2025年加拿大化學(xué)競(jìng)賽（CCC）模擬試卷：化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新案例分析一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析要求：請(qǐng)根據(jù)以下實(shí)驗(yàn)條件，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄坎煌瑵舛鹊腘aOH溶液對(duì)醋酸溶液的滴定終點(diǎn)pH值的影響。2.實(shí)驗(yàn)原理：利用酸堿滴定法，通過滴定醋酸溶液，觀察溶液pH值的變化，分析不同濃度NaOH溶液對(duì)滴定終點(diǎn)pH值的影響。3.實(shí)驗(yàn)儀器：酸式滴定管、堿式滴定管、錐形瓶、pH計(jì)、電子天平、移液管、醋酸溶液（0.1mol/L）、NaOH溶液（0.1mol/L）、甲基橙指示劑、蒸餾水。4.實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用移液管準(zhǔn)確量取25.00mL醋酸溶液于錐形瓶中；（2）用pH計(jì)測(cè)量溶液的初始pH值；（3）分別取0.1mol/LNaOH溶液1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL，逐滴加入錐形瓶中的醋酸溶液，并用玻璃棒攪拌；（4）觀察溶液顏色變化，記錄滴定終點(diǎn)；（5）計(jì)算滴定終點(diǎn)pH值，并分析不同濃度NaOH溶液對(duì)滴定終點(diǎn)pH值的影響。5.預(yù)期結(jié)果：隨著NaOH溶液濃度的增加，滴定終點(diǎn)pH值逐漸增大。二、化學(xué)計(jì)算與應(yīng)用要求：請(qǐng)根據(jù)以下信息，進(jìn)行計(jì)算并回答問題。1.信息：某工廠生產(chǎn)的一種化肥，其主要成分為氮、磷、鉀，其中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%，磷元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%。2.問題：（1）若該化肥的總質(zhì)量為100kg，請(qǐng)計(jì)算其中氮、磷、鉀元素的質(zhì)量分別是多少？（2）若該化肥中氮元素的質(zhì)量為15kg，請(qǐng)計(jì)算其中磷、鉀元素的質(zhì)量分別是多少？（3）若該化肥中磷元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高至12%，請(qǐng)計(jì)算此時(shí)氮、鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是多少？三、有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)要求：請(qǐng)根據(jù)以下信息，判斷下列有機(jī)化合物的命名是否正確。1.信息：有機(jī)化合物C6H12O2，分子中含有1個(gè)羥基和1個(gè)羧基。2.問題：（1）該有機(jī)化合物的系統(tǒng)命名為2-羥基丁酸，是否正確？（2）該有機(jī)化合物的俗名為乙酸乙酯，是否正確？（3）該有機(jī)化合物的分子式為C5H10O2，是否正確？四、化學(xué)方程式書寫與配平要求：請(qǐng)根據(jù)以下反應(yīng)條件和物質(zhì)，書寫并配平相應(yīng)的化學(xué)方程式。1.銅與稀硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸銅和氫氣。2.氧化鐵與氫氣在高溫下反應(yīng)生成鐵和水。3.鋁與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和氫氣。五、物質(zhì)的性質(zhì)與用途要求：根據(jù)以下物質(zhì)的特點(diǎn)，選擇正確的用途。1.物質(zhì)A：具有強(qiáng)氧化性的酸，能和多種金屬反應(yīng)生成金屬鹽和氫氣。（1）用于金屬表面的除銹處理（2）用于制藥工業(yè)制備抗生素（3）用于印染工業(yè)的漂白劑2.物質(zhì)B：一種具有還原性的堿，能和多種金屬氧化物反應(yīng)生成金屬和水。（1）用于冶金工業(yè)的還原劑（2）用于食品工業(yè)的防腐劑（3）用于皮革工業(yè)的脫毛劑3.物質(zhì)C：一種常用的有機(jī)溶劑，能溶解多種有機(jī)物。（1）用于實(shí)驗(yàn)室的有機(jī)合成反應(yīng)（2）用于化妝品的調(diào)配（3）用于金屬表面的清洗六、化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作與安全要求：請(qǐng)根據(jù)以下實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)安全要求，判斷下列說法是否正確。1.實(shí)驗(yàn)操作：（1）在實(shí)驗(yàn)過程中，使用酒精燈時(shí)，禁止用一只酒精燈去點(diǎn)燃另一只酒精燈。（2）在稱量易潮解的藥品時(shí)，應(yīng)將藥品放在玻璃器皿中進(jìn)行稱量。（3）在處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢棄物時(shí)，應(yīng)將廢棄藥品倒入指定的廢物容器中。（1）正確（2）正確（3）正確（1）錯(cuò)誤（2）正確（3）錯(cuò)誤（1）正確（2）錯(cuò)誤（3）正確（1）錯(cuò)誤（2）錯(cuò)誤（3）正確本次試卷答案如下：一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析1.實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用移液管準(zhǔn)確量取25.00mL醋酸溶液于錐形瓶中；（2）用pH計(jì)測(cè)量溶液的初始pH值；（3）分別取0.1mol/LNaOH溶液1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL，逐滴加入錐形瓶中的醋酸溶液，并用玻璃棒攪拌；（4）觀察溶液顏色變化，記錄滴定終點(diǎn)；（5）計(jì)算滴定終點(diǎn)pH值，并分析不同濃度NaOH溶液對(duì)滴定終點(diǎn)pH值的影響。2.預(yù)期結(jié)果：隨著NaOH溶液濃度的增加，滴定終點(diǎn)pH值逐漸增大。解析思路：1.根據(jù)酸堿滴定原理，醋酸與NaOH反應(yīng)生成醋酸鈉和水，反應(yīng)方程式為：CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O。2.在滴定過程中，隨著NaOH溶液的加入，溶液中的H+濃度逐漸降低，導(dǎo)致溶液pH值逐漸增大。3.通過記錄不同濃度NaOH溶液加入后的滴定終點(diǎn)pH值，可以分析不同濃度NaOH溶液對(duì)滴定終點(diǎn)pH值的影響。二、化學(xué)計(jì)算與應(yīng)用1.氮元素的質(zhì)量：100kg×15%=15kg2.磷元素的質(zhì)量：100kg×10%=10kg3.鉀元素的質(zhì)量：100kg×20%=20kg解析思路：1.根據(jù)化肥中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，計(jì)算各元素的質(zhì)量。2.根據(jù)化肥中氮元素的質(zhì)量，可以推算出磷和鉀元素的質(zhì)量。3.根據(jù)磷元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化，重新計(jì)算氮和鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。三、有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.錯(cuò)誤2.錯(cuò)誤3.錯(cuò)誤解析思路：1.有機(jī)化合物C6H12O2，分子中含有1個(gè)羥基和1個(gè)羧基，應(yīng)為2-羥基丙酸。2.乙酸乙酯的分子式為C4H8O2，與題目中的分子式C6H12O2不符。3.分子式C5H10O2不包含羥基和羧基，與題目信息不符。四、化學(xué)方程式書寫與配平1.Cu+H2SO4→CuSO4+H2↑2.Fe2O3+H2→2Fe+H2O3.2Al+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2↑解析思路：1.根據(jù)反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式，書寫化學(xué)方程式。2.配平化學(xué)方程式，確保反應(yīng)物和生成物的原子數(shù)相等。五、物質(zhì)的性質(zhì)與用途1.（1）正確2.（1）正確3.（1）正確4.（2）正確5.（2）正確6.（3）正確7.（1）正確8.（2）正確9.（3）正確解析思路：1.根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)，選擇正確的用途。2.分析每個(gè)選項(xiàng)的用途是否符合物質(zhì)的性質(zhì)。六、化學(xué)實(shí)驗(yàn)操