历年浙江化学竞赛题

12010年第24届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）最近我国有人报道，将0.1mol/L的硫化钠溶液装进一只掏空洗净的鸡蛋壳里，将蛋壳开口朝上，部分浸入盛有0.1mol/L的氯化铜溶液的烧杯中，在静置一周的过程中，蛋壳外表面逐渐出现金属铜，同时烧杯中的溶液渐渐褪色，并变得混浊。2-1设此装置中发生的是铜离子和硫离子直接相遇的反应，已知φӨ(Cu2+/Cu)和φӨ(S/S2-)分别为0.345V和0.476V，nFEӨ＝RTlnK，ＥӨ表示反应的标准电动势，n为该反应得失电子数。计算25C下硫离子和铜离子反应得到铜的反应平衡常数，写出平衡常数表达式。2-2金属铜和混浊现象均出现在蛋壳外，这意味着什么？2-3该报道未提及硫离子与铜离子相遇时溶液的pH。现设pH=6，写出反应的离子方程式。2-4请对此实验结果作一简短评论。2012年第26届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）如图示出在碳酸-碳酸盐体系(CO32-的分析浓度为1.010-2mol/L)中,铀的存在物种及相关电极电势随pH的变化关系(E-pH图,以标准氢电极为参比电极)。作为比较，虚线示出H+/H2和O2/H2O两电对的E-pH关系。8-1计算在pH分别为4.0和6.0的条件下，碳酸-碳酸盐体系中主要物种的浓度。H2CO3：Ka1=4.510-7，Ka2=4.710-118-2图中a和b分别是pH=4.4和6.1的两条直线。分别写出与a和b相对应的铀的物种发生转化的方程式。8-3分别写出与直线c和d相对应的电极反应，说明其斜率为正或负的原因。8-4在pH=4.0的缓冲体系中，加入UCl3，写出反应方程式。8-5在pH=8.0~12之间，体系中UO2(CO3)34-和U4O9(s)能否共存?说明理由；UO2(CO3)34-和UO2(s)能否共存?说明理由。2010年第23届全国高中学生化学竞赛（决赛）理论试题钒在生物医学、机械、催化等领域具有广泛的应用。多钒酸盐阴离子具有生物活性。溶液中五价钒的存在形体与溶液酸度和浓度有关，在弱酸性溶液中易形成多钒酸根阴离子，如十钒酸根V10O286、HV10O285和H2V10O284等。将NH4VO3溶于弱酸性介质中，加入乙醇可以得到橙色的十钒酸铵晶体2(NH4)xH(6-x)V10O28·nH2O（用A表示）。元素分析结果表明，A中氢的质量分数为3.13%。用下述实验对该化合物进行分析，以确定其组成。实验1：准确称取0.9291gA于三颈瓶中，加入100mL蒸馏水和150mL20%NaOH溶液，加热煮沸，生成的氨气用50.00mL0.1000mol/LHCl标准溶液吸收。加入酸碱指示剂，用0.1000mol/LNaOH标准溶液滴定剩余的HCl标准溶液，终点时消耗19.88mLNaOH标准溶液。实验2：准确称取0.3097gA于锥形瓶中，加入40mL1.5mol/LH2SO4，微热使之溶解。加入50mL蒸馏水和1gNaHSO3，搅拌5分钟，使反应完全，五价钒被还原成四价。加热煮沸15分钟，然后用0.02005mol/LKMnO4标准溶液滴定，终点时消耗25.10mLKMnO4标准溶液。3-1图3.1为滴定曲线图，请回答哪一个图为实验1的滴定曲线；请根据此滴定曲线选择一种最佳酸碱指示剂，并简述做出选择的理由。有关指示剂的变色范围如下：甲基橙(pH3.1~4.4)，溴甲酚绿(pH3.8~5.4)，酚酞(pH8.0~10.0)。3-2在实验2中，加NaHSO3还原V10O286，反应完全后需要加热煮沸15分钟。煮沸的目的是什么？写出KMnO4滴定反应的离子方程式。3-3根据实验结果，计算试样A中NH4和V10O286的质量分数，确定A的化学式（x和n取整数）。第33届国际化学奥林匹克竞赛:磷酸在肥料生产中有很重要的应用，此外，磷酸及其各种各样的盐在金属加工、食品、清洁剂和牙膏工业上也有许多应用。1）25C时，磷酸的三级电离常数的pK值分别为：pKa1=2.12；pKa2=7.21；pKa3=12.32。写出磷酸二氢盐离子的共轭碱并计算其pKb。2）在可乐这类不含酒精的饮料中加入少量磷酸使饮料具有酸味。密度为1.00g·mL-1的可乐中含有质量分数为0.050%的磷酸。假设可乐的酸性全部来自磷酸，计算可乐的pH（忽略磷酸的地二、三步电离）。3）磷酸被用作农业肥料。在土壤水的悬浮液中加入磷酸，使其总浓度达到1.0010-3mol/L，溶液pH=7.00。计算溶液中各种磷酸盐物种的浓度。假设所有的磷酸盐物种都不与土壤中的组分反应。02468101214020406080100120140160180200滴定百分数（%）pH02468101214020406080100120140160180200滴定百分数（%）pH02468101214020406080100120140160180200滴定百分数（%）pH（a）（b）（c）32002第16全国高中学生化学竞赛（省级赛区）测定土壤中SO42-含量的主要步骤如下：称取50g风干土样，用水浸取、过滤、滤液移入250mL容量瓶中，定容。用移液管移取25.00mL浸取液，加入1：4盐酸8滴，加热至沸，用吸量管缓慢地加入过量钡镁混合液(浓度各为0.0200mol/L)V1(mL)。继续微沸5min，冷却后，加入氨缓冲溶液(pH=10)2mL，以铬黑T为指示剂，用0.0200mol/LEDTA标准溶液滴定到溶液由红色变蓝色即为终点，消耗V2(mL)。另取25.00mL蒸馏水，加入1：4盐酸8滴，加热至沸，用吸量管缓慢地加入钡镁混合液V1(mL)，同前述步骤处理，滴定消耗EDTA为V3(mL)。另取25.00mL浸出液，加入1：4盐酸8滴，加热至沸，冷却后，加入氨缓冲溶液(pH=10)2mL，同前述步骤处理，滴定消耗EDTA为V4(mL)。计算每100g干土中SO42-的克数。2005年第19届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）一种鲜花保存剂(preservativeofcutflowers)B可按以下方法制备：把丙酮肟、溴乙酸、氢氧化钾混合在1,4-二氧六环(溶剂)中反应，酸化后用乙醚提取，蒸去乙醚后经减压蒸馏析离出中间产物A，A用1:1盐酸水溶液水解，水解液浓缩后加入异丙醇（降低溶解度），冷却，即得到晶态目标产物B，B的熔点152~153C(分解)，可溶於水，与AgNO3溶液形成AgCl沉淀。用银定量法以回滴方式(用NH4SCN回滴过量的AgNO3)测定目标产物B的相对分子质量，实验过程及实验数据如下：(1)用250毫升容量瓶配制约0.05mol/L的AgNO3溶液，同时配置250mL浓度相近的NH4SCN溶液。(2)准确称量烘干的NaCl207.9mg，用100毫升容量瓶定容。(3)用10毫升移液管移取上述AgNO3溶液到50毫升锥瓶中，加入4mL4mol/LHNO3和1mL饱和铁铵矾溶液,用NH4SCN溶液滴定，粉红色保持不褪色时为滴定终点，三次实验的平均值为6.30mL。(4)用10毫升移液管移取NaCl溶液到50毫升锥瓶中，加入10mLAgNO3溶液、4mL4mol/LHNO3和1mL饱和铁铵矾溶液，用NH4SCN溶液回滴过量的AgNO3，三次实验结果平均为1.95mL。(5)准确称量84.0mg产品B，转移到50毫升锥瓶中，加适量水使其溶解，加入10mLAgNO3溶液、4mL4mol/LHNO3和1mL饱和铁铵矾溶液，用NH4SCN溶液回滴,消耗了1.65mL。(6)重复操作步骤(5)，称量的B为81.6mg，消耗的NH4SCN溶液为1.77mL；称量的B为76.8mg，消耗的NH4SCN溶液为2.02mL。按以上实验数据计算出产物B的平均相对分子质量。用质谱方法测得液相中B的最大正离子的相对式量为183。2012年26届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）CuSO4溶液与K2C2O4溶液反应，得到一种蓝色晶体。通过下述实验确定该晶体的组成。(a)称取0.2073g样品，放入锥形瓶，加入40mL2mol/L的H2SO4，微热使样品溶解。加入30mL水，加热至近沸，用0.02054mol/LKMnO4溶液滴定至终点，消耗24.18mL。4(b)接着将溶液充分加热，使淡紫红色变为蓝色。冷却后加入2gKI固体和适量Na2CO3，溶液变为棕色并生成沉淀。用0.04826mol/L的Na2S2O3溶液滴定，近终点时加入淀粉指示剂，至终点，消耗12.69mL。3-1写出步骤a中滴定反应的方程式。3-2写出步骤b中溶液由淡紫红色变为蓝色的过程中所发生反应的方程式。3-3用反应方程式表达KI在步骤b中的作用；写出Na2S2O3滴定反应的方程式。3-4通过计算写出蓝色晶体的化学式（原子数取整数）。2011年第25届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）固溶体BaInxCo1-xO3-是兼具电子导电性与离子导电性的功能材料，Co的氧化数随组成和制备条件而变化，In则保持+3价不变。为测定化合物BaIn0.55Co0.45O3-中Co的氧化数，确定化合物中的氧含量，进行了如下分析：称取0.2034g样品，加入足量KI溶液和适量HCl溶液，与样品反应使其溶解。以淀粉作指示剂，用0.05000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定，消耗10.85mL。1.写出BaIn0.55Co0.45O3-与KI和HCl反应的离子方程式。2.写出滴定反应的离子方程式。3.计算BaIn0.55Co0.45O3-样品中Co的氧化数SCo和氧缺陷的量（保留到小数点后两位）。2011年第25届全国高中学生化学竞赛（决赛）：甲酸和乙酸都是重要的化工原料。移取20.00mL甲酸和乙酸的混合溶液，以0.1000mol/LNaOH标准溶液滴定至终点，消耗25.00mL。另取20.00mL上述混合溶液，加入50.00mL0.02500mol/LKMnO4强碱性溶液，反应完全后，调节至酸性，加入40.00mL0.02000mol/LFe2+标准溶液，用上述KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗24.00mL。1.计算混合溶液中甲酸和乙酸的总量。2.写出氧化还原滴定反应的化学方程式。3.计算混合酸溶液中甲酸和乙酸的浓度。2013年浙江省高中学生化学竞赛：测定某含I-浓度很小的碘化物溶液时，可利用化学反应进行化学放大，以求出原溶液中I-的浓度。主要步骤如下：①取100.00mL样品溶液，用溴将试样中I-氧化成IO3-，将过量的溴除去。②再加入过量的KI，在酸性条件下，使IO3-完全转化成I2。③将②中生成的碘完全萃取后，用肼(N2H4)将其还原成I-，肼被氧化成N2。④将生成的I-萃取到水层后用①法处理。⑤将④得到的溶液加入适量的KI溶液，并用硫酸酸化。⑥将⑤反应后的溶液以淀粉作指示剂，用0.1000mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定，终点时消耗标准溶液18.00mL.⑴上述六步操作共涉及4个离子反应，按反应顺序写出这4个离子方程式；⑵列式计算该样品中I-的物质的量浓度。