竞赛化学专业知识市公开课获奖课件

1、竞 赛 化 学李树伟 .51第1页第1页三聚氰胺呈弱碱性 （pKb=8）醋酸呈弱酸性 （Ka =1.7610-5）SnS（Ksp=110-25） (武大分析化学)SnS（Ksp=3.2510-28） (傅献彩大学化学)ZnS（Ksp=1.610-24） (江苏版化学反应原理ZnS（Ksp=2.9310-25） (山东版化学反应原理 化学数据起源于试验结果，数据随测定条件而改变。为何说化学是试验科学？2第2页第2页现行酸碱滴定试验办法 人教版，0.1000mol/L 酸碱互滴，加到19.00，19.96，20.00，20.04mL 苏教版，0.1000mol/L 酸碱互滴，加到19.60，19.

2、95，20.00，20.05mL 鲁教版，活动探究，给0.1000mol/L 盐酸，用氢氧化钠滴定，计算NaOH浓度。3第3页第3页六、酸碱滴定法应用 双批示剂法测定工业碱 甲醛法测定铵盐中氮 凯氏定氮法测定蛋白质含量 4第4页第4页 表3 NaOH滴定HCl时溶液pH(CNaOH=CHCl=0.1000 molL-1,VHCl=20.00mL)加入NaOH溶液(mL)HCl被滴定百分数剩余HCl溶液(mL)过量NaOH溶液(mL)H+molL-1pH0.0020.001.0010-11.0018.0090.002.005.2610-32.2819.8099.000.205.0310-43.3

3、019.9699.800.041.0010-44.0019.9899.900.025.0010-54.3020.00100.000.001.0010-77.0020.02100.10.022.0010-109.7020.04100.20.041.0010-1010.0020.20101.00.202.0010-1110.7022.00110.02.002.0110-1211.7540.00200.020.003.0010-1312.505第5页第5页表4 NaOH滴定HAc时溶液pH(CNaOH=CHAc=0.1000molL-1)加入NaOH溶液(mL)HAc被滴定百分数剩余HAc溶液(mL

4、)过量NaOH溶液(mL)pH0.000.0020.002.8710.0050.0010.004.7018.0090.002.005.7019.8099.000.206.7419.9899.900.027.7420.00100.000.008.7220.02100.10.029.7020.20101.00.210.7022.00110.02.0011.7040.00200.020.0012.50表4 NaOH滴定HAc时溶液pH(CNaOH=CHAc=0.1000molL-1)6第6页第6页图示 0.1000 molL-1NaOH滴定0.1000 molL-1HAc滴定曲线 7第7页第7页5沉

5、淀溶解平衡相关问题 一、酸效应对沉淀溶解平衡影响二、络合效应对沉淀溶解平衡影响 8第8页第8页三、沉淀滴定法应用 （一）莫尔法（二）佛尔哈德法（三）法杨司法 9第9页第9页 草酸钙CaC2O4H2O是一个难溶盐。它有主要分析化学和生理化学意义。在250C下它溶度积为2.110-9。草酸根离子能质解而生成草酸氢根离子和草酸。在250C下H2C2O4和HC2O4-pKa值分别为1.23和4.28。同温度下水离子积为1.010-14。 (a)写出与计算一水合草酸钙溶解度相关化学平衡常数表示式 例题（第十四届ICHO试题） 10第10页第10页 (c)计算一水合草酸钙在被植物缓冲体系调整成Ph=6.5

6、植物细胞里溶解度。 (d)计算一水合酸钙在浓度为0.010molL-1盐酸中溶解度以及该体系氢离子浓度。 (e)中各种其它物种平衡浓度。(b)写出为计算草酸钙在浓度为C强酸溶液中溶解度S必需（d(e)中各种其它物种平衡浓度。11第11页第11页解析：H+ = H2A + A2- + OH- （a）Ksp=Ca2+C2O42-=2.110-9 Kw=H+OH-=1.010-14 12第12页第12页（b） MBE CBE 13第13页第13页（c）直接使用已推出计算式：=4.610-5molL-1 14第14页第14页（d）由（b）式MBE和CBE，可推得下式：15第15页第15页.(1)(2)

7、16第16页第16页（e）Cl-=0.010molL-1 Ca2+=6.610-4molL-1C2O42-=3.210-6molL-1 HC2O4-=8.710-5molL-1H2C2O4=5.710-4molL-1 OH-=1.110-12molL-1 酸度一定，求解各组分平衡浓度是十分容易。 （1）(2)二式联立，可求解S、H+两个未知量。求解过程涉及 高次方程，求解复杂，可采用迭代法，迭代两次，求得：H+0.0093molL-1S6.610-4molL-117第17页第17页6氧化还原滴定相关问题 一、高锰酸钾法二、重铬酸钾法三、碘量法 18第18页第18页7滴定分析基本原理 及分析结果

8、计算一、基本原理二、滴定基本类型（一）直接滴定法（二）置换滴定法（三）返滴定法 （四）间接滴定法三、滴定结果计算四、滴定误差简介19第19页第19页1在 25酸性溶液里用碘量法测定碘酸铜()Cu(IO3)2溶度积。取用20.0ml碘酸铜饱和水溶液，用去30.0mL 0.100molL-1硫代硫酸钠溶液。（1）依次写出所有反应配平化学方程式。（2）计算溶液中Cu2+离子起始浓度。（3）拟定碘酸铜()溶度积Ksp及单位。忽略活度系数。第21届ICHO试题20第20页第20页1金属Me在其氧化物中氧化态为+，MeO、Me2O3为碱性，Me2O4、Me2O5呈两性，Me2O5剧毒，溶于碱成MeO43-

9、，后者因溶液pH值减小呈聚阴离子。Me2O5溶于热HNO3、热H2SO4成MeO2+离子，与HCl反应成MeOCl2和Cl2。这种缺氧（Me与O非整比）氧化物构成为Me2O(5-x)（x0.2）。取2.648g这种样品溶于H2SO4后用0.100molL-1Ce(ClO4)4滴定，耗41.3ml。给出此氧化物构成。第23届ICHO试题21第21页第21页7当流向Chesapeake海湾淡水河在春季大雨后洪水泛滥时，海湾中淡水增长引起海蚝坜生长地带盐分减少。海坜正常生长所需最低氯离子浓度是8ppm（亦可近似表示为8mgL-1）a)一周大雨之后，对海湾水进行分析。向50.00ml海湾水样中加几滴K

10、2CrO4批示剂，用16.16ml浓度为0.00164molL-1AgNO3溶液滴定，终点时形成明显砖红色沉淀。Ksp(AgCl)1.7810-10 Ksp(Ag2CrO4)=1.0010-12i）样品中氯离子摩尔浓度是多少？ii）水中是否含有足够氯离子以供海坜正常生长？圈出是或不是。 写出计算过程。第24届ICHO试题22第22页第22页iii）写出滴定剂和样品反应配平化学方程式；iv）写出滴定终点颜色改变配平离子反应式。圈出反应式中砖红色化合物分子式；v）在滴定终点，铬酸根离子浓度是0.020molL-1。计算当砖红色沉淀出现时溶液中Cl-浓度。vi）为使滴定更有效，被滴定溶液必须呈中性或

11、弱碱性。写出用来描述在酸性介质中所发生竞争反应配平方程式（这个反应影响滴定终点观测）。b）假如开始滴定期样品溶液是酸性，通常向被滴溶液加入缓冲溶液以控制pH。假定海湾水pH为5.10，则由于酸性太强而不能进行准确分析。23第23页第23页i）从列出体系中选择一个缓冲剂，此缓冲剂能使你建立并维持pH7.20水溶液介质。圈出你所选择缓冲溶液号码（假定缓冲剂不与样品和滴定剂发生反应） 缓冲体系 弱酸K(25)(1)0.1molL-1乳酸/0.1molL-1乳酸钠 1.410-4(2)0.1molL-1醋酸/0.1molL-1醋酸钠 1.810-5(3)0.1molL-1NaH2PO4/0.1molL

12、-1Na2HPO4 6.210-8(4)0.1molL-1NH4NO3/0.1molL-1氨水 5.610-10写出使你做出这种选择计算过程。24第24页第24页ii）用从（i）中选出缓冲体系，计算溶解在蒸馏水中以配制500mlpH7.20缓冲溶液所需弱酸及其共轭碱质量。c）在另一个50.00ml海湾水样中氯离子浓度由佛尔哈德（Volhard）法测定。将过量AgNO3加到样品中，过量Ag+用原则KSCN溶液滴定，生成AgSCN沉淀。若加入50.00ml浓度为0.00129molL-1AgNO3溶液到水样后引起过量Ag+需要27.46ml 1.4110-3mol L-1KSCN溶液来滴定，计算海

13、湾水中氯离子浓度。d）在含有更高氯离子浓度天然水中，Cl-能够通过沉淀为AgCl重量法来测定。此办法缺点之一是AgCl易发生分解反应：25第25页第25页假如这一光解反应在过量Ag+存在下发生，则伴随另一反应：3Cl2(g)2H2O(1)5Ag+(aq)5AgCl(s)ClO3-(aq)6H+(aq)假如3.000克AgCl样品（这些样品同含有Ag+溶液接触）中有0.0100克发生了光解反应（如上述方程式所表示），请计算由这些反应所产生固体最后总质量。26第26页第26页试题1 在紧张体力活动时，肌肉内形成乳酸（缺氧新陈代谢）。乳酸在血液中与碳酸氢盐反应而被中和。这可用下列计算来阐明。乳酸(H

14、L)是一元酸，其电离常数K(HL)等于1.410-4。碳酸一级及二级电离常数分别为Ka1=4.510-7，Ka2=4.710-11。认为，在反应过程中所有二氧化碳留在溶液中。A计算3.0010-3mol/L HL溶液pH值。B计算乳酸与碳酸氢盐之间反应平衡常数。C向1.00L 0.024mol/LNaHCO3溶液中加入3.0010-3mol乳酸HL。将此时溶液体积改变忽略不计，并认为乳酸已完全中和，计算溶液pH值。 第26届ICHO试题27第27页第27页（1）加入HL之前NaHCO3溶液。（2）加入HL之后NaHCO3溶液。D在体力活动过程中由于形成乳酸，一些人血液pH值由7.4变到7.00

15、。为了后面计算，我们能够将血液看作是pH值=7.40和HCO3-=0.22mol/L碳酸氢盐溶液。若要使此溶液pH值等于7.00需要向1.00L溶液中加入多少摩乳酸?E被CaCO3(固体)饱和水溶液pH值=9.95，计算碳酸钙在水中溶解度，并验证其溶度积(KSP)等于510-9。F血液含有钙。计算D项所述溶液(pH值=7.40，HCO3-=0.22mol/L) 中游离钙离子最大浓度。28第28页第28页第26届ICHO惯用凯氏法测定农产品中氮。这个办法是用热浓硫酸处理样品，使以有机键结合氮转变为铵离子。然后把氢氧化钠加入混合物中，将所形成氨逐出，用已知浓度和体积盐酸吸取。此后过量盐酸用原则氢氧

16、化钠溶液返滴定，算出样品中氮含量。 A0.2515g谷物样品先用硫酸处理，然后再用氢氧化钠处理，逐出所形成氨，用50.00mL浓度为0.1010mol/L盐酸吸取。滴定过量盐酸消耗0.1050mol/L氢氧化钠溶液19.30mL。计算样品中氮含量质量百分数。29第29页第29页B计算A项中被滴定溶液当分别加入氢氧化钠溶液0mL、9.65mL、19.30mL和28.95mL时pH值。气态氨与盐酸作用过程中溶液体积改变忽略不计。铵离子Ka=5.710-10。C依据B项中计算，画出滴定曲线。D用于返滴定批示剂应有如何pH值变色范围。E凯氏法也可用于测定氨基酸摩尔质量。在试验中曾用下列办法拟定天然氨基

17、酸摩尔质量。为进行试验，使用了纯氨基酸称样0.2345g。用浓度为0.1010mol/L盐酸50.00mL吸取氨。滴定过量盐酸消耗0.1050mol/L氢氧化钠溶液17.50mL。假定氨基酸构成中有一个或两个氨基，计算其摩尔质量。30第30页第30页第二题 能够用NO3-离子选择电极监测乳品厂生产副产品乳清中NO3-含量。乳清中NO3-离子浓度普通在左右65mgdm-3。1下图给出是硝酸根离子选择电极校准曲线。这是在适当酸度和Cl-离子浓度为2.610-3moldm-3条件下配制NO3-离子系列原则溶液中测得。问在上述条件下用离子选择电极监测乳清中NO3-是否可行?第27届ICHO试题31第3

18、1页第31页32第32页第32页2. NO3-离子和共存干扰离子Xn- 给电极响应能够用选择系数反应出其相关性已知Cl-,SO42-,ClO4-对NO3-测定选择系数分别表示为：33第33页第33页式中浓度C单位是moldm-3。当乳清中NO3-含量为1.410-3moldm-3。Cl-含量为1.610-2moldm-3时，为使NO3-测定误差小于1%，应当选取下列哪种物质来消除Cl-离子干扰？AAgNO3 B.Ag2SO4 C.AgClO4 计算1升欲测样品溶液中需加入该银盐多少摩尔。34第34页第34页3.用上述办法在298K下测定NO3-离子浓度，取 25.00cm3样品溶液，测得电极电

19、势为E=-160mV。加入1.00cm3 0.100 moldm-3 NO3-原则溶液后，电位变为-130mV。计算乳清中NO3-浓度。这是一个单电子改变过程，n=1。4.CH3COO-离子对NO3-测定电位选择系数为35第35页第35页假如在问题2样品溶液中加入AgCH3COO来消除Cl-干扰，为使测定NO3-误差小于1%，求溶液允许pH值上限。参考数据：Ksp(AgCl)=3.210-10 Ksp(Ag2SO4)=8.010-5 Ksp(AgCH3COO)= 8.010-5Ks (CH3COOH)=2.210-5 Ar(n)=14.0036第36页第36页第2题 检出限量是痕量元素分析基本

20、参数之一。它被定义为：在给定办法准确度一定期，被测元素最小检出质量。微量铋测定即为一例。1927 年德国化学家 Bergh 提出用形成 8羟基喹啉与四碘合铋酸难溶盐C9H6(OH) NHBiI4（相对分子质量 Mr=862.7）办法沉淀铋。 （1）a）画出该难溶盐阳离子 b）指明该盐中秘氧化态。 （2）若该盐沉淀最小检出质量是50.0mg，用Bergh法估算测定铋最小质量（mg）。 为测定痕量铋，RBelch等来自伯明翰化学家创建了一个多步法，进行一系列反应后对最后产物进行滴定。该法详细描述下列： 第28届 ICHO试题37第37页第37页环节1 在冷却条件下向含痕量 Bi3+（mL）酸化了溶

21、液加入50mg六硫氰酸合铬（）酸钾(K3Cr(SCN)6)，使铋定量沉淀。 （3）写出配平离子方程式。 环节2 沉淀通过滤后用冷水洗涤,再用 5mL10NaHCO3溶液处理，上述沉淀转化成碳酸氧铋(BiO)2CO3沉淀，同时生成六硫氰酸合铬（）酸根离子进入溶液中。 （4）写出配平离子方程式。 环节3 将稍加酸化滤液转移到一个分液漏斗中，加入 0.5mL 含碘饱和氯仿溶液，激烈振摇，碘把配合物中配体氧化成 ICN 和硫酸根离子。 38第38页第38页（5）写出配平离子方程式。 环节4 过 5 分钟后向混合物加入 4mL 2moLL-1硫酸溶液，发生化学反应，挥发出碘分子。 （6）写出酸化时发生反

22、应离子方程式 环节 5 分四次用氯仿定量地萃取碘，把水相转入一个烧瓶，加入1mL 溴水，摇匀，放置5分钟。 （7）写出加入溴水后发生化学反应离子方程式。注意，过量溴水能够跟氢氰酸反应，释放出BrCN，碘则被氧化成IO3-。环节 6 为除去过量溴，向混合物中加入3mL90甲酸。 （8）写出配平离子方程式。 环节 7 向稍加酸化溶液加入过量1.5g碘化钾。 39第39页第39页（9）写出这个反应配平离子方程式。注意， 要考虑碘离子会与BrCN反应，正如碘离子会与ICN生成碘分子相同。 环节 8 用0.00200moldm-3Na2S2O3原则溶液滴定上面得到溶液。所得结果被用来计算样品中铋含量。

23、（10） a）在原始样品中每1mol铋要消耗多少摩尔 Na2S2O3？ b）假定可靠测定所用0.00200moldm-3 Na2S2O3原则溶液量不低于1mol，则用此法能够测定铋最低量为多少？ 40第40页第40页（11）上述多步法比Bergh重量法灵敏度高多少倍？第四题 重铬酸钾是最广泛应用沉淀剂之一。在Cr()水溶液中有下列平衡：HCrO4-+H2O=CrO42-+H3O+ pK1=6.50 2HCrO4- =Cr2O72-+H2O pK1=-1.36所有其它涉及铬平衡能够忽略，所有活度系数设为1。1水离子积为Kw=1.010-14,估算下列两式平衡常数。 a) CrO42-+H2O=H

24、CrO4-+OH- b) Cr2O72-+2OH-=2CrO42-+H2O41第41页第41页2BaCrO4溶度积为1.210-10，而重铬酸钡易溶于水。向中档浓度重铬酸钾溶液中添加下列试剂时，1b平衡态将向哪个方向移动？a)KOH b)HCl c)BaCl2 d)H2O(需要考虑以上所有平衡)3醋酸解离常数Ka为1.810-5，计算下列溶液pH值。a) 0.010M K2CrO4 b) 0.010M K2Cr2O7c) 0.010M K2Cr2O7+0.01M CH3COOH4计算0.010M K2Cr2O7+0.01M CH3COOH溶液中下列离子平衡浓度。 a) CrO42- b) Cr

25、2O72-42第42页第42页08四川省级第6题（13分）草酸三氢钾是一个主要化学试剂，广泛用于分析试剂及缓冲溶液配制，等级为分析纯(A.R)产品售价大约每公斤70元。下面是草酸三氢钾产品标签。化学名称：草酸三氢钾、四 草 酸 钾、 乙二酸三氢钾、四乙二酸钾英文名：potassium trihydrogen dioxalate dihydrate或potassium tetraoxalate分子式：KHC2O4H2C2O42H2O或 C4H3KO82H2O43第43页第43页分子量：254.19 性质：无色晶体或白色粉末。热至100失水成无水物，更高温度时分解为碳酸钾和一氧化碳等，溶于水,微溶

26、于醇。质量指标：KHC2O4H2C2O42H2O含量，分析纯(A.R)不小于99.5 ， 化学纯(C.P)不小于99.0。44第44页第44页6-1 对产品质量鉴定能够采用氧化还原滴定法，操作环节下列：称取草酸三氢钾样品1.271克，溶解后定容在100mL容量瓶A中，用移液管移取25.00mL到锥形瓶中，加硫酸酸化后，用0.04000 molL-1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗24.91mL。45第45页第45页（1） 写出发生滴定化学反应方程式。（2） 该滴定使用什么批示剂，终点颜色将如何改变？（3） 计算该草酸三氢钾样品质量分数。（4） 该产品属于哪种等级化学试剂？46第46页第46页6

27、-2 采用氧化还原滴定法操作时能够观测到这样现象，刚刚加入第一滴KMnO4到草酸三氢钾溶液中，溶液呈现紫红色，大约3分钟紫红色褪去，随后加入KMnO4紫红色则马上褪去。试给出简明解释。47第47页第47页6-3 对该品质量鉴定也能够采用酸碱滴定法来完毕，用移液管移取容量瓶A中溶液25.00mL到锥形瓶中，加入酚酞作为批示剂，使用0.1425 molL-1 NaOH溶液滴定至终点，计算需要消耗多少毫升NaOH原则溶液。48第48页第48页09四川省预赛题：国家原则GB /T5009.5-要求了食品中蛋白质测定采用是凯氏定氮法，某中学学生用凯氏定氮法试验证实了在牛奶中非法加入三聚氰胺作用原理。学生们试验环节下列：准确称取0.6000克某奶粉样品，用浓硫酸和催化剂共同加热消化，使蛋白质分解，产生氨与硫酸结合生成硫酸铵。 49第49页第49页在处理好含硫酸铵样品中加浓氢氧化钠。将蒸馏出氨完全吸取在