奥赛真题分析化学解析.doc
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奥赛真题《分析化学》精析--北京清北学堂
第一题（1999年初赛第五题16分）水中氧的含量测定步骤如下:
步骤1：
水中的氧在碱性溶液中将Mn2+氧化为MnO（OH）2。
步骤2：
加入碘离子将生成的MnO（OH）2再还原成Mn2+离子。
步骤3：
用硫代硫酸钠标准溶液滴定步骤2中生成的碘。
有关的测定数据如下：
1：
Na2S2O3溶液的标定。
取25.00mLKIO3标准溶液（KIO3浓度：
174.8mg·L-1）与过量KI在酸性介质中反应，用Na2S2O3溶液滴定，消耗12.45mL。
2：
取20.0°C下新鲜水样103.5mL，按上述测定步骤滴定，消耗Na2S2O3标准溶液11.80mL。
已知该温度下水的饱和O2含量为9.08mg·L-1。
3．在20.0°C下密闭放置5天的水样102.2mL，按上述测定步骤滴定，消耗硫代硫酸钠标准溶液6.75mL。
5-1写出上面3步所涉及的化学反应方程式。
5-2 计算标准溶液的浓度（单位mol·L-1）。
5-3 计算新鲜水样中氧的含量（单位mg·L-1）。
5-4计算陈放水样中氧的含量（单位mg·L-1）。
5-5 以上测定结果说明水样具有什么性质？
[解题思路]本题围绕测定水中的氧分成3个层次。
第一个层次是测定氧的3个反应。
试题对第一个反应给的信息很完全，而且信息也不难理解，预计所有应试者都应写得出化学方程式。
试题对第二个反应的信息不完全。
没有说反应的酸碱性条件。
应试者应对反应的酸碱性条件作出判断。
判断的基础是：
I2在碱性条件下能否稳定存在？
这属于中学化学知识的活用。
当然，如果学生有Mn（OH）2在碱性溶液很容易被空气氧化的知识更好，即在碱性溶液里Mn（IV）是比Mn（II）更稳定的价态，要想在碱性溶液里把MnO（OH）2还原为Mn（OH）2使用像I–这样的还原剂是难以实现的，但没有这种深入知识而单靠中学知识已能作出正确判断。
第3个反应决非中学知识，但在高考试题里以信息的形式出现过3次，命题人认为已经是“亚中学知识”了，而且，若不单纯从中学化学课本出发来考察，此知识点确实属于“重要”知识，是容量分析少数最重要的反应之一，因此命题人认为是“适度的”的“不拘泥于中学化学”，可以当作学生已有知识来要求。
第二部分是容量分析计算。
标准溶液浓度计算的基础首先是测定反应中n（IO3–）:
n（I2）:
n（S2O32–）（摩尔比）问题，其次是cV=c'V'的关系式。
第一个反应不必写出配平的化学方程式就可确定。
因此试题并未要求写方程式。
写方程式当然更明确，但浪费了宝贵的应试时间。
测氧的计算的原理和知识点完全相同。
第三部分是考察中学生对水中的氧的一般知识。
纯属常识考察。
[答案]
5-1步骤12Mn2++O2+4OH–=2MnO（OH）2（1分）
步骤22I–+MnO（OH）2+4H+=Mn2++I2+3H2O（1分）
或
步骤3I2+2S2O32–=2I–+S4O62–（1分）
或
5-2标准溶液的浓度：
9.841´10–3mol·L-1
计算过程:
c（IO3–）=174.8´10–3g·L-1/214.0g·mol-1=8.168´10–4mol·L-1（1分）
c（S2O32–）=6´c（IO3–）´V（IO3–）/V（S2O32–）
=6´8.168´10–4mol·L-1´25.00mL/12.45mL=9.841´10–3mol·L-1（3分）
5-3新鲜水样中氧的含量:
8.98mg·L-1
计算过程:
103.5mL水样中氧的含量:
n（O2）=0.25´c（S2O32-）´V（S2O32-）
=0.25´9.841´10-3mol·L-1´11.80´10-3L=2.903´10-5mol
氧含量:
r（O2）=2.903´10-5mol´32.00´103mg·mol-1/103.5´10-3L
=8.98mg·L-1（3分）
注:
新鲜水样的氧饱和度=（8.98/9.08）´100%=98.9%
5-4陈放水样中氧的含量:
5.20mg·L-1
计算过程:
102.2mL中氧的含量:
n（O2）=0.25´c（S2O32-）´V（S2O32-）
=0.25´9.841´10-3mmol·mL-1´6.75mL=1.66´10-2mmol
氧含量:
r（O2）=1.66´10-2mmol´32.00mg·mmol-1/102.2´10-3L=5.20mg·L-1（3分）
注:
陈放引起氧的消耗量=8.98mg·L-1–5.20mg·L-1=3.78mg·L-1
5-5表明水样里存在好氧性（或喜氧性）微生物（1.5分）或者存在能被氧气还原
的还原性物质（1.5分）。
第二题（2000年初赛第十五题10分）．2.00升（标准状况测定值）氢气和5.00克氯气混合经光照后直至检不出氯气剩余，加入9.00%NaOH溶液80.0mL（密度d＝1.10g/mL）。
问：
需要加入多少毫升0.100mol/L的H2SO4才能使溶液呈中性？
（10分）
【答案】设氢气的体积已折合为标准状况，则：
氢气：
2.00L/22.4L＝0.0893mol；氯气：
5.00g/（35.45×2）g/mol＝0.0705mol；氢气是过量的：
H2＋Cl2＝2HCl；0.0705mol 0.141mol；HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O；0.141mol0.141mol；80.0mL9.00%NaOH溶液的质量为：
80.0mL×1.10g/mL＝88.0g；其中含NaOH质量：
7.92g/40.0g/mol＝0.198mol；吸收HCl气体后尚剩余NaOH为：
0.198mol－0.141mol＝0.057mol；中和NaOH需要的H2SO4：
2NaOH＋H2SO4＝Na2SO4＋2H2O：
0.057mol0.0285mol（保留1位有效数字）；需要0.100mol/L的H2SO4溶液的体积为：
0.100mol/L·V＝0.0285mol；V＝0.285L＝285mL
说明：
计算步骤不同时，有效数字可能有差别，答280～290均可按正确答案论，此题主要目的的是心理测试。
同位素
相对原子质量
地壳丰度（原子分数）
12C
12（整数）
0.9893（8）
13C
13.003354826（17）
0.0107（8）
14C
14.003241982（27）
1.2×10－16（大气中）
第三题（2000年初赛第二题2分）
自然界中，碳除了有2种稳定同
位素12C和13C外，还有一种半衰
期很长的放射性同位素14C，
丰度也十分稳定，如下表所示（注：
数据后括号里的数字是最后一位或两位的精确度，14C只提供了大气丰度，地壳中的含量小于表中数据）：
试问：
为什么通常碳的相对原子质量只是其稳定同位素的加权平均值而不将14C也加入取平均值？
（2分）14C不加权不会影响计算结果的有效数字，因其丰度太低了。
（2分）
（注：
涉及有效数字的任何表述均得满分，未涉及有效数字的不得分，如答：
放射性元素不应加权求取相对原子质量之类。
）
第四题（2001年初赛第十三题10分）溴酸钾测定苯酚纯度的步骤如下：
称取含苯酚0.6000g的试样溶于2000mL0.1250mol/LKBrO3溶液（该溶液含过量的KBr），加酸酸化。
放置，待反应完全后加入KI，而后用0.1050mol/LNa2S2O3溶液滴定生成的碘，滴定终点为20.00mL。
计算试样中苯酚的质最分数。
解析:
KBrO3（1mol）~3Br2（3mol）~C6H5OH（1mol）~6S2O32–（6mol）；
0.1250mol/L×0.02000L–0.1050mol/L×0.02000L/6＝2.150×10–3mol
（2.150×10–3mol/L×94.11g/mol/0.6000g）×100%＝33.72%（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。
第五题（2004年初赛第七题9分）用2份等质量的XeF2和XeF4混合物进行如下实验：
（1）一份用水处理，得到气体A和溶液B，A的体积为56.7mL（标准状况，下同），其中含O222.7mL，余为Xe。
B中的XeO3能氧化30.0mL浓度为0.100mol/L的（NH4）2Fe（SO4）2。
（2）另一份用KI溶液处理，生成的I2被0.200mol/LNa2S2O3滴定，用去Na2S2O335.0mL。
求混合物中XeF2和XeF4各自的物质的量。
答案：
由
（1）求Xe的总量：
Xe56.7mL-22.7mL=34.0mL34,0mL/2.24x104mL/mol=1.52x10-3mol（1分）
XeO3+6Fe2++6H+=Xe+6Fe3++3H2O
1:
6（1分）
x0.100mol/Lx0.0300mL
x=5.0x10-4mol（1分）
Xe的总量1.52x10-3mol+5.0x10-4mol=2.02x10-3mol（1分）
由
（2）
XeF2+2I-I2~2S2O32-
12（1分）
yzz=2y（1分）
XeF4+4I-2I2~4S2O32-
14
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