全国高中学生化竞赛分析化学习题解析

全国高中学生化竞赛（ 省级赛区 ）化学分析习题解析 1.（ 8 分） 1)对比实验：其一的草酸溶液中加 子，另一不加。在滴加 液时，加 反应速率快。或证明 子能与 I)、 V)或 应。（ 4 分） 2)寻找一种试剂能与 I)、 V)或 成配合物或难溶物；加入这种试剂，反应速率变慢。 （注：表述形式不限。其他设计思想也可以，只要有道理都可得分。） 2.（ 10 分） X 是 2 分）； Y 是 2 分）； Z 是 2 分） 推理过程如下： 要点 1： X 为不活泼金属 ,设为一种重金属 , 但熟悉的金属或者其氯化物与锌的置换反应得到的产物的质量太小 ,或者其水溶液颜色不合题意 , 均不合适 , 经诸如此类的排他法假设 X 为金，由此 Y=置换反应的计算结果为： 2 3 3 2 应得到 质量 = 197 g/ g 反应消耗 = g/3/2 = g 反应后得到的固体质量增重： g g = g (2 分 ) 要点 2：由 u 的含量占 50%, 而5%, 可见 设为配合物 含 8%, 仍大于 50%, 故假设它是水合物 , 则可求得 : 摩尔质量为 中 含量为 197/394 = 50%。(2 分 ) 其他推理过程，只要合理，也得满分。 3. (10 分） 3 6(6 103 103 g / g) 100 % = (10 分 ) 2 个算式若是正确的但运算出错可各得 2 分。 若利用化学方程式计算，需列出 4 个化学方程式，方程式正确可各得1 分。 本题的有效数字为 4 位。若最后结果的有效数字错误扣 1 分。 4. （ 18 分） + 5I + 6H+ 3 3 （ 2 分） + 7I + 8H+ 4 4 （ 2 分） 2I + 2 （ 2 分 ） 2 2I + （ 2 分） （ 2分） + 2 + 2I + （ 2 分） 正四面体 （ 2分） 2分） 2 分） 5. (8 分）解：（ 1） 中 +7 氧化态， 它的物质的量 n= （ 1 分） 在 变化中， 1得到 5子，则 得到电子 5 = 子 （ 1 分） 1去的电子为 (子 （ 1 分）被还原后 氧化数为 78 = 1 （ 1 分）（ 2） 电子构型为得一个电子后，其电子构型为 是一种合理的电子排布式。 （ 2 分） 6.解题思路 整个试题围绕着 A 是什么物质。可以把有关的信息用如下的图形来综合： 先可以把 A 写成 中的 M 是铜是无疑的，因 A 经加热分解可以得到铜（ M X 是什么？这是本题的难点。先根据 有 结构，是 M： X 1 1 的组成， A 只可能是 等，显然，只有 是与其他信息对应的，若是 成反应中就找不到被强还原剂（ 原的元素，若是 铜和磷的化合价矛盾（按化合价，应是 者 不是 组成），所以 A 是 果选手以为 A 是 等物质，与 A 的晶体结构属 （ 1 1 的 盾，更无后面所述的几种化学性质，不可取。解决了 A 是什么（本题的关键），其余的问题引刃而解。 解 1 4 分） 2 4364342 分） 【分析】 题面已经告诉反应在水溶液里进行，配平时加水应在情理之中，题面已经告诉得到磷酸和硫酸，因此得到其他别的产物不得分；不配平也不得分，后面的反应式也要配平，不配平不得分。 3 23222 分） 【分析】 + C u (+ H 2 O ) A + H 2 + H 3 A 是红棕色难溶物A 具有 的组成 ，即 1 ： 1 型化合物A 加热分解得到 一种气体，可见 A 中有 氯气反应，是一个氧化还原反应A 与盐酸反应放出气体，这种气体不可能是 A 中的 定是A 中的另一组成产生的，可 假设 X +H C l 产生的气体，可假设 M =C 成 给分，因铜与氯气反应得到氯化铜属于中学化学知识点。 4 2 分） 【分析】 单单写成 如果写成 以考虑给一半分，因这种错误不 属于中学的知识点。或写成 23得分。因各小题明显相关，答不出后面各小题均无分，因此后几小题分值较低。 7.【解题思路与试题分析】 如果说上题最后一部分是“看表释义”，则本题是“看图识字”。试题的题面并没有说实验装置叫什么，是避免过多分散精力。这种仪器叫做热分析仪，本题涉及的是其中的热重分析。本题的解必须通过计算，计算的基础是图中的相对失重，要假设发生一个化学方程，然后进行失重的计算来论证，是否与题面的图中的实验数据相吻合。这种工作方法是实实在在的热重分析方法。当然，这种分析在很大程度上仍然有猜测的成分，因此最后的证实还要靠更多的分析手段，特别是热分解产物的结构分析（本题没有涉及）。 【解】 0 50 定区域（ 1 分） 50 100 22 分） 179 143 143/179 1 分） 100 214 稳定区域（ 1 分） 214 280 2 分） 143 71 71/179 1 分） 280 943 31/2 79 2 分） 8. 时 培总共提供电量 Q 216 103C子 每电解 1需电子 2 个 , 故有 ，即 （ 3）从剩余溶液的总质量（ 200g ，有 质离开溶液，其中有 被电解，由此可得出 结晶的 质量为 晶的 质量为 ( M( 晶水的质量为 ( 2M( 余的溶液的质量分数浓度 为 m(m( m( 多保留 1 位有效数字 )。 （ 4）试题的最终要求是计算电解槽的温度。根据上面的计算结果，每 100g 溶液里有 用试题给出的数据（表），得知 T 应在 20 30之间。这是不是就是答案呢？应该说，能够得到这个温度范围就可以给分。但本题问的是温度而不是温度范围，因此只有求出温度才完全符合要求。求算的方法是：设此期间溶解度与温度呈线性关系，则 T 273 20 ( 10 K 301K（答： 28） 一个方程不难得出：产物里的硫的来源有两个，设物质的量： n() x 和 n() y，硫酸钡里的硫的摩尔数是这两种反应物里硫的摩尔数的加和，所以等于 x 2y x 2y 得出另一个数学方程，一般解法是先写出配平的氧化还原反应，但是，也可以直接比较硫和铬反应前后的氧化态。后一思路更简洁，更值得推荐。由于有两种可能的解法，因而试题没有对写配平方程式判分。按写方程式的思路（这是费时的，但作为试题评析，是更直观的 ；为降低配平反应方程式的困难，我们选 H)3 为铬的产物 , 写铬的其他产物也一样得出系数关系）： 3 2 53 2H)3 4 3 摩尔 与 2 摩尔 相当，若不发生第二个反应， 3 2 = x铬的摩尔数 铬的摩尔数 2x/3 3 8 176 8H)3 10 3 摩尔 与 8 摩尔相当 若不发生第一个反应 , 同理得8y/3铬的摩尔数 两个反应都发生，故有： 2/3x 8/3y 将 2 个数学方程联立 ,即可得解： x 10 3 y 10 3 4 分） （ 3）原始溶液的浓度： c() 0 2 ； c() 0 2 （ 4 分）。 这像是送分，但经验告诉我们，粗心大意的应试人经常会忘记这一步，因而要重罚，以示警钟。这 4 分既好拿又不好拿，不能跟上面的劳动量比，它们没有可比性，因为后者是心理测试分，前者是运算技能分。 ： 1 1，这种气体是 2 分） 质的量： 1 2 分） （或 质量： 1 要点 2：由上面的计算可知一种物质为碳酸盐： M 设 M 为常见元素 量为 1 （若设 M 量为 100g1 不合题意。若为 106g1）也不合题意）故 M 6分） 注：若没有对 讨论，只给 3 分。 要点 3：既不溶于酸也不溶于稀碱的另一种物质是 不可能是 100% 符合题意）（ 2 分） 化合物的化学式： 1步骤 1： 2 4 2H)2（ 1 分） 步骤 2： 2I H)2 4H+ 31 分） 或 3I H)2 4H+ 3步骤 3： 2 2I 1 分） 或 2 3I 2标准溶液的浓度： 10 3 1 计算过程： c() 10 3gL 1/1 10 4 1（ 1 分） c( 6 c( V()/V() 6 10 4 1 103 1（ 3 分） 3新鲜水样中氧的含量： 1 计算过程： 样中氧的含量： n( c() V() 10 3 1 10 3L 0 5含量 ： ( 10 5103mg1/10 3L 1（ 3 分） 注：新鲜水样的氧饱和度 ( 100% 4陈放水样中氧的含量： 1 计算过程： 氧的含量： n( c() V() 10 31 10 2含量 ： ( 10 2m 1/103L 1 （ 3 分 ） 注 ： 陈放引起氧的消耗量 1 1 1 5表明水样里存在好氧性（或喜氧性）微生物（ ）或者存在能被氧气还原的还原性物质（ ）（共 3 分） 12. ( 6 分 ) 12极反应： s) 2e 阴极反应： e 1/2 H2(g) 电池反应： s) 2 H2(g) 2 1 1 络合， 因此，阴极放出的氢气的摩尔数等于阳极产生的 的摩尔数，即等于消耗的 摩尔数： 22 1 3H E D T A E D T A 0 . 0 5 1 1 5 m o l L 5 3 . 1 2 m L 2 . 7 1 7 1 0 m o l n n M 223 1 12 . 7 1 7 1 0 m o l 8 . 3 1 4 J K m o l 2 9 8 . 2 K 6 6 . 4 8 m 0 1 3 2 5 1 0 P a n R TV 式和结果全对，得满分。分步计算：氢的摩尔数算式正确得 1 分；氢体积的算式正确得 1 分，结果正确（含单位和有效数字）各得 1 分。 （ 4 分） 12生成 气需 2 子，电解所需时间为 31 45 . 4 3 4 1 0 m o l 9 6 4 8 5 C m o l 1 . 2 5 0 1 0 s 3 . 4 7 2 0 4 1 9 3 A t 13. 设萃取平衡时，水溶液中 c( x c( c(2O) x 85 x 85 0-5 (2 分 ) 水溶液中 I 平衡浓度（ : 0(1 分 )； I : 0（ 1 分） I3: (1000 (1 分 ) K 0-3 (0-5 02 L写单位不扣分） (1 分 ) 14化苄分析过程的反应方程式：（ 4分） 此式不计分 ) + 写出正确的离子方程式亦可。 142 分 ) M( 100%=91% 算式和结果各 1 分 ; 若答案为 得 14 分 ) 测定结果偏高的原因是在甲苯与 应生成氯化苄的过程中，可能生成少量的多氯代物 6应物 些杂质在与 应中均可以产生氯离子，从而导致测定结果偏高。 (凡答出由以下情况导致测定结果偏高的均得满分： 1) 多氯代物、 2) 多氯代物和 3) 多氯代物和 4) 多氯代物。凡答出以上任何一种情况，但又提到甲苯的，只得 1分。若只答 得 1分。 ) 14 分 ) 不适用。 (1分）氯苯中， 子与苯环共轭，结合紧密，难以被 换。（ 1分） 第 6 题 (12 分 ) 15 分 ) + A 0题意，得如下 3 个关系式： A 0-3 H+ A 0 H+ A 三式联立 ， 解得 ： H+ 0-4 A H+ 0-4 0-3 0+ 5 分 ) 二聚反应为 ： 2 ( 平衡常数 (/ 苯相中 ， ( 0-3 据苯 D= 0-3 ( 0-4 (/ =0(0 02 15 分 ) 摩尔质量为 (023)/(021) 156 (g/ 根据所给信息 ， 推断 氯代苯甲酸 15 分，原因与结构各 1 分 ) 在苯中，氯代苯甲酸相互作用形成分子间氢键；二聚体结构如下： 16+ 5+ 16H+ = 2+ 10 8 (1 分 ) 液浓度 ： (2/5) 1）(1 分 ) 反应方程式反应物 2只要配平 ， 也得 1 分。下同。 16据：化合物中金属离子摩尔比为 2 : 2 : 1，镧和钙的氧化态分别为 +3 和 +2，锰的氧化态为 +2 +4，初步判断 复合氧化物的化学式为 x, 其中 x = 01。 (1 分 ) 滴定情况： 加入 量： 1 = ( ) 样品溶解后，滴定消耗高锰酸钾： 1 = ( ) 样品溶解后剩余 : 5/2 = ( ) 样品溶解过程所消耗的 : ( ) 若将以上过程合并，推论合理，结果正确，也得 2 分。 在溶样过程中， 为 出电子： 2 ( ) 有两种求解 x 的方法： （ 1）方程法： 复合氧化物 (x)样品的物质的量为： g / ( 16.0 x) g ( ) x 中 ， 锰的价态为 : 2 (6+x) 2 3 22 = (2+2x) (1 分 ) 溶样过程中锰的价态变化为： (2+2 x 2) = 2 x ( ) 锰得电子数与 电子数相等： 2 x g / ( 16.0 x) g = 2 103 (1 分 ) x = 1 ( ) 如果将以上步骤合并，推导合理，结果正确，也得 ；如果将以上步骤合并，推导合理但结果错误，得 2 分；推导错误，即便结果吻合，也不得分。 （ 2）尝试法 因为溶样过程消耗了相当量的 可见锰的价态肯定不会是 +2价。若设锰的价态为 +3 价，相应氧化物的化学式为 此化学式式量为 516.9 g 称取样品的物质的量为： g / (516.9 g = 104 ( ) 在溶样过程中锰的价态变化为 103 (8. 628 104 = (0. 5 分 ) 锰 在 复 合 氧 化 物 中 的 价 态 为 ： 2 + (0. 5 分 ) 3 差别很大， +3 价 假 设 不 成 立 ； ( ) 而 结 果 提 示 接 近 于 +4 价。 ( ) 若设 +4 价 , 相应氧化物的化学式为 此化学式式量为 524.9 g 锰在复合氧化物中的价态为： 2 + 2 103 / ( = 4 ( ) 假设与结果吻合，可见在复合氧化物中， +4 价。 ( ) 如果将以上步骤合并，推导合理，结果正确，也得 ；如果将以上步骤合并，推导合理但结果错误，得 2 分；推导错误，即便结果吻合，也不得分。 该复合氧化物的化学式为 (1 分 ) 溶样过程的反应方程式为： + 14H+ = 2+ 2+ + 2 7 (1 分 ) 未经