2025年全国化学实验技能竞赛理论考核真题及答案

2025年全国化学实验技能竞赛理论考核练习题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.下列关于滴定管读数操作的说法正确的是A.读数时视线应与弯月面最低点相切B.深色溶液应读取弯月面上缘C.读数前需等待30秒让管壁液体流下D.读数时应保持滴定管垂直且液面稳定答案：D解析：A项仅适用于无色或浅色溶液；B项适用于深色溶液但需读取上缘；C项等待时间应为1015秒；D项为通用规范，确保读数准确。2.用K₂Cr₂O₇标定Na₂S₂O₃时，加入过量KI后需放置暗处5分钟，其主要目的是A.降低反应速率B.避免I₂挥发C.抑制副反应D.促进Cr³⁺生成答案：B解析：I₂易挥发，暗处放置可减少光照导致的I₂损失，保证滴定精度。3.某学生在称量0.2000g基准Na₂CO₃时，实际称得0.1998g，但未重新称量，导致标定HCl浓度A.偏高0.1%B.偏低0.1%C.偏高0.2%D.偏低0.2%答案：B解析：称量值偏小，计算时所用Na₂CO₃物质的量偏小，导致HCl浓度计算值偏低，误差=0.0002/0.2000×100%=0.1%。4.下列哪种操作不会引入系统误差A.滴定管未校准B.指示剂加入量不一致C.使用未干燥的锥形瓶D.读取滴定管时视线倾斜答案：C解析：锥形瓶是否干燥不影响酸碱滴定结果，因加入的溶剂体积已计入；其余选项均引入系统误差。5.用EDTA滴定Ca²⁺时，溶液pH应维持在A.23B.56C.810D.1213答案：C解析：pH810时EDTA与Ca²⁺形成稳定配合物，且指示剂（如EriochromeBlackT）变色敏锐。6.蒸馏法测定氨氮时，吸收液应选用A.稀H₂SO₄B.稀NaOHC.硼酸D.盐酸答案：C解析：硼酸为弱酸，可吸收NH₃生成NH₄⁺，后续可用酸滴定，且不易挥发损失。7.用分光光度法测Fe时，显色剂邻菲罗啉的最佳加入顺序是A.样品→邻菲罗啉→盐酸羟胺→缓冲液B.样品→盐酸羟胺→邻菲罗啉→缓冲液C.样品→缓冲液→盐酸羟胺→邻菲罗啉D.样品→邻菲罗啉→缓冲液→盐酸羟胺答案：B解析：先还原Fe³⁺为Fe²⁺（盐酸羟胺），再显色，最后调pH，避免Fe³⁺干扰。8.某溶液吸光度为0.400，若比色皿光程由1cm换为2cm，吸光度变为A.0.200B.0.400C.0.800D.1.600答案：C解析：A=εbc，光程加倍，吸光度加倍。9.用重量法测Ba²⁺时，沉淀剂H₂SO₄过量50%的目的是A.降低溶解度B.促进晶形沉淀C.减少共沉淀D.加快沉淀速率答案：A解析：同离子效应降低BaSO₄溶解度，减少损失。10.下列哪种干燥剂不适用于干燥NH₃气体A.无水CaCl₂B.无水Na₂SO₄C.固体KOHD.浓H₂SO₄答案：D解析：NH₃为碱性气体，与浓H₂SO₄反应生成(NH₄)₂SO₄，无法干燥。二、填空题（每空1分，共20分）11.用NaOH滴定H₃PO₄至第一化学计量点，可选指示剂为________，终点产物为________。答案：酚酞；NaH₂PO₄解析：第一计量点pH≈4.7，酚酞变色范围8.210.0，需改用甲基橙；更正：第一计量点pH≈4.7，应选甲基橙；第二计量点pH≈9.7，选酚酞。修正答案：甲基橙；NaH₂PO₄12.用KMnO₄法测Fe²⁺时，滴定前加入MnSO₄的目的是________。答案：作为催化剂，加快反应速率解析：Mn²⁺参与中间步骤，降低活化能。13.用碘量法测Cu²⁺时，需加入过量KI，其作用是________和________。答案：还原Cu²⁺为Cu⁺；生成I₂用于滴定解析：2Cu²⁺+4I⁻→2CuI↓+I₂，I₂用Na₂S₂O₃滴定。14.分光光度法测定时，若待测液浓度过高，应优先采用________方法降低吸光度，而非稀释。答案：换用短光程比色皿解析：稀释会引入体积误差，短光程保持原浓度。15.用邻苯二甲酸氢钾标定NaOH时，称样量应控制在________g左右，以保证滴定体积在________mL之间。答案：0.40.6；2030解析：0.1mol/LNaOH滴定0.5gKHP≈25mL，误差最小。16.重量法测Ni²⁺时，沉淀剂丁二酮肟需在________性介质中加入，沉淀颜色为________。答案：弱酸；鲜红色解析：pH56时生成Ni(C₄H₇N₂O₂)₂红色螯合物。17.用离子选择性电极测F⁻时，需加入TISAB，其作用是________、________和________。答案：调节离子强度；掩蔽干扰离子；调节pH解析：TISAB含柠檬酸钠掩蔽Al³⁺、Fe³⁺，醋酸缓冲液调pH至55.5。18.蒸馏法测定挥发酸时，接收瓶需置于________中冷却，目的是________。答案：冰水浴；防止低沸点酸挥发损失19.用GC测甲醇时，内标物应选用与甲醇________相近且色谱峰________的物质。答案：沸点；完全分离解析：内标法要求内标物与待测物响应因子接近且峰不重叠。20.用DSC测纯度时，样品熔融峰温随纯度升高而________，峰形变________。答案：升高；尖锐解析：杂质导致熔点下降和峰展宽。三、实验设计题（每题10分，共20分）21.设计实验：用0.020mol/LKMnO₄标准溶液测定某软锰矿中MnO₂含量（约75%），要求称样量≤0.15g，滴定体积2030mL。答案：步骤：（1）称取0.120.13g矿样于250mL锥形瓶；（2）加入25mL0.05mol/LNa₂C₂O₄溶液和20mL1mol/LH₂SO₄；（3）7080℃水浴至残渣无色，剩余C₂O₄²⁻用KMnO₄滴定至微红30秒不褪；（4）空白实验：同量Na₂C₂O₄不加矿样，消耗KMnO₄体积V₀；（5）计算：MnO₂%+=(V₀V)×c×86.94×100/(m×1000)解析：MnO₂氧化C₂O₄²⁻为CO₂，剩余C₂O₄²⁻用KMnO₄返滴定，称样量0.12g时消耗KMnO₄≈25mL，满足要求。22.设计实验：用分光光度法测定废水中总Cr（含Cr³⁺和Cr⁶⁺），检出限≤0.01mg/L，线性范围0.051.0mg/L。答案：步骤：（1）取50mL水样，用H₂SO₄H₃PO₄调pH≈2；（2）加入0.2gK₂S₂O₈和几滴AgNO₃，沸水浴消解30min，将Cr³⁺氧化为Cr⁶⁺；（3）冷却后加入0.5mL二苯碳酰二肼丙酮溶液，10min后于540nm测吸光度；（4）标准系列：0.00、0.10、0.20、0.50、1.0mg/LCr⁶⁺，同法显色；（5）回归方程A=0.482c+0.003，r=0.9998，检出限0.008mg/L；解析：二苯碳酰二肼与Cr⁶⁺生成紫红色络合物，540nm处ε=4.2×10⁴L·mol⁻¹·cm⁻¹，灵敏度满足要求。四、计算题（每题10分，共20分）23.用0.1000mol/LHCl滴定25.00mL含Na₂CO₃与NaHCO₃混合碱，酚酞终点消耗12.50mL，甲基橙终点继续消耗18.50mL。求原溶液中Na₂CO₃和NaHCO₃的质量浓度（g/L）。答案：Na₂CO₃：n₁=0.1000×12.50×10⁻³=1.250×10⁻³molc(Na₂CO₃)=1.250×10⁻³/0.02500=0.0500mol/Lρ=0.0500×105.99=5.30g/LNaHCO₃：n₂=0.1000×(18.5012.50)×10⁻³=6.00×10⁻⁴molc(NaHCO₃)=6.00×10⁻⁴/0.02500=0.0240mol/Lρ=0.0240×84.01=2.02g/L解析：酚酞终点Na₂CO₃→NaHCO₃，甲基橙终点NaHCO₃→CO₂+H₂O，差量法计算。24.用EDTA滴定水样中Ca²⁺、Mg²⁺总量。取水样100.0mL，pH=10缓冲液下以0.01000mol/LEDTA滴定至EriochromeBlackT终点，消耗15.20mL；另取100.0mL，调pH>12使Mg(OH)₂沉淀，同法滴定Ca²⁺消耗9.80mL。求Ca²⁺、Mg²⁺质量浓度（mg/L）。答案：Ca²⁺：n=0.01000×9.80×10⁻³=9.80×10⁻⁵molρ=9.80×10⁻⁵×40.08×10³/0.1000=39.3mg/LMg²⁺：n=0.01000×(15.209.80)×10⁻³=5.40×10⁻⁵molρ=5.40×10⁻⁵×24.31×10³/0.1000=13.1mg/L解析：pH>12时Mg²⁺沉淀，EDTA仅滴定Ca²⁺；差量得Mg²⁺。五、综合解析题（每题15分，共30分）25.某实验室用火焰原子吸收法测地表水中Cd，标准曲线05μg/L，回归方程A=0.088c+0.002，r=0.999。实际水样经0.45μm滤膜后直接测定，吸光度0.045；另取同量水样加标2.0μg/L，测得0.229。（1）计算水样中Cd浓度；（2）评价加标回收率；（3）指出可能干扰及消除方法。答案：（1）c=(0.0450.002)/0.088=0.49μg/L；（2）加标后浓度=(0.2290.002)/0.088=2.58μg/L回收率=(2.580.49)/2.0×100%=104%，符合90110%要求；（3）可能干扰：基体效应、背景吸收；消除：用基体改进剂（NH₄H₂PO₄+Mg(NO₃)₂）、氘灯背景校正或塞曼效应校正。26.某有机物熔点仪校准：标准品苯甲酸（mp122.3℃）实测121.8℃，需校正。现测未知物熔程126.412