【化学竞赛试题】2000年全国高中学生化学竞赛决赛实验试题碘酸钙的制备及含量测定

2000 年全国高中学生化学竞赛 决赛 实验试题 碘酸钙的制备及含量测定 浙江省化学会命题组 1 实验内容 1 产品的合成 碘在酸性条件下被氯酸钾氧化成碘酸氢钾 KlO3 HlO3 溶液经氢氧化钾中和后 与氯 化钙发生复分解反应生成碘酸钙 2 产品的分析 用间接碘量法测定 3 完成实验报告 2 主要仪器 试剂及材料 2 1 主要仪器 圆底烧瓶100mL1 只球形冷凝管 带磨口塞 1 支 磁力搅拌器1 台电接点温度计 导电表 1 支 电子继电器1 台电加热器 300W 1 只 COOCH3 h COOCH3 反应 是酮还原偶联反应 在二碘化钐等还原剂作用下两分子酮被还原并偶联生成相邻的二醇 例如 O O SmI2 OH OH 6 1 画出A B C的结构式 请尽可能清楚地表达出它们的立体结构 6 2 上述合成反应体现了哪些绿色化学的特征 第 7 题 环丙沙星 G 是一种新型的广谱抗菌药物 其工艺合成路线如下 Cl F Cl AlCl3 CH3COCl C8H5Cl2FO A NaH C2H5OCOC2H5 O C11H9Cl2FO3 B NaOC2H5 HC OC2H5 3 Cl F O COOC2H5 OC2H5 Cl C NH2 C15H14Cl2FNO3 D NaOH C15H13ClFNO3 E H3O C13H9ClFNO3 F HNNH HNN F O COOH N G 7 1 画出A B D E F 的结构式 7 2 为何由 A 转化为 B需使用强碱 NaH 而由 B 转化为 C的反应使用 NaOC2H5即可 7 3 由 C 转化为D 是一步反应还是两步反应 简要说明之 参考答案与评分标准见第 4 期 47 2000年第 3期化 学 教 育 结晶皿 水浴缸 1 只温度计 100 1 支 漏斗1 只布氏漏斗的抽滤瓶 带橡皮塞 1 套 吸滤瓶1 只烧杯600 mL1 只 量筒100 mL1 只500 mL1 只 10 mL 2 只150 mL2 只 表面皿1 只100 mL1 只 移液管 胖肚 50 mL1 支碘量瓶250 mL3 只 25 mL 1 支碱式滴定管 50 mL 1 支 滴定管夹1 只容量瓶250 mL1 只 塑料洗瓶1 只洗耳球1 支 滴管2 支玻棒2 支 玻管1 支角匙1 支 镊子1 只 木夹1 只铁拳 铁夹3 付 橡皮管铁架台2 只 公用仪器 电子天平 最大称量 100 g 0 0001 g 电子天平 最大称量 100 g 0 01 g 循环水式真空泵 电炉 800 W 2 2 试剂及材料 碘化学纯 CP 碘酸钾标准溶液 氯酸钾化学纯 CP 0 1 mol L 1硫代硫酸钠标准溶液 碘化钾分析纯 AR 0 5 淀粉溶液 30 氢氧化钾溶液无水乙醇化学纯 CP 0 5 mol L 1氢氧化钠溶液 pH 试纸1 14 6 mol L 1盐酸 滤纸 1 mol L 1硫酸 称量纸 1 mol L 1氯化钙溶液 碎冰 1 1 高氯酸溶液 48 化 学 教 育2000 年第 3 期 2 3 主要原料和产品的某些性质 2 3 1 几种盐的溶解度 克 100克水 温度 01020406080 KIO34 606 278 0812 618 324 8 KCl28 131 234 240 145 851 3 KClO40 761 061 683 737 3013 4 Ca IO3 2 0 119 5 0 195 15 0 307 25 0 5200 621 0 669 2 3 2 碘酸钙在不同温度下的存在形态 碘酸钙存在形态无水盐一水合物六水合物 稳定的温度区域 57 5 32 57 5 32 2 3 3 摩尔质量 g mol 1 碘酸钙 无水盐 389 88 一水合物 407 90 六水合物 497 99 硫代硫酸钠 158 10 碘酸钾 214 00 碘 253 80 氯酸钾 122 55 3 操作步骤 3 1 制备碘酸钙 在 100 mL 圆底烧瓶中依次加入 2 20 g 碘 2 00 g 氯酸钾 均由教师定量供给 和 45 mL 水 放入搅拌 磁子 然后把烧瓶置入水浴缸内 用铁夹固定 开动搅拌器 使氯酸钾溶解 滴加 6 mol L 1盐酸 8 滴 pH 1 装上冷凝管 通冷却水 冷凝管顶部装上带玻璃管的塞子 用橡皮管把反应产生的气体导向盛有约 100 mL 氢氧化钠溶液的大烧杯内吸收 在水浴缸内加水后 开始通电加热 搅拌 调节电接点温度计 导电表 使水浴温度保持在 85 左右 直至反应完全 溶液变为无色 在瓶颈处析出的碘 请设法并入溶液 继续反 应至无色 如果溶液至淡黄色后在 5 分钟内仍不褪色 向监考教师索取少许氯酸钾晶体加入溶液使其褪色 将溶液转入 150 mL 烧杯中 滴加 30 氯氧化钾溶液约 3 mL 使pH 约为 10 用滴管逐渐加入 1 mol L 1CaCl2 溶液 10 mL 并不断搅拌 有白色沉淀生成 反应混合物先用水冷却 再在冰水中静置 10 分钟 用 两层滤纸抽滤 用少量经冰水冷却的水洗涤沉淀 3次 再用少量无水乙醇洗 1 次 抽干后 将产品转移到滤纸 上 晾干 无乙醇气味 后进行称重 并由监考教师确认产品的重量和外观后 将结果记录在实验报告纸上 3 2 产品纯度测定 3 2 1 硫代硫酸钠标准溶液的标定 移取 25 00 mL 碘酸钾标准溶液于 250 mL 碘量瓶中 加入 2 g 碘化钾 1 mol L 1硫酸 5 mL 盖上瓶 塞 在暗处放置 3 分钟 加 25 mL 水 用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色 加入 0 5 淀粉溶液 2 mL 继续 滴定至蓝色消失为终点 平行测定 3 份 计算每次标定硫代硫酸钠溶液的浓度和平均浓度 注 已知空白试验消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积为 0 02 mL 3 2 2 产品含量测定 用增量法准确称取产品 0 6g 精确至 0 0001g 置于 100 mL 烧杯中 加 1 1 高氯酸 20 mL 微热溶解 试样 冷却后移入 250 mL 容量瓶中 用水稀释至刻度 摇匀 移取试液 50 00 mL 置于250 mL 碘量瓶中 加入 1 1 高氯酸 2 mL 碘化钾3 g 盖上