高中化学奥赛
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第1讲化学实验基础
【竞赛要求】
溶液配制（按浓度的精确度选择仪器）。重结晶及溶质、溶剂相对量的估算。过滤与洗涤（洗涤液选择、洗涤方式选择）
【知识梳理】
一、常用仪器及其使用方法
1、反应容器
（1）直接加热的仪器
①试管适用于试剂用量极少的反应，也可用于溶解、气体的制取、净化和收集。试管可分为：普通试管和耐高温的硬质试管；一般试管和具支试管……等。试管必须用试管夹夹持或固定在铁架台的铁夹上加热。开始加热时，应注意受热均匀。
②蒸发皿适用于蒸发和浓缩溶液，也可用于干炒固体物质。蒸发皿可直接加热也可放在石棉网上加热。用坩埚钳移动，在石棉网上冷却。
③坩埚适用于灼热或熔融固体物质。坩埚可分为：瓷质坩埚、铁坩埚和石英坩埚。使用时应放在泥三角上直接加热。坩埚温度较高时，应用预热的坩埚钳夹持移动，放置石棉网上自然冷却。
④燃烧匙适用于点燃的固体和气体反应。
⑤燃烧管适用于高温下的固体和气体反应。
（2）垫石棉网加热的仪器
①烧杯适用于试剂用量较多的反应，也可用于溶解、结晶和配制溶液。在蒸发或结晶时，烧杯的上方应放置一个表面皿，防止液体飞溅或落入灰尘。
②烧瓶适用于加热条件下、试剂用量较多、由液态物质参加的反应，也可用于蒸馏和气体发生装置。烧瓶可分为：圆底烧瓶、平底烧瓶、蒸馏烧瓶、两口烧瓶……等。
③锥形瓶适用于滴定反应。
（3）不加热的仪器
启普发生器适用于不需加热的固、液制备气体的反应。粉末状固体（或生成粉末状固体）不能用启普发生器。
2、称量仪器
（1）量筒
一种粗量量器，适用于量取精确度要求不高的一定体积的液体，可根据需要选用不同容量的量筒，避免操作次数过多造成误差太大。量取液体时，使视线与量筒内液体的弯月面的最低处保持水平。量筒不能加热或用于稀释溶液。
（2）移液管和吸量管
带有分刻度。它们均是量出式量器，一般流出液体即为所标记的体积。
两者使用方法相似。使用前，必须先将仪器洗净，然后用少量待吸液润洗三次，以保证被吸溶液浓度不变。用移液管吸取溶液时，左手拿洗耳球，右手拇指及中指拿住管颈标线以上的地方，将移液管插入待吸液面下约1~2cm处。先把洗耳球内空气压出，然后把球的尖端紧接移液管上口，放松左手指，使溶液吸入管内。当溶液上升至刻度以上时，移去洗耳球，立即用右手的食指按住管口，大拇指和中指拿住移液管标线上方。左手拿住盛溶液的容器，使容器倾斜45 角，右手垂直地拿住移液管，使出口处移出液面，靠在液面以上的壁上，微微松动食指，当液面下降到与标线相切时，立刻按紧食指，使液体不再流出。把移液管移入准备接受溶液的容器中，仍然要保持出口尖端接触器壁，并使容器倾斜至与移液管垂直。然后抬起食指使溶液自由流下，待液面下降到管尖处，等15秒钟后，移出移液管。注意不要将留在尖端的少量残液吹出。因为在校正移液管体积时，没有把这部分液体计算在内。
（3）滴定管
滴定管是进行滴定分析时准确量取液体体积的量器。常用的滴定管容积为50mL和25mL，其最小刻度是0.1mL，在最小刻度之间可估计读出0.01mL，一般读数误差为±0.02mL。滴定管分酸式和碱式两种。酸式滴定管下端有玻璃旋塞，碱式滴定管下端套有内装玻璃珠的橡皮管。酸式滴定管不能盛放碱性溶液，避免玻璃旋塞粘连，碱式滴定管不能盛放酸或氧化剂试液，避免试液与橡皮管发生反应而老化。
滴定管在使用前必须检查是否漏水。如果是酸管漏水，需将活塞涂凡士林；如果是碱管漏水，则应检查橡皮管和玻璃珠是否完好。其次滴定管在使用前依次用洗液、自来水、去离子水清洗。洗净后再用少量滴定液润洗三遍。
滴定管在使用时，将滴定管垂直地夹在滴定管夹上，下端伸入锥型瓶口约1cm，锥型瓶下放一块白瓷板，便于观察溶液颜色的变化。用左手拇指、食指及中指控制活塞的转动，右手拇指、食指和中指拿住锥形瓶颈，沿同一方向按圆周摇动锥形瓶。滴定时，要观察滴落点周围颜色的变化，不要去看滴定管上的刻度变化。滴定速度开始呈“见滴成线”，接近终点时，可改为一滴一滴加入，快到终点时，可微微转动活塞（或轻轻挤压玻璃球外的橡皮管），使溶液悬挂在出口管嘴上，形成半滴，用锥形瓶内壁将其沾落，再用洗瓶中的水冲洗，摇匀。如此重复操作，直到刚刚出现达到终点时应有的颜色而不再消逝时为止。
滴定管读数时应将滴定管从滴定管夹上取下，用右手大拇指和食指捏住滴定管上部无刻度处，其他手指从旁辅助，使滴定管保持垂直，然后再读数。读数时，视线应从弯月面下缘实线的最低点相切。对于有色溶液（如KMnO4、I2等），其弯月面是不够清晰的，读数时，视线应与液面两侧的最高点相切，这样才较易读准。
（4）容量瓶
容量瓶是一种精密容器，其容许误差为±0.1mL（100mL容量瓶）用于配制一定物质的量浓度的溶液。
容量瓶使用之前应检查是否漏水。方法是注入自来水至标线附近，盖好瓶塞，一手拿住瓶底，一手按住瓶塞把瓶倒立，观察瓶塞周围是否有水渗处，如不漏水，即可使用。
用容量瓶配制溶液时，应先将固体试样或试剂放在烧杯中溶解，冷却后，再把溶液沿玻璃棒小心地转移到容量瓶中。烧杯中溶液流完后，将玻璃棒和烧杯稍微向上提起，并使烧杯直立，再将玻棒放回烧杯中。然后用蒸馏水洗涤烧杯3~4次，洗液一并转入容量瓶中，当溶液盛至3/4时，应摇晃容量瓶使之初步混合。
然后加蒸馏水至弯月面下缘与标线相切。盖好瓶塞，用以手的食指压住瓶塞，另一手的指尖托住瓶底边缘，不断转动，待气泡上升至顶部时，再倒转摇动。如此反复10次左右，使溶液充分混合均匀。
容量瓶用毕后，立即洗净，并在瓶口与玻璃塞间垫以纸片。以防下次使用时，塞子打不开。
（5）托盘天平（又叫台秤）
台秤只能用于粗略的称量，能称感量为0.1g（载量为100g的台秤）。台秤一般使用方法：
①称量前先调节零点，使天平保持平衡；
②称量时应“左物右码”，根据称量物的性质，称量物可放在纸、表面皿或其它仪器中。用镊子夹取砝码。不能称量热的物质。
③称量完毕，应将砝码放回砝码盒，游码拨至“零”处，两个称盘放在一侧。
3、分离、提纯仪器
（1）漏斗
短颈漏斗适用于固体和液体的分离、气体的吸收。长颈漏斗用于组装简易气体发生装置。
（2）分液漏斗
适用于两种不相溶液体的分离，液可以用于组装气体发生装置。使用前应检查旋塞和塞子处是否渗漏。（3）洗气瓶
适用于气体的干燥、净化和分离。长导管为进气导管。
（4）干燥管
用于气体的干燥或除去混合气体中的某些杂质气体，干燥管分球形、U形等。球形干燥管应大口进气、小口出气。所用干燥或除杂试剂为固体物质。
（5）冷凝管
用于蒸馏过程中冷凝沸点较高的液体。使用时冷却水应从冷凝管低处口进、高处口出，使冷凝效果最佳。
4、贮存仪器
（1）广口瓶
适用于盛装固体试剂。分无色和棕色两种，见光易分解的物质应使用棕色瓶盛放，如硝酸银。广口瓶配有磨口玻璃塞。
（2）细口瓶
适用于盛装液体试剂。分无色和棕色两种。见光易分解的试剂应使用棕色瓶盛放，如硝酸、氯水等。细口瓶配有磨口玻璃瓶塞，装碱性液体时应换胶塞。
（3）集气瓶
适用于气体的收集、暂时贮存和与气体的反应。集气瓶瓶口磨平，盖好磨砂玻璃盖片以防漏气。
（4）滴瓶
用于盛装用量极少的液体试剂。使用时先挤捏胶头排除空气，再伸入液体试剂中吸取试剂。
5、常用热源
（1）直接供热
①酒精灯实验室最常用的一般加热仪器。使用时酒精灯内装有酒精贮量一般为灯壶容量的1/3至4/5。
点燃酒精灯应用火柴，不允许用点燃的酒精灯去点另一只酒精灯。加热时应使用外焰（温度最高）。熄灭时应用酒精灯帽盖灭，并在盖灭后把灯帽稍提一下，便于下次使用容易摘下灯帽。
②酒精喷灯可作高温反应（灯焰温度可达到1100℃）或玻璃加工的热源。常用的座式喷灯使用时，灯座内加入不超过灯座容量4/5的酒精，拧紧旋塞不使漏气。先点燃预热盘里的酒精，使灯管内酒精蒸发。当预热盘内酒精接近烧完，灯管内酒精蒸气自行着火（或用火柴点燃）。调节空气进入量，获得稳定而高温的火焰。停止使用时，用木块覆盖燃烧的管口，调大空气进入量，火焰自动熄灭。拧松旋塞，将灯座内酒精蒸气放出。
③煤气灯一种常用的加热仪器。外焰的温度可达1000℃以上。使用时先划火、后开气，并调节煤气进量控制火焰大小；再调节空气的进入量使煤气正常燃烧，火焰分为三层呈浅蓝色为止。当煤气或空气的进入量调节不合适时，将会产生不正常火焰，此时应关闭煤气开关，重新划火、开气、调节进气量。停止使用时，关闭灯上煤气开关即可。
6、固定、夹持和连接仪器
固定、夹持和连接仪器有铁架台、铁圈、铁夹、三角架、泥三角、试管夹、坩埚钳、滴定管夹、漏斗架、橡胶塞、橡胶管、玻璃导管等。
7、其它仪器
其它仪器有角匙、镊子、胶头滴管、玻璃棒、研钵、水槽、干燥器、称量瓶、试管架、曲颈甑、接液管等。
二、化学实验中常用的基本操作
1、常用仪器的洗涤与干燥
实验用过的仪器，必须即使洗涤干净、晾干（或烘干、吹干）以便备用或保存。
（1）一般污物洗涤法
适用于可溶性污物或油污。其洗涤的过程是：①用自来水刷洗；②用去污粉或洗涤剂刷洗；③用自来水冲洗；④去离子水清洗（仅对分析实验使用仪器）。
（2）特殊污物洗涤法
根据污物的化学性质，选用不同的洗涤方法。如：碳酸盐、KMnO4、MnO2、氢氧化物及铁锈——盐酸；铜、银等金属——稀硝酸；硫——煮沸石灰水；碘——有机溶剂；油污——热碱液或洗衣粉等。
仪器洗净的标志是：内壁附着的水即不聚成水滴，也不成股流下时，表示仪器已洗干净。
2、试剂及其取用
常用的化学试剂根据其纯度不同，分成不同的规格。我国生产的试剂一般分为四级，如表1-1所示。
表1-1 常用的化学试剂的规格
①要用洁净的药匙取用，用过的药匙必须洗净擦干后才能再使用，以免玷污试剂。
②注意不要超过指定用量取药，多取的不能倒回原瓶，可放在指定的容器中供他人使用。
③要求取用一定质量的固体试剂时，可把固体放在洁净的纸上称量。具有腐蚀性、强氧化性或易潮解的固体试剂放在表面皿上或玻璃容器内称量。
④要求准确称取一定质量的固体试剂时，可用称量瓶按差减法进行称量，即称取试剂的量是由两次称量的差来计算的。
使用称量瓶的操作如图1-3所示。
图1-3 使用称量瓶的操作
（2）液体试剂的取用
①从滴瓶中取用液体试剂时，滴管不能伸入所用的容器中，以免接触器壁而玷污药品。
②从细口瓶中取用试剂时，用倾注法。
③如需准确地量取试剂。则根据准确度的要求，选用量筒、移液管。
3、加热与冷却
（1）液体加热
少量的液体加热可放在试管中直接加热，但液体用量不能超过试管容积的1/3，加热时试管与桌面呈45℃角，先均匀加热，然后由液体中上部开始上下移动加热。大量液体加热可放在烧杯、烧瓶=锥形瓶等仪器中垫石棉网加热。容器内液体用量不超过容器容量的1/3。易挥发的物质应放在锥形瓶中。易燃物品不能敞口加热。
（2）固体加热
少量的固体加热可放试管中直接加热。为了防止冷凝水回流到灼热的试管底部引起骤冷而破裂，加热时必须注意水的流向或将试管口稍微向下倾斜。较多量的固体可在蒸发皿中加热，但要注意用玻璃棒充分搅拌，使固体受热均匀。需要高温下加热固体时，可在坩埚中灼烧。
（3）冷却
为了使物质结晶析出或某些放热反应能在温度不高条件下顺利进行，需要建立一个冷却系统。通常可用空气冷却，但比较缓慢，还可浸入冷水或冰水混合物中冷却。如制硝基苯的实验，向苯中滴入混酸，反应放热，当体系温度超过60℃时，将发生其他反应，此时可用水冷方法使温度降下来。
4、溶解
（1）固体物质的溶解
溶解固体物质时，常用粉碎、搅拌、振荡、加热等方法来加快溶解速度。
固体的粉碎应在干燥的研钵中进行。将颗粒状固体研细呈粉末状，增大与溶剂的接触面积，加快溶解速度，
较大量的固体溶解在烧杯中进行，用玻璃棒均匀旋转，搅拌液体加速溶解。注意玻璃棒在搅拌过程中不要碰撞器壁。为了加快固体溶解，还可采用加热的方法，但对易水解或极易受热分解的物质不宜采用加热方法。某些易水解的固体盐溶解时，需先在溶剂中加入防止水解的试剂。如硝酸银的溶解一不应研细；二不应加热；三需在水中加少量硝酸。
（2）液体物质的溶解
应把浓硫酸（密度大的液体）沿着器壁慢慢加到盛有水（密度小）的烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌，使产生热量迅速扩散。切不可反之。
（3）气体物质的溶解
溶解度较小的气体（如Cl2，H2S等）溶于水，要把导管口插入水中。为了增大溶解速度，应把导气管插入水底部。极易溶于水的气体（如NH3，HCl等）溶于水，应在导管末端接一倒置的漏斗，使漏斗边缘刚刚接触水面，防止因气体溶解压强减小水被倒吸到气体发生装置内。
5、物质的分离
（1）液体与固体的分离
①过滤
1）常压过滤
常压过滤的过滤器由漏斗、滤纸组成。过滤操作可总结为“一角、二低、三靠”。一角是指滤纸折叠的角度必须与漏斗的角度相符。二低是指滤纸边缘应稍低于漏斗边缘，过滤液应略低于滤纸的边缘。三靠是指盛混合液的烧杯口与玻璃棒相靠，玻璃棒一端与滤纸的三层处相靠，漏斗的下端管口紧靠烧杯内壁。
2）减压过滤
为了加速大量溶液与固体混合物的分离，常使用布氏漏斗抽气过滤。减压过滤的装置如图18-4，由过滤瓶1，布氏漏斗2，安全瓶3和水流泵4组成。
布氏漏斗里放有比漏斗内径稍小的滤纸，组成过滤器。因水流泵吸走空气，吸滤瓶内压力减小，瓶内和布氏漏斗液面上压力差增大，从而能加快过滤速度。抽滤结束时，先拆开吸滤瓶与水流泵间胶管，再关闭水流泵，防止水倒吸到吸滤瓶内。
图1-4 减压过滤图1-5 热过滤
3）热过滤
热过滤是在普通滤器外套一个热过滤漏斗，如图18-5。热过滤是防止过滤时因温度下降溶液中晶体析出。热过滤滤斗是铜制的，具有夹层（盛水）和侧管（用于加热）。
当沉淀物的密度较大或结晶的颗粒较大，静置后能很快沉降至容器的底部时，可用倾析法。操作时，把沉淀物上部的溶液倾入另一容器内，即可使沉淀物和溶液分离。如图18-6。
图1-6 倾析法图1-7 电动离心机
③离心分离法
当被分离的沉淀的量很少时，可用离心分离法。实验室常用电动离心机（图1-7）。使用时，将试样的离心管放在离心机的套管中。为了使离心机旋转时保持平衡，几支离心管要放在对称的位置上，如果只有一个试样，则在对称的位置上也要放一支装有等体积水的离心管。使离心机旋转一段时间后，让其自然停止旋转。通过离心作用，沉淀就紧密的聚集在离心管底部而溶液在上部。用滴管将溶液吸出。如需洗涤，可往沉淀中加入少量蒸馏水搅拌，再离心分离。重复操作2~3次即可。
④蒸发
蒸发是用加热方法使溶剂不断挥发，溶质从溶液中不断结晶析出。加热蒸发时，应用玻璃棒不断搅动，以防止溶液局部温度过高而飞溅。当晶体开始析出时，停止加热，利用余热蒸干。
（2）液体和液体的分离
①分馏
利用液体混合物中各组分的沸点不同，将混合物分离和提纯的方法叫蒸馏。同时分别收集不同温度范围内的溜出液的蒸馏过程叫分馏，如石油的分馏（装置如图18-8所示）。
图1-8 石油的分馏装置
②萃取
利用溶质在互不相溶的两种溶剂里溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法叫萃取。如用CCl4，将碘从碘的饱和水溶液中萃取出来。
分液是把两种不相混溶的液体进行分离的操作。操作时在混合液中加入萃取剂，用右手压住分液漏斗口部，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来用力震荡，放气；把分液漏斗放在铁架台上静置片刻，使液体分为两层后打开活塞，使下层液体流入烧杯，待下层液体流完，立即关闭活塞，将上层液体从分液漏斗的上口倒出。
（3）固体和固体的分离
①结晶
利用可溶性固体物质在同一溶剂中溶解度的不同，进行分离的方法。对溶解度受温度变化影响不大的固体溶质，一般就用蒸发溶剂的方法得到晶体。如分离NaCl个KNO3混合物，当NaCl较多时，可用此法分离，NaCl先析出。对溶解度受温度影响相当大的固体溶质，一般可用冷却热饱和溶液的方法，使溶质结晶析出。当分离KNO3多于NaCl的混合物时，就可利用此法，使KNO3先析出。
②重结晶
一次结晶得到的晶体里往往混有少量杂质，要得到纯度更高的晶体，可以把过滤得到的晶体再溶解在热的蒸馏水中，制成饱和溶液，冷却后第二次析出晶体的过程叫重结晶。
③升华
利用某些物质具有升华的特性，将它与无升华特性的固体物质分离的方法叫做升华法。用升华法制得的产品纯度较高，但损失较大。
6、溶液的配制
（1）质量百分比浓度溶液的配制
根据要求计算所配溶液溶质的用量①固体溶质的质量；液体（包括浓溶液）溶质的体积，②溶剂的体积。固体溶质用天平称取，液体溶质和溶剂用量筒量取。把溶剂、溶质先后放入烧杯，用玻璃棒搅动使其溶解。冷却后倒入试剂瓶中，贴上标签，注明名称、浓度和配制日期。
（2）物质的量浓度溶液的配制
根据要求计算所配溶液固体溶质质量或液体溶质（包括浓溶液）的体积，选择相应的容量瓶。用天平（或分析天平）称取固体溶质或用量筒（或相应移液管）量取液体溶质。把适量溶剂、溶质先后放入烧杯中，搅拌使其溶解，恢复至室温。将烧杯中溶液用玻璃棒引流注入容量瓶中，用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次，一并注入容量瓶中，往容量瓶中加蒸馏水至接近标线2~3厘米处，改用胶头滴管加水至液体的凹面与标线相切。盖上容量瓶塞，倒转数次摇匀。配蚝溶液移入试管瓶，贴上标签注明名称、浓度及日期。注：配制标定物质溶液应用精度较高的分析天平和移液管称量，配制待测溶液用托盘天平和量筒称量。7、滴定
滴定是化学分析中定量分析的一种操作。用标准溶液（已知浓度）滴加到待测试样溶液中，依据指示剂变化判断反应恰好完成。根据用量和反应方程式求出待测溶液的浓度。滴定分为中和滴定（酸碱中和反应）、氧化-还原滴定（氧化-还原反应）、络合滴定（络合反应）等。
滴定操作的准备工作包括：检查滴定管是否漏水；用自来水洗；再用蒸馏水洗；最后用标准液或待测液润洗相应的滴定管和移液管。每种液体洗2~3遍，每次液体用量5~10mL向滴定管直接注入标准液至“零”刻度以上2~3cm处，旋转活塞或挤压玻璃球，使液体充满尖嘴部分，放液把内液面调到0.00mL或0.00mL
以下刻度处，记录读数。
滴定操作包括用移液管量取一定体积的待测液，沿内壁注入锥形瓶内，滴2~3滴指示剂并摇匀。滴定时左手转动活塞（或捏胶管内玻璃球）使标准液逐渐滴滴入锥形瓶，右手持锥形瓶颈部，不断摇动锥形瓶，使溶液混合均匀。眼睛注意观察锥形瓶里指示剂颜色变化。当指示剂变色，反应恰好完成，停止滴液。1分钟后第二次读数（读到0.01mL），两次读数差为消耗标准液的体积数。
重复两次，每次标准液从同一刻度开始，取平均值，通过计算求出未知液的浓度。
三、物质的制备
物质之间相互反应可以生成新的物质，根据新物质的状态可分为气体、液体、固体的制备。
1、气体物质的实验室制备
（1）原料的选择：以实验室常用药品为原料，方便经济安全，尽量做到有适宜的反应速率（不可过大，也不可过小），且所得气体惟一。
（2）装置的选择：由反应物的状态，反应条件和所制备气体的性质、量的多少决定。装置从左到右组装顺序为：发生装置→净化装置→干燥装置→收集装置→尾气吸收装置。
（3）仪器的装配：在装配仪器时，应从下而上，从左至右，先塞好后固定；加入试剂时，先固后液；实验开始时，先检验仪器的气密性，后点燃酒精灯；在连接导管时，应长进短出；量气装置的导管应短进长出；干燥管应大口进，小口出。
（4）气体的除杂：先除杂，后除水，加热除氧放末尾。常用的除杂试剂（括号内为杂质气体）有：硫酸铜溶液（H2S）、碳酸氢钠溶液（SO2或HCl）、加热氧化铜粉末（CO或H2）、浓NaOH溶液（CO2）、加热铜网（O2）、浓H2SO4或无水氯化钙（H2O）。
（5）尾气的处理：燃烧法（如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等）；碱液吸收法（如Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2等）；水溶解法（如HCl、NH3）。
表1-2 常见气体的制备、干燥和吸收
2、液体的制备
常温下液态无机物种类比较少。实验室制液溴、硝酸可用曲颈甑作反应容器，加热反应后蒸馏出产物，冷凝收集产品。液态的有机物种类较多，少量的可在试管中制备，如：硝基苯、乙酸已酯的制备。较多量的或反应剧烈的在烧瓶（圆底烧瓶或多口烧瓶）里制备，如：溴苯、溴乙烷的制备。有机反应物的沸点较低，试管口或烧瓶口应配备回流冷凝管（也可用长玻璃导管代替），减少反应物挥发损失。
有机反应进行较慢，一般可选用水浴加热或直接加热（烧瓶需垫石棉网）。加热温度超过反应物的沸点时，烧瓶中应加碎瓷片防止“爆沸”。有机反应副作用较多，反应温度范围要求较小，一般配备温度计，随时测定反应温度，控制反应方向。如硝基苯的制备，当苯向混酸中滴加反应温度超过60℃时，有可能生成二硝基苯，此时必须减慢滴加速度，或用水冷降温，使反应向生成硝基苯方向进行。反应完成后，若制得的产物与原反应物互不相溶，可用分液的方法分离出产物，如溴苯、硝基苯的制备。若制得的产物与原反应物互溶，可用蒸馏的方法分离出产物，如乙酸已酯、溴乙烷的制备。产品中的杂质可选用试剂溶解、发生反应除去，如溴苯中混有的溴用水洗（溴溶于水）、稀氢氧化钠溶液洗（溴和氢氧化钠溶液反应），再经分液得纯溴苯。
3、固体的制备
固体物质（一般是无机盐类）的制备通常是通过物质之间的反应制得该物质的溶液，经倾析法或减压过滤分离出不溶性杂质得到滤液。将滤液蒸发、浓缩至表面有晶体膜出现为止。冷却、结晶，经倾析或减压过滤得到固体产物。
浓硫酸、浓硝酸混酸反应，（Cu + 2HNO3 + H2SO4 = CuSO4 + 2NO2↑+ 2H2O）；硫酸亚铁铵制备用铁屑和硫酸反应。反应可直接加热，如铜和混酸的反应，当反应速度减慢时可直接加热；也可用水浴加热，如铁和硫酸的反应在水浴上加热完成。由于水浴加热温度虽不是很高，但反应时间较长（铁和硫酸反应约45分钟），因此选用锥形瓶作反应容器，减少蒸发，并不时添加水补充蒸发掉的水分。普通过滤所需时间较长，溶液降温后，晶体有可能析出混入杂质沉淀中，应选用减压过滤，缩短过滤时间。如果获得的晶体不纯，如硫酸铜晶体中混有少量硝酸铜，可用重结晶的方法，提纯获得纯硫酸铜晶体。重结晶时可选用热过滤，避免硫酸铜晶体过早析出。
四、物质的检验
1、检验原理和类型
物质检验的原理主要是根据物质性质中的个性（即区别其它物质所具有的特性），通过物质与某些试剂发生特性反应，依据实验现象，判定该物质的存在。这里物质的性质可以是化学性质也可以是物理性质，但一般情况下，物质的检验还是应该依据化学特性得出结论。
检验的步骤包括：①试剂编号；②固体试剂用蒸馏水配液；③分别取样，加入检验试剂；④加入其它试剂应重新取样⑤根据观察到的现象描述、分析、推断得出结论。
根据检验的不同要求，物质检验的类型可分为鉴别、鉴定和推断三种。①鉴别：根据物质的不同性质，用化学方法把几种物质区别分开。②鉴定③推断：根据已进行的检验反应、实验现象和已知物质的性质，分析推断被检物是何物质。
2、几种常见气体的检验
表1-3 常见气体的检验方法
3、常见离子鉴定
表1-4 常见阴离子的鉴定
Cu 表18-5 常见阳离子的鉴定
NH 2CuO + H
实验设计是根据实验试题的要求，由学生自己设计实验方案，选择实验器材、药品、确定实验步骤、分析实验结果的过程。在整个设计过程中，要认真审题，明确实验目的，结合已知条件，将基本知识、技能灵活应用。
从历届奥赛实验题来看，大部分合成、制备题中得到的产品，需要参赛选手进行精制、提纯、或对产品进行质量鉴定、分析，需要你自己设计实验，选择仪器规格、试剂等。对一些未知物质的鉴别等只有目的要求，需要参赛选手自己设计实验方案、选择实验方法等来完成考核的内容。
设计性实验是克服学生普遍存在的理论高分，实验低能的有效手段。
【典型例题】
例1、完成下列操作应选择什么仪器（括号内为备选仪器）。
（1）称量1.500gNaCl固体（a.分析天平，b.托盘天平）
（2）量取18.0mL盐酸（a.100mL量筒，b.20mL量筒，c.20mL移液管）
（3）量取18.0mL高锰酸钾溶液（a.20mL量筒，b.25mL碱式滴定管，c. 25mL酸式滴定管）
（4）配制100mL0.1mol·L－1NaOH溶液（a.100mL量筒，b.100mL容量瓶，c.10mL移液管）
（5）灼烧NaHCO3制纯碱（a.瓷坩埚，b.石英坩埚，c.铁坩埚）
（6）定量测定结晶水合物的结晶水（a.试管，b.坩埚，c.蒸发皿）
分析：选择仪器应考虑：①根据操作要求的数量和精确度选择量程范围合适、精确度一致的仪器，试题（2）中由于100mL量筒精确度比20 mL量筒低，故选择后者；②还要考虑仪器使用的要求。试题（3）中因高锰酸钾与橡胶反应，故只能选择酸式滴定管。
解：（1）a （2）b （3）c （4）b （5）c （6）b
例2、玻璃仪器被下列物质沾污后，可用何种洗涤剂洗去，写出有关反应式。若无法用洗涤剂使容器复原者，请注明原因。
①盛石灰水后的沾污
②长期盛放硫酸亚铁溶液的试剂瓶
③碘的沾污
④用硫代硫酸钠与硫酸反应测化学反应速率的容器
⑤附有银镜的试管
⑥用高锰酸钾制氧气后的试管
⑦长期盛强碱试剂的试剂瓶变毛了
⑧用硝酸银溶液检验氯离子的试管
分析：洗涤剂应根据沾污物的性质进行选择。被选的洗涤剂能使沾污物溶解或经反应后溶解，达到洗净的目的。
试题③④中的非金属单质在水中不溶或微溶，可选用有机溶剂或与碱液反应溶解。试题⑤⑥的金属或金属氧化物根据沾污物的氧化性或还原性选择还原剂或氧化剂，通过反应溶解。试题⑧中的沾污物上述方法都
不行，可用氨水，形成易溶的络离子而溶解。
解：①HCl CaCO3 + HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
②HCl Fe(OH)3 +HCl = FeCl3 + 3H2O
③C6H6溶解；KI溶解 KI + I2 = KI3
④CS2溶解；Ca(OH)2，加热 3Ca(OH)2 + 3S 2CaS + CaSO3 + 3H2O
⑤HNO3 3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO↑+ 2H2O
⑥浓HCl MnO2 + HCl MnCl2 +Cl2↑+ 2H2O
⑦无法用洗涤剂使“毛”玻璃复原，因玻璃被碱液腐蚀。
⑧氨水 AgCl + 2NH3·H2O = Ag(NH3)2Cl +2H2O
例3、实验室用氯化钙固体和其他有关试剂（因为硝酸银价格昂贵不能使用），制取一定量纯净的硝酸钙固体。
（1）写出表示制取规程中反应原理的化学方程式。
（2）简述实验操作步骤（不要求回答使用的仪器，但要求回答试剂的用量是少量、适量还是过量）。A．；
B．；
C．；
D．。
分析：要使可溶性的氯化钙转化为可溶性的硝酸钙，因不能使用价格昂贵的硝酸银，所以一步完成转化是不可能的，只有先转化成碳酸钙过渡一下。
解：（1）CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl
CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O + CO2↑
(2)A.用蒸馏水完全溶解CaCl2后，加入足量Na2CO3溶液。
B．将反应后的溶液过滤，并用蒸馏水洗涤沉淀至无Cl－。
C．加入足量HNO3溶液，使沉淀完全溶解。
D．将溶解后的溶液蒸发、结晶。
例4、市售乙醛通常为40%左右的乙醛溶液。久置
的乙醛溶液会产生分层现象，上层为无色油状液体，下
层为水溶液。据测定，上层物质为乙醛的化合物(C2H4O)n，
它的沸点比水的沸点高，分子中无醛基。乙醛在溶液中易
被氯化。为从变质的乙醛溶液中提取乙醛（仍得到溶液），
可利用如下反应原理：
(C2H4O)n n C2H4O。
（1）先把混合物分离得到(C2H4O)n；将混合物放入
分液漏斗，分层清晰后，分离操作是
。
（2）证明是否已有部分乙醚被氧化的实验操作和现
象是。
（3）若将少量乙醚溶液滴入浓硫酸中，生成黑色物质。请用化学方程式表示这一过程：
。
（4）提取乙醚的装置如图：烧瓶中放的是(C2H4O)n和6mol·L－1 H2SO4的混合液，锥形瓶中放蒸馏水。加热至混合液沸腾，(C2H4O)n缓慢分解，生成的气体导入锥形瓶的水中。
①用冷凝管的目的是，冷凝水的进口是（填“a”或“b”）。
②锥形瓶内导管口出现的气泡从下上升到液面的过程中，体积越来越小，直至完全消失，这现象说明乙醛的何种物理性质？。当观察到导管中的气流已很小时，必要的操作是。
③若n = 3则(C2H4O)n的结构简式是：。
分析：本题的化学实验既有基本实验操作，又有基础知识的应用。（1）考查分液操作要求。（2）证明乙醛是否部分被氧化成乙酸，事实上是对乙酸的检验。
解：（1）打开分液漏斗活塞，将下层液体放入烧杯内，把上层液体从分液漏斗上口倒出。
（2）取少量下层水溶液，滴加石蕊试液，如果溶液呈红色，说明部分乙醛已被氧化。
（3）CH3CHO + H2SO4(浓) → 2C↓+ SO2↑+ 3H2O
（4）①使水蒸气冷凝回流，防止硫酸浓度变大，以免乙醛
被氧化；b。②易溶于水，及时撤除导管，防止发生倒吸现象。
③（见右图）
例5、工业产品碳酸钠中，常混有氯化钠，测定碳酸钠质量分数的仪器装置图如下：
供选用的试剂有：NaOH溶液、饱和石灰水、蒸馏水、浓硫酸、稀硫酸、浓盐酸、稀盐酸、硝酸、碱石灰、无水氯化钙、无水硫酸铜、试样（含有少量氯化钠的碳酸钠）。
请回答：
（1）各有关仪器中使用的药品作用：
B ，作用；
C ，作用；
D ，作用；
E ，作用；
F ，作用。
（2）实验步骤（至得到实验数据为止）：
①称量：称试样质量及装有干燥剂的球形干燥管的质量，并记录数据；
②；
③；
④；
⑤；
⑥；
⑦。
分析：解答定量实验题一般采用如下步骤：
①阅读题干，弄清目的量；②根据题中信息，寻找所涉及的化学反应原理；③确定可测量，并与相关的教材实验相比较；④从可测量出发，明确所需仪器和装置；⑤用可测量通过化学相关项计算求得最终目的量。本题首先要通读全题，领会此题的实验原理。要测定碳酸钠质量分数（目的量），利用题给试剂信息可知，用样品中的碳酸钠和酸反应生成的CO2，然后用碱石灰干燥管吸收反应产生的CO2，通过称量干燥前后质量（可测量），可知吸收的CO2质量，再算出碳酸钠质量分数。但空气中有CO2，必须排除CO2干扰。
解：（1）A．饱和石灰水或NaOH溶液，吸收空气中的CO2；
B．试样，产生CO2；
C．稀H2SO4，或盐酸，使试样转化成CO2；
D．浓H2SO4，干燥CO2气体；
E．碱石灰（过量），吸收反应产生的CO2；
F．空气；第一次鼓空气，以赶尽仪器装置中含有CO2的空气，第二次鼓空气，赶出残留在仪器装置中反应产生的CO2。
（2）②在接球形干燥管前，先检查装置的气密性；
③有关仪器中装上药品待用；
④打开甲、乙弹簧夹，用打气球鼓气，以赶尽装置中的CO2，然后接上已称量过装有吸收剂的球形干燥管；
⑤关闭甲弹簧夹，将分液漏斗中的稀H2SO4加到装有试样的反应容器（广口瓶）中；
⑥反应完全后，打开甲弹簧夹，用打气球鼓气，直至装置中的CO2全部赶出为止；
⑦称量干燥管质量并记录数据。
例6、实验室进行碘化氢和氯气间的置换反应，实验步骤如下：
（1）制备碘化氢气体：将10g干燥的细碎的晶体碘与1g干燥的细碎白磷，在一定的容器内一定的环境中
互相接触，可见到闪亮的光，然后加水约1mL，微热。这时将产生的气体通过装有粘附着潮湿红磷的短棒玻璃管的U型管后，用向上排空气法收集500mL气体，这种气体就是碘化氢。
（2）用等口径的250mL集气瓶，收集氯气（与收集HI时温度、压强相等），口对口将500mL碘化氢气体倒置在装氯气的集气瓶上。迅速抽去集气瓶上的玻璃片，在强光照射下，可观察到碘晶体有如晶莹的紫色冰片纷纷落下。
回答如下问题：
（1）制备碘化氢气的装置，与下列哪种实验室制气装置相似（）
A．KClO3和MnO2共热制O2 B．Zn和HCl制H2
C．MnO2和HCl（浓）共热制Cl2 D．乙醇与浓H2SO4共热制C2H4
（2）使用上述方法制HI时，最好是在装置中充满CO2气体。这是为了；
（3）写出用上述方法制取HI的有关化学反应方程式为；
（4）制备HI时红磷的作用是；
（5）写出制碘的方程式；
（6）步骤（2）中氯气放在上方是否合适（填“合适”“不合适”或“无所谓”）。这是因
为。
分析：此题是一道信息实验题，解题的方法是利用原有的知识基础，提取、加工、理解新情景显现的信息，上下关联，左右联系，再处理新信息，得出结论。
（1）C
（2）将反应气中的空气赶走，减少白磷在空气中燃烧。
（3）P4 + 6I2 = 4PI3，PI3 + 3H2O = H3PO3 + 3HI；
（4）除去未反应的碘蒸气；
（5）2HI + Cl2 = 2HCl + I2；
（6）不合适。Cl2密度较HI小，放在下方，就要向上运动，HI密度较大，要向下运动，这就利于Cl2和HI充分接触，使反应速度加快。
例7、今有一澄清溶液，可能含有Al3+、Ba2+、Fe3+、NH+
4、Br－、I－、SO-2
4
、NO-
2
等离子。请选用试剂验证
溶液存在的离子，填写下表。
分析：本题是鉴定综合题。鉴定溶液中存在的离子，不仅要求掌握各种离子的鉴定方法，而且还要掌握溶液中各离子间相互关系，选用合适试剂，合理的顺序验证存在的离子。
在，如Ba2+ 和SO-2
4
在溶液中只要验证一种离子存在，就可否定另一种离子存在。但还要注意不能共存的
条件，如NH+
4和NO-
2
在常温下共存，加热条件下反应生成氮气；I－和NO-
2
在中性、碱性条件下共存，酸性
条件下发生氧化还原反应，因此以上离子都必须验证。
分析时，可以把离子的颜色作为推测的依据，但验证中必须严格用试剂鉴定，如Fe3+的颜色应为淡紫色（pH=0），在HNO3溶液中接近无色，只有在水中由于水解呈棕黄色，所以Fe3+必须加试剂检验。
选用试剂时应考虑一种试剂能检验多种离子，如本题可能含有的阳离子中，三种和OH－都能作用，而且现象不同，因此可选用NaOH等试剂。另外溶液中如果Br－、I－都存在，应考虑先检验出I－，然后用过量氯水把I2氧化成IO-
3
，才能检验出Br－。
检验中每用一种试剂都应重新取一次原溶液。
解：
* Br－检验必须在I－不存在（或没有或氧化成IO-
3
）时验出。
例8、三份质量相同的氢氯化钠。第一份用赶掉二氧化碳的蒸馏水配制后立即用盐酸滴定，所耗盐酸体积为V1；第二份用未赶掉二氧化碳的蒸馏水配制后用盐酸滴定，消耗盐酸体积为V2；第三份在空气中放置一段时间（如15分钟）后，按第二份方式配制、滴定，消耗盐酸体积为V3。
（1）若用甲基橙做指示剂，则V1、V2、V3关系为：
（2）若用酚酞做指示剂，则V1、V2、V3关系为：
（3）若三种情况下配制溶液的体积相同，氢氧化钠浓度c1、c2、c3关系为：
分析：由于配制和存放等不同，使三份氢氧化钠溶液的成分和浓度发生了变化，不再相同（原因是有少量氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠）。若选择甲基橙做指示剂，用盐酸滴定三份氢氧化钠溶液。因甲基橙的变色范围（pH）：3.1~4.4，此时待测液中的NaOH和Na2CO3均变为NaCl，故消耗酸的量是相同的；若用酚酞做指示剂，用盐酸滴定三份氢氧化钠溶液。因酚酞的变色范围（pH）：8~10，此时待测液中的NaOH转变为NaCl，而Na2CO3转变为NaHCO3。故三份溶液消耗酸的量不同。可见，滴定过程中指示剂的
解：（1）V1 = V2 = V3
（2）V1 ＞ V2 ＞ V3
（3）c1 ＞ c2 ＞ c3
【知能训练】
1、指出做下列实验时，从安全角度考虑必须进行的实验操作或加入的实验用品：
点燃氢 ______________________________________
石油蒸馏 _____________________________________
2、关于移液管的问题：
（1）在化学实验室，欲将一定量液体转移至某容器时，常用移液管，它的操作步骤是
。
（2）一长为1m具有小内截面的玻璃管，两端开口，一半埋在水中，不用吸球仅用手指在上端覆盖后、把玻璃管提升起来并取出水面，问玻璃管内留下的水柱高为多少？
3、为洗涤下列污垢选用合适的洗涤液：
A．铬酸洗液 B．草酸和盐酸溶液 C．粗盐酸 D稀硝酸
（1）盛硝酸银溶液后产生的棕黑色污垢。
（2）滴定管内壁挂水珠。
（3）盛KMnO4溶液后产生的褐色污垢。
（4）盛沸水后产生的白色污垢。
4、利用下图所示装收集以下8种气体（图中烧瓶位置不得移动）：
①H
2②Cl2③CH4④HCl ⑤NH3⑥NO ⑦H2S ⑧SO2
（1）若烧瓶是干燥的，则由A口进气，在B口可收集的气体有（用数字表示，下
同）。
（2）若烧瓶充满水，可收集的气体有，这时气体由口进入。
（3）若在烧瓶内装入浓硫酸进行干燥气体，则可用此装置的气体
有，这时气体由口进入。
（4）若烧杯是干燥的，不能用此装置来收集的气体是。
5、请你以大理石为原料，设计一个简易的、能“随开随用、随关随停”的CO2气体发生装置。可供选用的仪器如下图所示：
A B C D E F G H
2019年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题
2019年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题 考生须知： 1.全卷分试题卷和答题卷两部分，试题共有8题，满分100分。考试时间120分钟。 2.本卷答案必须做在答题卷相应位置上，做在试题卷上无效，考后只交答题卷。必须在答题卷上写明县（市）、学校、姓名、准考证号，字迹清楚。 3.只能用黑色水笔成签字笔答卷，铅笔圆珠笔等答卷无效；答卷上用胶带纸，修正液为无效卷；答卷上有与答题无关的图案，文字为无效卷； 4.可以使用非编程计算器。 第1题（10分）根据所给条件按照要求书写化学反应方程式（要求系数为最简整数比） 1-1 铜在潮湿空气中慢慢生成一层绿色铜绣23[Cu(OH)CuCO ] 。 1-2 乙硼烷与一氧化碳在NaBH 4、THF 条件下1:2化合，生成物有一个六元环。 1-3 古代艺术家的油画都是以铅白为底色，这些油画易受H 2S 气体的侵蚀而变黑（PbS ），可以用H 2O 2对这些古油画进行修复，写出H 2O 2修复油画的化学反应方程式。 1-4 光气（COCl 2）和NH 3反应制备常见的氮肥。 1-5 银镜实验时需要用的银氨溶液，必须现配现用：因为久置的银氨溶液常析出黑色的氮化银沉淀。写出相应的化学反应方程式。 第2题（30分） 2-1 画出下列分子的立体结构：PH 3、P 2H 4、H 3PO 2。
2-2 甲基异氰酸酯（MIC）是制造某些杀虫剂的中间体，是一种剧毒的物质，其分子式为C2H3NO，MIC原子连接顺序为H3CNCO，除氢外的四个原子不都在一条直线上。指出N的杂化类型、写出最稳定路易斯结构式。 2-3 在水溶液中，水以多种微粒的形式与其它物种成水合物，画出微粒H5O2+和H9O4+的结构图示。 2-4 根据所给信息画出下列物种的结构。 2-4-1 As3S4+中每个原子都满足8电子结构，有一个S-S键，如果将其中一个S换成As，则变成一个有三重轴的中性分子。 2-4-2 As4蒸气分子具有白磷一样的正四面体结构：As4S4分子可以看做4个硫原子分别插入As4的四条边，As的化学环境相同。画出As4S4的结构。 2-4-3 S4O62-中含有3个S-S键。 2-5 A、B、C、D、E五种元素分居四个不同的周期和四个不同的族，它们的原子序数依次增大。常温常压下，A、B、D的单质为气态，而C、E的单质为固态。五种元素中，只有C、D、E的单质能与氢氧化钠溶液反应；C的剧毒单质与氢氧化钠溶液加热反应，有一种剧毒气体生成；D单质与氢氧化钠溶液加热反应，生成两种盐；E单质与氢氧化钠溶液反应，放出A单质。E的基态原子不含单电子，其L能层和M能层的电子数不相等，N能层只有2个电子。 2-5-1 写出A、B、C、D、E的元素符号。 2-5-2 写出D单质与氢氧化钠溶液加热反应的方程式。 2-5-3 写出E单质与氢氧化钠溶液反应的方程式。 2-6 用次氯酸钠氧化过量的氨可以制备化合物A，A可以用作火箭燃料。最新制备A的工艺是用氨和醛（酮）的混合气体和氯气反应，然后水解。A的水溶液呈碱性，用硫酸酸化一定浓度A溶液，冷却可得到白色沉淀物B。在浓NaOH介质中A溶液可作氧化剂放出气体C。气体C的水溶液可以使Cu2+溶液变成深蓝色溶液D。C的水溶液不能溶解纯净的Zn(OH)2，但若加入适量的NH4Cl固体后，Zn(OH)2溶解变成含E的溶液。A的水溶液有很强的还原能力，它能还原Ag+，本身被氧化成气体单质G。将气体C通过红热CuO粉末，可得到固体单质F和G。给出A~G的化学式。 第3题（15分） 3-1 有一含Co的单核配合物，元素分析表明其含Co 21.4%，H 5.4%，N 25.4%，C l 13.0%（质
化学奥赛2
2002年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)选拔赛试题 (2002年8月5日8：30－11：30 共计3小时) 姓名 1．(12分)(1) 如果已经发现167号元素A，若已知的原子结构规律不变，167号元素应是第周期、第族元素；可能的最高氧化态为；氢化物的化学式为。 (2) 某一放射性物质衰变20％需15天，该物质的半衰期是。 分子中有种化学环境不同的氢原子。如果用氯 (3) 化合物CH3CH CH2 O 取代分子中的氢原子，生成的一氯代物可能有种。 (4) 硅与碳为同族元素，呈四价。然而，与碳化合物相比，硅化合物的数量要少得多。碳易于形成双键，硅则不易形成双键。但据美国《科学》杂志2000年报道，已合成了分子中既有Si－Si单键，又有Si=Si双键的化合物X。X的分子式为Si5H6，红外光谱和核磁共振表明X分子中氢原子的化学环境有2种，则X的结构式是：。 2．(13分)(1) 磷和氢能组成一系列的氢化物，如PH3，P2H4，P12H16等。其中最重要的是PH3。PH3称为膦，它是一种无色剧毒的有类似大蒜臭味的气体。它可由NaOH和白磷反应来制备，其制备反应的化学方程式为，P2H4的沸点比PH3(填“高”或“低”)，原因是。AsH3又称胂，试写出由As2O3制备胂的反应方程式，胂的汽化热比膦(填“大”或“小”)。 (2) ①根据VSEPR理论，SCl3+和ICl4－的空间构型分别是和，S 和I分别以和杂化轨道同Cl形成共价键。 ② SCl3+和PCl3是等电子体，其S－Cl键键长(填>、＝或<)P－Cl键键长，原因是。 3．(5分)石墨晶体由如图(1)所示的C原子平面层堆叠形成。有一种常见的2H型石墨以二层重复的堆叠方式构成，即若以A、B分别表示沿垂直于平面层方向(C方向)堆叠的两个不同层次，它的堆叠方式为ABAB……。图(2)为AB两层的堆叠方式，O和●分别表示A层和B层的C原子。 (1) 在图(2)中标明两个晶胞参数a和b。 (2) 画出2H型石墨晶胞的立体示意图，并指出晶胞类型。
历年高中化学奥赛竞赛试题及答案
中国化学会第21届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 总分 满分12 6 10 7 10 12 8 4 10 12 9 100 得分 评卷人 ●竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到，把试卷(背面朝上)放在桌 面上，立即起立撤离考场。 ●试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其 他纸张。 ●姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。 ●允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 第1题（12分） 通常，硅不与水反应，然而，弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解，生成Si(OH)4。 1-1已知反应分两步进行，试用化学方程式表示上述溶解过程。 早在上世纪50年代就发现了CH5+的存在，人们曾提出该离子结构的多种假设，然而，直至1999年，才在低温下获得该离子的振动-转动光谱，并由此提出该离子的如下结构模型：氢原子围绕着碳原子快速转动；所有C-H键的键长相等。 1-2该离子的结构能否用经典的共价键理论说明？简述理由。 1-3该离子是（）。 A.质子酸 B.路易斯酸 C.自由基 D.亲核试剂 2003年5月报道，在石油中发现了一种新的烷烃分子，因其结构类似于金刚石，被称为“分子钻石”，若能合成，有可能用做合成纳米材料的理想模板。该分子的结构简图如下： 1-4该分子的分子式为； 1-5该分子有无对称中心？ 1-6该分子有几种不同级的碳原子？ 1-7该分子有无手性碳原子？ 1-8该分子有无手性？ 第2题（5分） 羟胺和用同位素标记氮原子（N﹡）的亚硝酸在不同介质中发生反应，方程式如下： NH2OH+HN﹡O2→A+H2O NH2OH+HN﹡O2→B+H2O
全国高中生化学竞赛决赛试题及答案
全国高中学生化学竞赛（冬令营）理论试题 ●竞赛时间4小时。迟到超过30分钟者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间 到，把试卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立撤离考场。 ●试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在答卷纸的指定地方（方框内），不得用铅笔 填写，写在其他地方的应答一律无效。使用指定的草稿纸。不得持有任何其他纸张。 ●把营号写在所有试卷（包括草稿纸）右上角处，不写姓名和所属学校，否则按废卷论。 ●允许使用非编程计算器、直尺、橡皮等文具，但不得带文具盒进入考场。 第1题 绿矾（化学式FeSO4·7H2O）是硫酸法生产钛白粉的主要副产物，每生产1吨钛白粉，副产4.5~5.0吨绿矾，目前全国每年约副产75万吨，除极少量被用于制备新产品外，绝大部分作为废料弃去，对环境造成污染。因此开发综合利用绿矾的工艺，是一项很有意义的工作。某 、C、D 均是盐类，E和F是常见的化合物。该工艺实现了原料中各主要成分的利用率均达94%以上，可望达到综合利用工业废弃物和防治环境污染的双重目的。
1-1写出A 、B 、C 、D 、E 、F 的化学式； 1-2写出反应(1)、(2)、(3)的化学方程式； 1-3指出反应(3)需要加入DFA （一种有机熔剂）的理由； 1-4判断DFA 是否溶于水。 第2题 NO 是大气的污染物之一。它催化O 3分解,破坏大气臭氧层；在空气中易被氧化为NO 2，氮的氧化物参与产生光化学烟雾。空气中NO 最高允许含量不超过5mg/L 。为此，人们一直在努力寻找高效催化剂，将NO 分解为N 2和O 2。 2-1用热力学理论判断NO 在常温常压下能否自发分解（已知NO 、N 2和O 2的解离焓分别为941.7、631.8和493.7kJ/mol ）。 2-2有研究者用载负Cu 的ZSM —5分子筛作催化剂，对NO 的催化分解获得了良好效果。实验发现，高温下，当氧分压很小时，Cu/ZSM —5催化剂对NO 的催化分解为一级反应。考察催化剂活性常用如下图所示的固定床反应装置。反应气体(NO)由惰性载气(He)带入催化剂床层，发生催化反应。某试验混合气中NO 的体积分数为4.0%，混合气流速为40cm 3/min （已换算成标准状况），637K 和732K 时，反应20秒后，测得平均每个活性中心上NO 分解的分子数分别为1.91和5.03。试求NO 在该催化剂上分解反应的活化能。 催化剂 2-3在上述条件下，设催化剂表面活性中心（Cu +）含量1.0×10-6mol ，试计算NO 在732K 时分解反应的转化率。 2-4研究者对NO 在该催化剂上的分解反应提出如下反应机理： NO + Ｍ NO —M [1] 2NO —M N 2 + 2O —M [2] 2O —M O 2 + 2M （快） [3] M 表示催化剂活性中心，NO 为弱吸附，NO —M 浓度可忽略。试根据上述机理和M 的物 料平衡，推导反应的速率方程，并解释当O 2分压很低时，总反应表现出一级反应动力学特征。 第3题 生物体内重要氧化还原酶大都是金属有机化合物，其中金属离子不止一种价态，是酶的催化性中心。研究这些酶的目的在于阐述金属酶参与的氧化过程及其电子传递机理，进而实现这些酶的化学模拟。 据最近的文献报道，以(Cy 3P)2Cu(O 2CCH 2CO 2H)（式中Cy-为环己基的缩写）与正丁酸铜（Ⅱ）在某惰性有机溶剂中氩气氛下反应1小时，然后真空除去溶剂，得到淡紫色的沉淀物。该沉淀被重新溶解，真空干燥，如此反复4次，最后在CH 2Cl 2中重结晶，得到配合物A 的纯品，产率72%。元素分析：A 含C （61.90%）、H （9.25%）、P （8.16%），不含氯。红外谱图显 示，A 中－CO 2－ 基团υ(－CO 2 － )（CH 2Cl 2中）有3个吸收峰：1628，1576，1413cm -1，表明羧基既有单氧参与配位，又有双氧同时参与配位；核磁共振谱还表明A 含有Cy 、-CH 2-，不含-CH 3基团，Cy 的结合状态与反应前相同。单晶x-射线衍射数据表明有2种化学环境的Cu ，且A 分子呈中心对称。（已知相对原子质量C ：12.0，H ：1.01，N ：14.0，Cu ：63.5，P ：31.0，O ：16.0）。 3-1写出配合物A 的化学式； 3-2写出生成配合物A 的化学方程式； 3-3淡紫色沉淀物被重新溶解，真空干燥，如此反复操作多次的目的是除去何种物质？ ?→?1k ?→?2k K 3 K-3
全国高中化学奥赛初赛试题与答案
第1题（4分） 2004年2月2日，俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素X 和Y 。X 是用高能48Ca 撞击Am 24395靶得到的。经过100微秒，X 发生α-衰变，得到Y 。然后Y 连续发生4 次α-衰变，转变为质量数为268的第105号元素Db 的同位素。以X 和Y 的原子序数为新元素的代号（左上角标注该核素的质量数），写出上述合成新元素X 和Y 的核反应方程式。 答案： Am 24395+ 4820Ca = 288115+3n （2分）不写3n 不得分。答291115不得分。 288115 = 284113 + 4He （2分） 质量数错误不得分。 4He 也可用符号α。 （答下式不计分：284113-44He = 268105或268105Db ）（蓝色为答案，红色为注释，注释语不计分，下同） 第2题（4分）2004年7月德俄两国化学家共同宣布，在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮, 这种高聚氮的N-N 键的键能为160 kJ/mol (N 2的键能为942 kJ/mol)，晶体结构如图所示。在这种晶体中，每个氮原子的配位数为 ；按键型分类时，属于 晶体。这种固体的可能潜在应用是 ，这是因为： 。 答案： 3 原子晶体 炸药（或高能材料） 高聚氮分解成N 2释放大量能量。（各1分） 第3题（6分）某实验测出人类呼吸中各种气体的分压/Pa 如下表所示： 3－1 请将各种气体的分子式填入上表。 3－2 指出表中第一种和第二种呼出气体的分压小于吸入气体分压的主要原因。 答案： 姓名学校赛场报名号赛区省市自治区
（每空1分，共4分） 呼出气中的N2的分压小于吸入气中的分压的主要原因是呼出气中的CO2和水蒸气有较大分压，总压不变，因而N2的摩尔分数下降（1分）；呼出气中的O2的分压小于吸入气中的分压的主要原因是吸入的O2被人体消耗了。（1分）（共2分） 第4题（15分）在铜的催化作用下氨和氟反应得到一种铵盐和一种三角锥体分子A（键角102o，偶极矩0.78x10-30 C·m；对比：氨的键角107.3o，偶极矩4.74x10-30 C·m)； 4-1 写出A的分子式和它的合成反应的化学方程式。 答案：NF3（1分）4NH3 + 3F2 = NF3 + 3NH4F（1分）（共2分） 4-2 A分子质子化放出的热明显小于氨分子质子化放出的热。为什么？ 答案：N-F 键的偶极方向与氮原子孤对电子的偶极方向相反，导致分子偶极矩很小，因此质子化能力远比氨质子化能力小。画图说明也可，如： （1分） 4-3 A与汞共热，得到一种汞盐和一对互为异构体的B和C（相对分子质量66）。写出化学方程式及B和C的立体结构。 答案： 2NF3 +2Hg = N2F2 + 2HgF2（1分） (14+19)X2=66（每式1分）（共3分） 4-4 B与四氟化锡反应首先得到平面构型的D和负二价单中心阴离子E构成的离子化合物；这种离子化合物受热放出C，同时得到D和负一价单中心阴离子F构成的离子化合物。画出D、E、F 的立体结构；写出得到它们的化学方程式。 答案： D E F （每式1分） 2 N2F2 + SnF4 = [N2F+]2[SnF6]2-（1分） [N2F+]2[SnF6]2- = [N2F] +[SnF5]- + N2F2 （1分）（共5分） 4-5 A与F2、BF3反应得到一种四氟硼酸盐，它的阳离子水解能定量地生成A和HF，而同时得到的O2和H2O2的量却因反应条件不同而不同。写出这个阳离子的化学式和它的合成反应的化学方程式，并用化学方程式和必要的推断对它的水解反应产物作出解释。 答案： 阳离子的化学式为NF4+。（1分） NF3 + F2 + BF3 = NF4+BF4-（1分） NF4+水解反应首先得到HOF （否则写不出配平的NF4+水解反应）:
高中化学奥林匹克竞赛-有机化学的几个基本反应
重排 酮肟在酸性条件下发生重排生成烃基酰胺的反应。1886年由德国化学家.贝克曼首先发现。常用的贝克曼重排试剂有硫酸、五氯化磷、贝克曼试剂（氯化氢在乙酸－乙酐中的溶液）、多聚磷酸和某些酰卤等。反应时酮肟受酸性试剂作用，形成一个缺电子氮原子，同时促使其邻位碳原子上的一个烃基向它作分子内 1,2－迁移，其反应过程如下： 贝克曼重排是立体专一性反应。在酮肟分子中发生迁移的烃基与离去基团（羟基）互为反位。在迁移过程中迁移碳原子的构型保持不变，例如： 贝克曼重排反应可用于确定酮类化合物的结构。工业上利用环己酮肟发生贝克曼重排，大量生-己内酰胺，它是合成耐纶6（见聚己内酰胺）的单体。 亲电取代反应
亲电取代反应一种亲电试剂取代其它官能团的化学反应，这种被取代的基团通常是氢，但其他基团被取代的情形也是存在的。亲电取代是芳香族化合物的特性之一．芳香烃的亲电取代是一种向芳香环系，如苯环上引入官能团的重要方法。其它另一种主要的亲电取代反应是脂肪族的亲电取代。 亲电加成反应 亲电加成反应是烯烃的加成反应，是派电子与实际作用的结果。派键较弱，派电子受核的束缚较小，结合较松散，因此的作为电子的来源，给别的反应物提供电子。反应时，把它作为反应底物，与它反应的试剂应是缺电子的化合物，俗称亲电试剂。这些物质又酸中的质子，极化的带正电的卤素。又叫马氏加成，由马可尼科夫规则而得名：“烯烃与氢卤酸的加成，氢加在氢多的碳上”。广义的亲电加成亲反应是由任何亲电试剂与底物发生的加成反应。 在烯烃的亲电加成反应过程中，氢正离子首先进攻双键（这一步是定速步骤），生成一个碳正离子，然后卤素负离子再进攻碳正
2000全国高中化学竞赛决赛(冬令营)理论试题及解答
1 2000年全国高中学生化学竞赛（决赛）理论试题 2000．1．11．杭州 ● 竞赛时间4小时。迟到超过30分钟者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时 间到，把试卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立撤离考场。 ● 试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在答卷纸的指定地方（方框内），不得用铅 笔填写，写在其他地方的应答一律无效。使用指定的草稿纸。不得持有任何其他纸张。 ● 把营号写在所有试卷（包括草稿纸）右上角处，不写姓名和所属学校，否则按废卷论。 ● 允许使用非编程计算器、直尺、橡皮等文具，但不得带文具盒进入考场。 第1题 A 的单质和B 的单质在常温下激烈反应，得到化合物X 。X 的蒸气密度是同温度下的空气密度的5.9倍。X 遇过量水激烈反应，反应完全后的混合物加热蒸干，得一难溶物，后者在空气中经1000o C 以上高温灼烧，得到化合物Y 。Y 在高温高压下的一种晶体的晶胞可与金刚石晶胞类比，A 原子的位置相当于碳原子在金刚石晶胞中的位置，但Y 晶胞中A 原子并不直接相连，而是通过E 原子相连。X 与过量氨反应完全后得到含A 的化合物Z 。Z 经高温灼烧得化合物G 。G 是一种新型固体材料。 1-1 写出X 的化学式。1-2 写出Y 的化学式。1-3 写出Z 的化学式。 1-4 写出G 的化学式。1-5 你预计G 有什么用途？用一两句话说明理由。 1.008Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Ac-Lr H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P Cl S K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Rb Cs Fr Sr Ba Ra Y La Lu -6.9419.01222.9924.31 39.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210]126.979.9035.454.003 20.18 39.9583.80 131.3 [222] He Ne Ar Kr Xe Rn 相 相 相 相 相 相
历年高中化学奥赛竞赛试题及标准答案
中国化学会第21届全国高中学生化学竞赛（省级赛区)试题题号１ 2 3 4 ５ 6 7 8 ９10 １1 总分 满分12 ６ 1 ２9 １0０ 得分 评卷人 ●竞赛时间３小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到，把试卷 (背面朝上)放在桌面上，立即起立撤离考场。 ●试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。 不得持有任何其他纸张。 ●姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。 ●允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 第1题(1２分) 通常,硅不与水反应，然而，弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解，生成Si(OH）4。1-1已知反应分两步进行,试用化学方程式表示上述溶解过程。 早在上世纪50年代就发现了CH5＋的存在，人们曾提出该离子结构的多种假设，然而，直至1999年，才在低温下获得该离子的振动－转动光谱，并由此提出该离子的如下结构模型:氢原子围绕着碳原子快速转动;所有Ｃ-H键的键长相等。 1-2该离子的结构能否用经典的共价键理论说明?简述理由。 1-3该离子是( )。 A.质子酸 B.路易斯酸 C.自由基 D．亲核试剂 ２003年5月报道,在石油中发现了一种新的烷烃分子，因其结构类似于金刚石，被称为“分子钻石”,若能合成,有可能用做合成纳米材料的理想模板。该分子的结构简图如下：
1-4该分子的分子式为； 1-5该分子有无对称中心？ 1-6该分子有几种不同级的碳原子？ 1-7该分子有无手性碳原子? 1-8该分子有无手性？ 第２题(5分) 羟胺和用同位素标记氮原子（Ｎ﹡)的亚硝酸在不同介质中发生反应，方程式如下： NH2OH+ＨＮ﹡Ｏ2→A+H2Ｏ NH2ＯH＋ＨN﹡Ｏ２→Ｂ＋Ｈ2O Ａ、B脱水都能形成N2O，由A得到Ｎ﹡NO和NＮ﹡Ｏ，而由Ｂ只得到NN﹡Ｏ。 请分别写出A和B的路易斯结构式。 第3题(８分) X-射线衍射实验表明,某无水MｇCl2晶体属三方晶系，呈层形结构，氯离子采取立方最密堆积（cｃp），镁离子填满同层的八面体空隙；晶体沿垂直于氯离子密置层的投影图如下。该晶体的六方晶胞的参数:a=363.63pｍ,ｃ=17６6.６3pm;p=2．53ｇ·ｃm-3。 3－１以“”表示空层,Ａ、Ｂ、Ｃ表示Cｌ－离子层，a、b、c表示Mg２＋离子层,给出 三方层型结构的堆积方式。 ２计算一个六方晶胞中“MｇCl2”的单元数。 3假定将该晶体中所有八面体空隙皆填满Ｍg2+离子，将是哪种晶体结构类型？ 第４题(7分） 化合物A是一种热稳定性较差的无水的弱酸钠盐。用如下方法对其进行分析：将A与惰性填料混合均匀制成样品,加热至4０0℃,记录含A量不同的样品的质量损失（％），结果列于下表: 样品中A的质量分数/% 20 50 70 90 33.3 样品的质量损失/％７.4 18．5 ２ ５．８ 利用上述信息,通过作图，推断化合物A的化学式，并给出计算过程。
2014-2017全国高中生化学竞赛(初赛)试题及解析
第28届中国化学奥林匹克初赛试题 第1题（6分）合成氨原料气由天然气在高温下与水和空气反应而得。涉及的主要反应如下：（1）CH4(g)＋H2O(g)→CO(g)＋3H2(g) （2）2CH4(g)＋O2(g)→2CO(g)＋4H2(g) （3）CO(g)＋H2O(g)→H2(g)＋CO2(g) 假设反应产生的CO全部转化为CO2，CO2被碱液完全吸收，剩余的H2O通过冷凝干燥除去。进入合成氨反应塔的原料气为纯净的N2和H2。 1-1为使原料气中的N2和H2的体积比为1∶3，推出起始气体中CH4和空气的比例。设空气中O2和N2的体积比为1∶4，所有气体均按理想气体处理。 1-2计算反应（2）的反应热。已知： （4）C(s)＋2H2(g)→CH4(g)ΔH4＝－74.8kJ mol－1 （5）C(s)＋1/2O2(g)→CO(g)ΔH5＝－110.5kJ mol－1 第2题（5分）连二亚硫酸钠是一种常用的还原剂。硫同位素交换和核磁共振实验证实，其水溶液中存在亚硫酰自由基负离子。 2-1写出该自由基负离子的结构简式，根据VSEPR理论推测其形状。 2-2连二亚硫酸钠与CF3Br反应得到三氟甲烷亚磺酸钠。文献报道，反应过程主要包括自由基的产生、转移和湮灭（生成产物）三步，写出三氟甲烷亚磺酸根形成的反应机理。 第3题（6分）2013年，科学家通过计算预测了高压下固态氮的一种新结构：N8分子晶体。其中，N8分子呈首尾不分的链状结构；按价键理论，氮原子有4种成键方式；除端位以外，其他氮原子采用3种不同类型的杂化轨道。 3-1画出N8分子的Lewis结构并标出形式电荷。写出端位之外的N原子的杂化轨道类型。 3-2画出N8分子的构型异构体。
全国高中化学竞赛决赛(冬令营)理论试题及解答
2000年全国高中学生化学竞赛（决赛）理论试题 2000．1．11．杭州 ● 竞赛时间4小时。迟到超过30分钟者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时 间到，把试卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立撤离考场。 ● 试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在答卷纸的指定地方（方框内），不得用铅 笔填写，写在其他地方的应答一律无效。使用指定的草稿纸。不得持有任何其他纸张。 ● 把营号写在所有试卷（包括草稿纸）右上角处，不写姓名和所属学校，否则按废卷论。 ● 允许使用非编程计算器、直尺、橡皮等文具，但不得带文具盒进入考场。 1.008 Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Ac-Lr H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P Cl S K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn G a G e As Se Br Rb Cs Fr Sr Ba Ra Y La Lu -6.9419.01222.99 24.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6 107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1 190.298.91186.2 95.94183.992.91 180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210] 126.979.9035.45 4.00320.1839.9583.80131.3[222] He Ne Ar Kr Xe Rn ?à ?? ?- ×ó ?ê á? 第1题A 的单质和B 的单质在常温下激烈反应，得到化合物X 。X 的蒸气密度是同温度下的空气密度的5.9倍。X 遇过量水激烈反应，反应完全后的混合物加热蒸干，得一难溶物，后者在空气中经1000o C 以上高温灼烧，得到化合物Y 。Y 在高温高压下的一种晶体的晶胞可与金刚石晶胞类比，A 原子的位置相当于碳原子在金刚石晶胞中的位置，但Y 晶胞中A 原子并不直接相连，而是通过E 原子相连。X 与过量氨反应完全后得到含A 的化合物Z 。Z 经高温灼烧得化合物G 。G 是一种新型固体材料。 1-1 写出X 的化学式。1-2 写出Y 的化学式。1-3 写出Z 的化学式。 1-4 写出G 的化学式。1-5 你预计G 有什么用途？用一两句话说明理由。 第2题 已知：原电池H 2(g)| NaOH(aq) | HgO(s),Hg(l) 在298.15K 下的标准电动势E =0.926V 反应H 2(g) + 1/2 O 2(g) = H 2O(l) ?r G m (298K) = –237.2kJ ·mol –1 2-1写出上述原电池的电池反应与电极反应(半反应)。 2-2计算反应HgO(s)=Hg(l) + ? O 2(g) 在298.15K 下的平衡分压p (O 2)和?r H m (298.15K)。 2-3设反应的焓变与熵变不随温度而变，求HgO 固体在空气中的分解温度。 第3题 超氧化物歧化酶SOD （本题用E 为代号）是生命体中的“清道夫”，在它的催化作用下生命体代谢过程产生的超氧离子才不致过多积存而毒害细胞： O 2-2+ 2H + O 2+H 2O 2 E 今在SOD 的浓度为c o (E) = 0.400X 10-6 mol ·L –1 ，pH=9.1的缓冲溶液中进行动力学研究，在常温下测得不同超氧离子的初始浓度c o (O 2–)下超氧化物歧化反应的初始反应速率r o 如下：
高中化学竞赛用书推荐
高中化学竞赛用书推荐 常规/高考类： 化学岛 用户名： 密码：woaihuaxuedao 以下是另一个公邮 icholand. 密码:huaxuedaogongyou 提供公共邮箱的目的还是方便大家交流，如果遇到超出流量限制的问题，可以直接把邮件转发出去。 尽管以前有XX的Gbaopan。。但是貌似很多人并不清楚密码。。 附上： 部分优秀资料帖索引 《高中化学重难点手册》（华中师范大学出版社，王后雄老师主编）；历年高考试题汇编（任何一种，最好有详细解析的，比如三年高考两年模拟）；《高中化学读本》（很老的人民教育出版社甲种本化学教材，最近有更新版本）；《高中化学研究性学习》（龙门书局，施华、盛焕华主编）南师大化科院创办的《化学教与学》每年的十套高考模拟题题型新颖质量比较高，可作为江苏预赛的模拟卷，不少5月份预赛原题就出自本套模拟题。 初赛类： 比较经典的有《化学高考到竞赛》（陕西师范大学出版社，李安主编，比较老）；《高中化学奥林匹克初级本》（江苏教育出版社，段康宁主编）；《高中化学竞赛初赛辅导》（陕西师范大学出版社，李安、苏建祥主编）；《高中化学竞赛热点专题》（湖南师范大学出版社，肖鹏飞、苏建祥、周泽宇主编，版本比较老，但编排体系不错）；最新奥林匹克竞赛试题评析·高中化学》（南京师范大学出版社，马宏佳主编，以历年真题详细解析为主，可作为课外指导）；《最新竞赛试题选编及解析高中化学卷》（首都师范大学出版社）；《化学竞赛教程》（华东师范大学出版社，三本，王祖浩、邓立新、施华等人编写，适合同步复习），还有一套西南师范大学出版社的《奥林匹克竞赛同步教材·高中化学》（分高一、高二和综合卷，综合卷由严先生、吴先生、曹先生等参加编写，绝对经典），还有浙江大学出版社《高中化学培优教程》AB教程、《金牌教程·高一/二化学》（邓立新主编，南京大学出版社）。江苏省化学夏令营使用的讲义是马宏佳主编的《全国高中化学竞赛标准教程》（东南大学出版社），简明扼要，但由于不同教授编写不同章节，参差不齐；春雨出版的《冲刺金牌·高中化学奥赛辅导》（任学宝主编，吉林教育出版社）、《冲刺金牌·高中化学奥赛解题指导》（孙夕礼主编，吉林教育出版社）。《赛前集训·高中化学竞赛专题辅导》（施华编著，体现他的竞赛培训思维，华东师范大学出版社） 比较新颖的包括浙江大学出版社的林肃浩主编的竞赛系列《高中化学竞赛实战演练》（高一、高二）、《高中化学竞赛解题方法》、《冲刺高中化学竞赛（省级预赛）》、《冲刺高中化学竞赛（省级赛区）》、《高中化学竞赛解题方法》、《决战四月:浙江省高中化学竞赛教程(通向金牌之路)》《金版奥赛化学教程》（高一、高二、·综合）都是近年来体系、选题新颖的竞赛资料，足见浙江省对化学竞赛的重视，端木非常推荐。南京教研室刘江田老师2010年5月份主编的《高中化学竞赛全解题库》（南京大学出版社）选择了近年来省级赛区真题和各地新颖的预赛题，解析详细，适合缺少老师指导的同学参考。 决赛类： 比较经典的有《高中化学奥林匹克高级本》（江苏教育出版社，段康宁主编，完全按照大学的思路）；《金牌之路高中化学竞赛辅导》以及配套解题指导书（陕西师范大学出版社，李安主编）；《高中化学竞赛决赛辅导》（陕西师范大学出版社，李安、苏建祥主编）；《历届国际化学奥林匹克竞赛试题分析》（学苑出版社）；《最新国际国内化学奥林匹克竞赛优化解题题典》（吉林教育出版社），还有浙江大学出版社的浙江大学出版社《高中化学培优教程》“专题讲座”，《高中化学奥赛一
中国化学会第20届全国高中学生化学竞赛(决赛)
中国化学会第20届全国高中学生化学竞赛（决赛） 理论试题 2007年1月17日 ● 本竞赛试题共8题，总分120分，竞赛时间4小时。迟到超过30分钟者不得进入考场，考试开始后1小时内不得离开考场。解答完毕，将试卷和答卷及草稿纸折好，背面朝上放于桌面，撤离考场。 ● 试卷和答卷已分别装订成册，不得拆散，所有解答必须写在答卷的指定位置，写于其他 位置无效． ● 选手营号写在答卷每页左边指定位置，不得写所属地区，学校名称和姓名，否则按废卷 论。 ● 使用黑色墨水钢笔或圆珠笔答题，不得使用铅笔(包括作图)。使用提供的草稿纸．不得携带任何其他纸张进入考场。 ● 允许使用非编程计算器及直尺，橡皮、涂改液等文具，不得将文具盒以及手机、小灵通、BP 机等通讯工具带入考场，一经发现将严肃处理。 原予量： H 1.008 B 10.81 C 2.01 N 14.01 O 16.00 第1题 (14分) 钛及其合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等优良性能，被广泛用于航天、航空、航海、石油、化工、医药等部门。我国四川省有大型钒钛磁铁矿。从由钒钛磁铁矿经“选矿”得到的钛铁矿提取金属钛(海绵钛)的主要工艺过程如下： 钛铁 矿 还原熔炼 生铁高钛渣 氯化、精制 焦炭 氯气 还原镁 海面钛 TiCl 4 碳 l-1 钛铁矿的主要成分为FeTiO 3。控制电炉熔炼温度(<1500K) ，用碳还原出铁，而钛则进入炉渣浮于熔融铁之上，使钛与铁分离，钛被富集。已知： FeTiO 3C TiO 2 TiC Fe CO FeTiO 3FeTiO 3 +=++++++C C 4 3==Fe CO 3Ti ++Fe 3CO ①②③ G m r J .mol -1 ===G m r J .mol -1 G m r J .mol -1 190900-161T 750000--500T 913800519T 通过计算判断在电炉熔炼中主要发生以上哪个反应? (3分)
高中化学奥林匹克竞赛实验试题集锦
高中化学奥林匹克竞赛实验试题集锦（浙江省） 1. 下列实验现象描述和解释都合理的是 （ ） 2. 如右图所示装置，a 、c 为弹簧夹，b 为分液漏斗旋塞，欲检验该装置的气密性，下列操作属必需的是 （ ） A ．关闭a ，打开 b 、 c ，液体不能顺利流下 B ．关闭a 、c ，打开b ，液体不能顺利流下 C ．关闭c ，打开a 、b ，液体不能顺利流下 D ．关闭a 、c ，拔掉分液漏斗上口的橡胶塞，打开b ，液体不能顺利流下。 3. 下列实验操作或实验原理的说法中正确的是（ ） A ．用如图装置进行蒸馏实验 B ．用如图装置分离氯化钠、碘固体混合物 C ．用裂化汽油提取溴水中溴 D ．用如图装置灼烧碳酸钙制取少量氧化钙 4. 下列选择或操作均正确的是 ( )
A．.装置Ⅰ适合用于吸收氨气。 B．.装置Ⅱ适合用于分离乙酸乙酯和碳酸钠饱和溶液。 C．.装置Ⅲ适合用于高温煅烧石灰石。 D．.装置Ⅳ适合用于分馏乙醇和乙酸。 5.（10分）实验室用如图装置制备1-溴丁烷。已知有关物质的性质如下表： 实验操作流程如下所示： 回答下列问题： ⑴回流装置C中漏斗一半扣在水面下、一半露在水面上的原因是_____________________； ⑵回流过程中生成1-溴丁烷的化学方程式_________________________________________； ⑶实验中往烧瓶中加1∶1的硫酸溶液，目的是________；
A．加水作反应的催化剂 B．降低硫酸浓度，以减少溴元素被氧化为Br2 C．降低硫酸浓度，以防止较多正丁醇转化成烯烃、醚等副反应发生 ⑷制得的1-溴丁烷粗产物经常显红色，上述操作流程中为了除去红色杂质要加入试剂X溶液再洗涤，下列试剂中最合适作为试剂X的是； A．水B．饱和NaHCO3C．KI溶液D．饱和NaHSO3E．NaOH溶液 ⑸下图为常压蒸馏和减压蒸馏的装置图，减压蒸馏中毛细管的作用是。蒸馏操作时，蒸馏的速率不宜过快，原因是________________________________________。 6.（8分）乙酰苯胺是一种常用的解热镇痛药的主要成分。已知：纯乙酰苯胺是无色片状晶体，熔点114℃，不溶于冷水，可溶于热水；乙酸酐遇水反应生成乙酸。 实验室可用苯胺跟乙酸酐反应、或苯胺跟冰醋酸加热来制取乙酰苯胺，且苯胺与乙酸酐的反应速率远大于与冰醋酸反应的速率。反应式为： 用苯胺与乙酸酐为原料制取和提纯乙酰苯胺的实验步骤如下： ①在装有磁力搅拌子的100mL圆底烧瓶中，依次加入5.0 mL苯胺（密度1.04 g/mL）、 20 mL水，在搅拌下分批次加入6.0 mL乙酸酐（密度1.08 g/mL），搅拌2小时至反应完全。 ②反应完全后，及时把反应混合物转移到烧杯中，冷却、抽滤、洗涤，得粗产品； ③将粗产品转移至烧杯中，加入适量水配制成80℃的饱和溶液，再加入过量20%的水。稍冷后，加半匙活性炭，搅拌下将溶液煮沸3~5 min，过滤I，用少量沸水淋洗烧杯和漏斗中的固体，合并滤液，冷却结晶，过滤Ⅱ、洗涤、晾干得乙酰苯胺纯品。 （1）若不搅拌会有结块现象，结块将导致的后果是；
全国高中学生化学竞赛决赛试题及答
全国高中学生化学竞赛决赛 理论试题及答案 第一题（6分）选取表1中的合适物质的字母代号（A～H）填人相应标题（①一⑧）后的括号中（单选），并按要求填空。 ②（）存在两种异构体，其中一种异构体的结构为。 ③（）具有线型结构，Lewis结构式中每个键的键级为2.0。 ④（）是无色的，平面分子，它的一种等电子体是。 ⑤（）既有酸性，又有碱性，可作制冷剂。 ⑥（）既有酸性，又有碱性；既是氧化剂，又是还原剂，主要做剂。 ⑦（）是顺磁性分子。 ⑧（）水溶液会分解生成N20,反应式为。 第二题(6分)图1是元素的△f G m/F一Z图，它是以元素的不同氧化态Z与对应物种的△f G m/F 在热力学标准态pH =0或pH == 14的对画图。图中任何两种物种联线的斜率在数值上等于相应电对 的标准电极电势ψA或ψB，A、B分别表示pH＝0（实线）和pH＝14（虚线）。 上图中各物种的△f G m/F的数值如表2所示。表2 各物质的△f G m/F
⒈用上表提供的数据计算：ψA(IO3-/I-) ψB(IO3-/I-) ψA(ClO4-/HClO2) ⒉由上述信息回答：对同一氧化态的卤素，其含氧酸的氧化能力是大于、等于还是小于其含氧酸盐的氧化性。 ⒊溴在自然界中主要存在于海水中，每吨海水约含0.14 kg溴。Br2的沸点为58.78℃；溴在水中的溶解度3.58 g/100 g H20（20℃）。利用本题的信息说明如何从海水中提取Br2，写出相应的化学方程式，并用方框图表达流程。 第三题（6分）过氧乙酸是一种广谱消毒剂，可用过氧化氢与乙酸反应制取，调节乙酸和过氧化氢的浓度可得到不同浓度的过氧乙酸。 过氧乙酸含量的分析方法如下： 准确称取0.5027 g过氧乙酸试样，置于预先盛有40 mLH20、5 mol 3 mol/L H2SO4溶液和2～3滴1 mol/L MnSO4溶液并已冷却至5℃的碘量瓶中，摇匀，用0.02366 mol/L KMnO4标准溶液滴定至溶液呈浅粉色（30 s不退色），消耗了12.49 mL;随即加人10 mL 20％KI溶液和2～3滴（NH4）2 MoO4溶液（起催化作用并减轻溶液的颜色），轻轻摇匀，加塞，在暗处放置5 min ～10 min，用0.1018 mol/LNa2S2O3标准溶液滴定，接近终点时加人3 mL 0.5％淀粉指示剂，继续滴定至蓝色消失，并保持30s不重新显色，为终点，消耗了Na2S2O3 23.61 mL。 ⒈写出与测定有关的化学方程式。 ⒉计算过氧乙酸的质量分数（要求3位有效数字；过氧乙酸的摩尔质量为76 .05 g/mol）。 ⒊本法的KMnO4滴定不同于常规方法，为什么？ ⒋简述为什么此法实验结果只能达到3位有效数字。 ⒌过氧乙酸不稳定，易受热分解。写出热分解反应方程式。 第四题（8分）日本的白川英树等于1977年首先合成出带有金属光泽的聚乙炔薄膜，发现它具有导电性。这是世界上第一个导电高分子聚合物。研究者为此获得了2000年诺贝尔化学奖。 ⒈写出聚乙炔分子的顺式和反式两种构型。 ⒉.若把聚乙炔分子看成一维晶体，指出该晶体的结构基元。 ⒊假设有一种聚乙炔由9个乙炔分子聚合而成，聚乙炔分子中碳一碳平均键长为140 pm。若将上述线型聚乙炔分子头尾连接起来，形成一个大环轮烯分子，请画出该分子的结构。π电子在环上 运动的能量可由公式给出，式中h为普朗克常数(6.626 ×10-34J·s)，m e是电子质量（9.109 ×10-31kg），l是大环周边的长度，量子数n=0，士1，士2，…计算电子从基态跃迁到第一激发态需要吸收的光的波长。 第五题（6分）氢是重要而洁净的能源。要利用氢气作能源，必须解决好安全有效地储存氢气问题。化学家研究出利用合金储存氢气，LaNi5是一种储氢材料。LaNi5的晶体结构已经测定，属六方晶系，晶胞参数a=511 pm,c＝397 pm,晶体结构如图2所示。 ⒈从LaNi5晶体结构图中勾画出一个LaNi5晶胞。 ⒉每个晶胞中含有多少个La原子和Ni原子？ ⒊LaNi5晶胞中含有3个八面体空隙和6个四面体空隙，若每个空隙填人1个H原子，计算该储
第五届Chemy化学奥林匹克竞赛联赛试题
第五届Chemy化学奥林匹克竞赛联赛试题 ·竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到，把试卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤离考场。 ·试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。 ·姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。 第1题（13分） 1-1氢化锂铝是有机反应常用的还原剂，过量的氢化锂铝常使用叔丁醇淬灭，写出淬灭过程的反应方程式。 1-2工业上常以黄铜矿为原料制备胆矾。方法为将黄铜矿在一定条件下氧化焙烧，后用水浸取即可得到胆矾。写出该法制备胆矾的反应方程式。 1-3锂金属的液氨溶液与乙炔反应无气体生成，产物均为二元化合物，写出反应的化学方程式。 1-4在农场中，常在潮湿的仓库中放置几片磷化铝片剂用于杀灭害虫。该过程应用了什么化学原理？试用化学术语表达之。 1-5实验室常用氯酸钾在二氧化锰催化的条件下分解制备少量氧气。然而在没有催化剂时，氯酸钾加热至熔化也不会放出气体。试写出没有催化剂的条件下氯酸钾加热分解的化学方程式。 1-6核化学是军工业的重要组成部分。研究发现锕-227是一种不稳定的同位素，其会自发衰变生成钫-223，写出衰变反应方程式。 第2题（11分） 配合物可看作正负电荷相互作用而形成的一种酸碱加合物。配合物中的配体按配位原子的个
数可分为单齿配体与多齿配体两类。 2-1试画出下列按端基配位形成配合物的结构： Fe(SCN)63-Ni(CN)42-Mn2(CO)10 2-2多齿配体有的可以作为螯合配体，有的可作为桥联配体。试画出下列各化合物的结构： Al(EDTA)-H3F4-Fe2(CO)9 2-3一些特殊的配体与一些特殊的金属可形成一些超分子化合物。现有一种由Pt(II)、邻二氮菲以及配体X所组成的超分子化合物，已知该配合物中C与Pt的质量分数分别为49.40%、33.43%，且在该配合物中，所有组成部分均为其常见配位形式。已知分子中存在S4轴（分子沿轴旋转90°做镜面操作与原分子重合），试画出该超分子化合物的骨架。 第3题（13分） 根据中学所学的知识，铁制品在空气（p(O2) = 20 kPa）中放置得到铁锈，而铁丝在装满氧气（p(O2) = 100 kPa）的广口瓶中燃烧，火星四溅并得到黑色固体。已知铁、四氧化三铁和三氧化二铁的熔点分别为1538 ℃、1597 ℃和1565 ℃。假设上述物质的焓和熵不随温度变化，此题仅从热力学角度考虑。 3-1请通过计算确定铁锈的主要成分。 3-2-1铁丝在纯氧中燃烧时的反应温度至少为______℃。 3-2-2在该温度下通过计算确定黑色固体的主要成分。 3-3计算测定三氧化二铁的熔点时需要的氧气分压（kPa）。 有关物质的热力学数据： 第4题（10分） 已知X是一种一元强酸，常温下为无色透明的液体。工业上可通过如下过程制备X：电解一定浓度的NaClO3溶液，得到一种单质气体和一种盐Y，然后Y经酸化可得X。实验测定结果表明，X中键角∠O-Cl-O有两种大小，分别为105.8°和112.8°，而X的酸根离子中，键角∠O-Cl-O只有一种。X与过量P4O10反应，得到两种产物，其中一种含两个六元环。 4-1写出X的化学式。 4-2在X的两种∠O-Cl-O键角中，哪一种键角为112.8°？简述原因。 4-3 分别写出电解NaClO3溶液时，阴阳两极的电极反应方程式。 4-4分别画出两分子X与一分子P4O10反应得到的两种产物的结构。