH)24H+Mn2+I33H2O 步驟3：I2

5、2S2O322IS4O62（1分）或I32S2O323IS4O622計算標準溶液的濃度（單位mol·L1）。標準溶液的濃度：9.841×103 mol·L1計算過程：c(IO3)174.8×103g·L1/214.0g·mol18.168×104mol·L1（1分）c(S2O32)6×c(IO3)×V(IO3)/V(S2O32)6×8.168×104mol·L1×25.00mL/12.45mL9.841×103mol·L1（3分） 3計

6、算新鮮水樣中氧的含量（單位mg·L1）。新鮮水樣中氧的含量：8.98mg·L1（3分）計算過程：103.5mL水樣中氧的含量：n(O2)0.25×c(S2O32)×V(S2O32)0.25×9.841×103mol·L 1×11.80×103L2.903´105mol（2分）氧含量：r(O2)2.903×105mol×32.00×103mg·mol1/103.5×103L 8.98mg·L1（1分）注：新鮮水樣的氧飽和度(8.98/9.

7、08)×100%98.9% 4計算陳放水樣中氧的含量（單位mg·L1）。陳放水樣中氧的含量：5.20mg·L1計算過程：102.2mL中氧的含量：n(O2)0.25×c(S2O32)×V(S2O32)0.25×9.841×103mmol·mL1×6.75mL1.66×102mmol氧含量：r(O2)1.66×102mmol×32.00mg·mmol1/102.2×103L5.20mg·L1（3分）注：陳放引起氧的消耗量8.98mg·L1

8、5.20mg·L13.78mg·L1 5以上測定結果說明水樣具有什么性質？表明水樣里存在好氧性（或喜氧性）微生物（1.5分）或者存在能被氧氣還原的還原性物質（1.5分）（共3分）注：若計算結果正確，任何正確計算過程均得滿分；若濃度值錯誤, 再看計算過程，若關系式正確, 運算錯誤, 給一半分。1997年第四題（10分）將固體MnC2O4·2H2O放在一個可以稱出質量的容器里加熱，固體質量隨溫度變化的關系如圖所示（相對原子質量：H 1.0，C 12.0，O 16.0，Mn 55.0 )：縱坐標是固體的相對質量。說出在下列五個溫度區間各發生什么變化，并簡述理由：050

9、： MnC2O4·2H2O穩定區域（1分）50100： MnC2O4·2H2OMnC2O4 + 2H2O（2分）179 143 143/1790.80（1分）100214 ： MnC2O4 穩定區域（1分）214280 ： MnC2O4MnOCOCO2（2分）143 71 71/1790.40（1分）280943 ： 3MnO1/2O2Mn3O4 76.3/1790.43（2分）2001年第13題（10分） 溴酸鉀測定苯酚純度的步驟如下：稱取含苯酚0.6000 g的試樣溶于20.00mL 0.1250mol/L KBrO3溶液（該溶液含過量的KBr），加酸酸化。放置，待反應

10、完全后加入KI，而后用0.1050mol/L Na2S2O3溶液滴定生成的碘，滴定終點為20.00mL。計算試樣中苯酚的質最分數。 KBrO3(1mol) 3Br2(3mol) C6H5OH(1mol) 6S2O32(6mol)0.1250 mol/L×0.02000 L 0.1050 mol/L×0.02000L/62.150×103 mol(2.150×103mol/L×94.11g/mol/0.6000g)×100%33.72 % (10分)2個算式若是正確的但運算出錯可各得2分。若利用化學方程式計算，需列出4個化學方程式，方程

11、式正確可各得1分。本題的有效數字為4位。若最后結果的有效數字錯誤扣1分。2004年第7題（7分）用2份等質量的XeF2和XeF4混合物進行如下實驗：（1）一份用水處理，得到氣體A 和溶液B，A 的體積為56.7 mL（標準狀況，下同），其中含O2 22.7 mL，余為Xe。B中的XeO3能氧化30.0mL濃度為0.100mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2。（2）另一份用KI溶液處理，生成的I2被0.200mol/L Na2S2O3滴定，用去Na2S2O3 35.0mL。求混合物中XeF2和XeF4各自的物質的量。由（1）求Xe的總量：Xe 56.7mL22.7mL34.0mL34.0mL

12、/2.24×104mL/mol1.52×103mol（1分）XeO36Fe26HXe6Fe33H2O 1 6 （1分） x 0.100mol/L×0.0300mL x5.0x104mol （1分）Xe的總量 1.52×103mol5.0×104mol2.02×103mol（1分）由（2）XeF22II22S2O32 1 2 （1分） y z z2 y（1分）XeF44I2I24S2O32 1 4 （1分）2.02x103y 0.200mol/L×0.0350Lzy5.4x104mol （XeF2） （1分）XeF4 2.02

13、×103mol5.4×104mol1.48×103mol（1分）2005年第9題（12分）一種鮮花保存劑（preservativeofcutflowers）B可按以下方法制備：把丙酮肟、溴乙酸、氫氧化鉀混合在1，4二氧六環（溶劑）中反應，酸化后用乙醚提取，蒸去乙醚后經減壓蒸餾析離出中間產物A，A用11鹽酸水溶液水解，水解液濃縮后加入異丙醇（降低溶解度），冷卻，即得到晶態目標產物B，B的熔點152153（分解），可溶於水，與AgNO3溶液形成AgCl沉淀。用銀定量法以回滴方式（用NH4SCN回滴過量的AgNO3)測定目標產物B的相對分子質量，實驗過程及實驗數據如下：

14、用250毫升容量瓶配制約0.05mol/L的AgNO3溶液，同時配置250mL濃度相近的NH4SCN溶液。準確稱量烘干的NaCl 207.9mg，用100毫升容量瓶定容。用10毫升移液管移取上述AgNO3溶液到50毫升錐瓶中，加入4mL 4mol/L HNO3和1mL飽和鐵銨礬溶液，用NH4SCN溶液滴定，粉紅色保持不褪色時為滴定終點，三次實驗的平均值為6.30mL。用10毫升移液管移取NaCl溶液到50毫升錐瓶中，加入10mL AgNO3溶液、4mL 4mol/L HNO3和1mL飽和鐵銨礬溶液，用NH4SCN溶液回滴過量的AgNO3，三次實驗結果平均為1.95mL。準確稱量84.0mg產品

15、B，轉移到50毫升錐瓶中，加適量水使其溶解，加入10mL AgNO3溶液、4mL 4mol/L HNO3和1mL飽和鐵銨礬溶液，用NH4SCN溶液回滴，消耗了1.65mL。重復操作步驟，稱量的B為81.6mg，消耗的NH4SCN溶液為1.77mL；稱量的B為76.8mg，消耗的NH4SCN溶液為2.02mL。1按以上實驗數據計算出產物B的平均相對分子質量。計算過程：先計算體積比；然后標定硝酸銀的濃度；用標定的硝酸銀計算目標產物的摩爾質量。結果：AgNO3的濃度為0.0515mol/L B的相對分子質量：220（近似值）（6分） 2用質譜方法測得液相中B的最大正離子的相對式量為183。試寫出中間

16、產物A和目標產物B的結構式。O羧甲基丙酮肟，二聚氨氧乙酸一鹽酸鹽（2分） （4分）2005年備用卷第9題（12分）維生素C又稱抗壞血酸，廣泛存在于水果、蔬菜中，屬于外源性維生素，人體不能自身合成，必須從食物中攝取。其化學式為C6H8O6，相對分子量為176.1，由于分子中的烯二醇基具有還原性，能被I2定量地氧化成二酮基，半反應為：C6H8O6C6H6O62H2e j y 0.18V因此，可以采用碘量法測定維生素C藥片中抗壞血酸的含量。具體實驗步驟及結果如下：（1）準確移取0.01667mol/L的K2Cr2O7標準溶液10.00mL于碘量瓶中，加3mol/L H2SO4溶液10mL，10% K

17、I溶液10mL，塞上瓶塞，暗處放置反應5min，加入100mL水稀釋，用Na2S2O3標準溶液滴定至淡黃色時，加入2mL淀粉溶液，繼續滴定至溶液由藍色變為亮綠色。平行三次實驗，消耗Na2S2O3標準溶液平均體積為19.76mL。（2）準確移取上述Na2S2O3標準溶液10.00mL于錐瓶中，加水50mL，淀粉溶液2mL，用I2標準溶液滴定至藍色且30s不褪。平行三次實驗，消耗I2標準溶液平均體積為10.15mL。（3）準確稱取0.2205g的維生素C粉末（維生素C藥片研細所得）于錐瓶中，加新煮沸過并冷卻的蒸餾水100mL，2 mol/L HAc溶液10mL，淀粉溶液2mL，立即用I2標準溶液滴

18、定至藍色且30s不褪，消耗12.50mL。（4）重復操作步驟（3），稱取維生素C粉末0.2176g，消耗I2標準溶液為12.36mL；稱取維生素C粉末0.2332g，消耗I2標準溶液為13.21mL。根據以上實驗結果計算出該維生素C藥片中所含抗壞血酸的質量分數。 計算過程：先計算出Na2S2O3標準溶液的濃度；然后用Na2S2O3標準溶液標定I2標準溶液的濃度；再根據I2標準溶液的濃度計算抗壞血酸的質量分數。計算結果：Na2S2O3標準溶液的濃度為0.05062 mol/L；（4分）I2標準溶液的濃度為0.02494 mol/L；（4分）抗壞血酸的質量分數平均值為0.2491；（4分）2007

19、年第4 題（7 分） 化合物 A 是一種熱穩定性較差的無水的弱酸鈉鹽。用如下方法對其進行分析：將A 與惰性填料混合均勻制成樣品，加熱至400 oC，記錄含A 量不同的樣品的質量損失（%），結果列于下表:樣品中A的質量分數/%20507090樣品的質量損失/%7.418.525.833.3利用上述信息，通過作圖，推斷化合物A 的化學式，并給出主要計算過程。根據所給數據，作圖如下：由圖可見，樣品的質量損失與其中A 的質量分數呈線性關系，由直線外推至A 的質量分數為100% , 即樣品為純A，可得其質量損失為37.0 % 。作圖正確，外推得純A 質量損失為（37.0±0.5）%，得4 分；

20、作圖正確，得出線性關系，用比例法求出合理結果，也得4 分；僅作圖正確，只得2 分。樣品是熱穩定性較差的無水弱酸鈉鹽，在常見的弱酸鹽中，首先考慮碳酸氫鈉，其分解反應為：2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2該反應質量損失分數為（44.0+18.0）/（2 × 84.0） = 36.9%，與上述外推所得數據吻合。化合物A 的化學式是NaHCO3。根據所給條件并通過計算質量損失，答對NaHCO3 得3 分。答出NaHCO3 但未給出計算過程，只得1 分。其他弱酸鈉鹽通過計算可排除，例如Na2CO3 質量損失分數為 41.5%，等等。2007年第5 題（10 分） 甲苯與干

21、燥氯氣在光照下反應生成氯化芐，用下列方法分析粗產品的純度：稱取0.255 g 樣品，與25 mL 4 molL-1 氫氧化鈉水溶液在100 mL 圓底燒瓶中混合，加熱回流1 小時；冷至室溫，加入50 mL20% 硝酸后，用25.00 mL 0.1000 molL-1 硝酸銀水溶液處理，再用0.1000 molL-1 NH4SCN 水溶液滴定剩余的硝酸銀，以硫酸鐵銨為指示劑，消耗了6.75 mL。5-1 寫出分析過程的反應方程式。氯化芐分析過程的反應方程式：C6H5CH2ClNaOH C6H5CH2OH NaClNaOHHNO3NaNO3H2O (此式不計分 )AgNO3NaClAgClNaNO

22、3NH4SCNAgNO3AgSCNNH4NO3Fe3+SCN-Fe(SCN)2+（4 分）每式1 分；寫出正確的離子方程式也得滿分；最后一個反應式寫成Fe3+3SCN-Fe(SCN)3 也可。5-2 計算樣品中氯化芐的質量分數（%） 樣品中氯化芐的摩爾數等于AgNO3 溶液中Ag的摩爾數與滴定所消耗的NH4SCN 的摩爾數的差值，因而，樣品中氯化芐的質量分數為M (C6H5CH2Cl)×0.1000×(25.00-6.75)255126.6×0.1000×(25.00-6.75)255 × 100% 91%（2 分）算式和結果各1 分; 若答案

23、為90.6，得1.5 分(91%相當于三位有效數字，90.6相當于四位有效數字)。5-3 通常，上述測定結果高于樣品中氯化芐的實際含量，指出原因。測定結果偏高的原因是在甲苯與Cl2 反應生成氯化芐的過程中，可能生成少量的多氯代物C6H5CHCl2 和C6H5CCl3，反應物Cl2 及另一個產物HCl 在氯化芐中也有一定的溶解，這些雜質在與NaOH 反應中均可以產生氯離子，從而導致測定結果偏高。(2 分)凡答出由以下情況導致測定結果偏高的均得滿分：1) 多氯代物、Cl2 和HCl；2) 多氯代物和Cl2；3) 多氯代物和HCl；4) 多氯代物。凡答出以上任何一種情況，但又提到甲苯的，只得1 分。

24、若只答Cl2 和或HCl 的，只得1 分。5-4 上述分析方法是否適用于氯苯的純度分析？請說明理由。 不適用。（1 分）氯苯中，Cl 原子與苯環共軛，結合緊密，難以被OH交換下來。（1 分）氯苯與堿性水溶液的反應須在非常苛刻的條件下進行，而且氯苯的水解也是非定量的。2008年第6題 (11分) 在900oC的空氣中合成出一種含鑭、鈣和錳 (摩爾比2 : 2 : 1) 的復合氧化物，其中錳可能以 +2、+3、+4 或者混合價態存在。為確定該復合氧化物的化學式，進行如下分析：6-1 準確移取25.00 mL 0.05301 mol L-1的草酸鈉水溶液，放入錐形瓶中，加入25 mL蒸餾水和5 mL

25、 6 mol L-1的HNO3溶液，微熱至6070oC，用KMnO4溶液滴定，消耗27.75 mL。寫出滴定過程發生的反應的方程式；計算KMnO4溶液的濃度。 2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O (1分)KMnO4溶液濃度：(2/5) ´ 0.05301 ´ 25.00 / 27.75 = 0.01910 （mol L-1） (1分)反應方程式反應物C2O42-寫H2C2O4，只要配平，也得1分。下同。6-2 準確稱取0.4460 g復合氧化物樣品，放入錐形瓶中，加25.00 mL上述草酸鈉溶液和30 mL 6 mo

26、l L-1 的HNO3溶液，在6070oC下充分搖動，約半小時后得到無色透明溶液。用上述KMnO4溶液滴定，消耗10.02 mL。根據實驗結果推算復合氧化物中錳的價態，給出該復合氧化物的化學式，寫出樣品溶解過程的反應方程式。已知La的原子量為138.9。根據：化合物中金屬離子摩爾比為 La : Ca : Mn = 2 : 2 : 1，鑭和鈣的氧化態分別為+3和+2，錳的氧化態為 +2 +4，初步判斷復合氧化物的化學式為La2Ca2MnO6+x, 其中 x = 01。 (1分)滴定情況：加入C2O42-總量：25.00 mL ´ 0.05301 mol L-1 = 1.3253 mmo

27、l (0.5分)樣品溶解后，滴定消耗高錳酸鉀：10.02 mL ´ 0.01910 mol L-1 = 0.1914 mmol (0.5分)樣品溶解后剩余C2O42-量: 0.1914 mmol ´ 5/2 = 0.4785 mmol (0.5分)樣品溶解過程所消耗的C2O42-量: 1.3253 mmol - 0.4785 mmol = 0.8468 mmol (0.5分)若將以上過程合并，推論合理，結果正確，也得2分。在溶樣過程中，C2O42-變為CO2給出電子： 2 ´ 0.8468 mmol = 1.694 mmol (0.5分)有兩種求解x的方法：（1）

28、方程法：復合氧化物(La2Ca2MnO6+x)樣品的物質的量為： 0.4460 g / (508.9 + 16.0 x) g mol-1 (0.5分)La2Ca2MnO6+x中，錳的價態為: 2 ´ (6+x) -2 ´3 -2´2 = (2+2x) (1分) 溶樣過程中錳的價態變化為： (2+2 x - 2) = 2 x (0.5分)錳得電子數與C2O42-給電子數相等：2 x ´ 0.4460 g / (508.9 + 16.0 x) g mol-1 = 2 ´ 0.8468 ´ 10-3 mol (1分) x = 1.012 &

29、#187; 1 (0.5分)如果將以上步驟合并，推導合理，結果正確，也得3.5分；如果將以上步驟合并，推導合理但結果錯誤，得2分；推導錯誤，即便結果吻合，也不得分。（2）嘗試法因為溶樣過程消耗了相當量的C2O42-，可見錳的價態肯定不會是+2價。若設錳的價態為+3價，相應氧化物的化學式為La2Ca2MnO6.5, 此化學式式量為516.9 g mol-1, 稱取樣品的物質的量為：0.4460 g / (516.9 g mol-1) = 8.628 ´10-4 mol (0.5分)在溶樣過程中錳的價態變化為 1.689 ´ 10-3 mol / (8. 628 ´10-4 mol) = 1.96 (0. 5分) 錳在復合氧化物中的價態為： 2 + 1.96 = 3.96 (0. 5分) 3.96與3差別很大，+3價假設不成立； (0.5分)而結果提示Mn更接近于+4價。 (0.5分)若設Mn為+4價, 相應氧化物的化學式為La2Ca2MnO7, 此化學式式量為524.9 g mol-1。錳在復合氧化物中的價態為：2 + 2 ´ 0.8468 ´ 10-3 / (0.4460 / 524.9) =